CN1151801A - 具有光学衍射效应的结构配置 - Google Patents

Abstract

为改善一种由多个具有光学衍射效应的浮雕结构分区所构成的结构配置，特别是用在有价凭证，如钞票、信用卡、存折或支票凭证或其它需要保护的物件中所使用的视觉可识别的光学安全元件中的结构配置，使之能使观察者获得较之采用已知结构配置更均匀和更明亮图象视觉印象而提出将绝大多数分区做成条形或带形。

Description

具有光学衍射效应的结构配置

本发明涉及一种由多个具有光学衍射效应的浮雕结构分区所构成的结构配置，特别涉及在有价凭证，如钞票、信用卡、存折或支票凭证或其他需要保护的物件中所使用的视觉可识别的光学安全元件。

此种结构配置的最简单的情况是一种安排于载体元件的表面并对入射环境光通过衍射和/或折射进行反射的直线波状或波纹状的结构。观察者可接收到一项反射光形式的视觉可感知的信息，该项信息与具有光学衍射效应的浮雕结构分区的浮雕结构相对应并且该项信息与视角密切相关。

入射环境光在浮雕结构分区的浮雕结构上的衍射以及从中以光学衍射图象形式发射出的信息决定于该分区单位长度上的波线或光栅刻线的数目，即所谓空间频率，以及浮雕结构的横截面形状，而后者特别取决于浮雕结构的高度差，更具体地说是既取决于浮雕结构的各个突起部之间的高度差，也取决于突起部和凹陷部之间的高度差。通过各分区或分区的各组的浮雕结构的构形及其安排可以做到使由某一组浮雕结构分区所发出的某项信息只能在某一视角范围内发射并由观察者感知，而在另一个视角范围则无信息可感知或者感知的是另外一种信息。

正如在本说明书开头部分所言，通过将具有光学衍射效应的结构配置的本身已知的安全元件应用于需要保护的物件上，可以使受保护的物件的真实性信息项目甚至为未经训练的人员所看到，但同时对于伪造而言，例如采用已知伪造手段，特别是采用光学复制手段，则不可能进行复制或极其困难。

所追求的是要设计一种结构配置可使由之产生的视觉可感受的信息项能满足美学要求，使观察者可获得比如特别明亮或角度均匀一致的图象视觉印象，比如可包括代表一项信息的符号或字符。不过也可以是力图使观察者方面产生一种特别明亮的彩色显示的视觉印象或一种高度均匀一致的彩色视觉印象(包括在各较大的表面部分之中)。经常希望信息的改变非常清晰和精确，比如可以通过例如使载有该结构配置的载体元件绕该载体元件所在的平面中的轴或绕垂直于该平面的一想像轴转动而使视角改变来实现。过去曾尝试利用借助称为象素的特定光学信息项的最小载体单位的分区构成的结构配置来实现这一点，象素的尺寸大约为60×60μm，为肉眼所无法分辨。因此可以在一给定的宏观区域中提供多个可产生互相不同的光学信息项并且可根据上述观察参数同时或单独被“激活”的分区。为了进一步加强均匀一致图象感的视觉印象，早已提议将分区的尺寸进一步减小。但是，由于对相应地较小的分区所要求的数量因而很大，所以该方法的缺点是各分区的边缘对衍射象的影响加大，其程度取决于由一个分区中的浮雕结构过渡到与其邻接的分区的浮雕结构时所引起的有害的附加衍射象。此外，该方法会减小结构配置中表面区的有效利用率，因为可对信息产生做出贡献的区域的数目以及因而其总面积会严重减小，例如由其长度在靠近角部处变短的如弧形的弯曲浮雕线构成的矩形分区的角部区域就是如此。

本发明的目的旨在改进在本说明书开头部分所提出的那种结构配置，使之在所生成的图象视觉印象的亮度及均匀性方面及可以借助该结构配置实现的不同图象视觉印象间改变的精确性方面均优于通常的结构配置，但其生产却简单而且成本低。

按照本发明，在本说明书开头分区所提出的那种结构配置中上述目的是通过将大多数分区做成带状或条状并且使其横向尺寸低于0.3mm令肉眼无法分辨而达到。

在本文中所说的带状或条状指的是各分区的纵向长度等于其横向宽度的多倍。因此，在采用这种结构配置时，可以减小该结构配置之中对产生光学信息毫无贡献的区域的数目及其总面积。本发明还可做到使互相邻接的分区的浮雕结构间的过渡区通过急剧减小各分区的边缘长度而减小其对能生成给定信息项的所要求的衍射象的有害影响。条状或带状各分区的横向宽度低于0.3mm使肉眼再无法分辨这一点意味着观察者获得的视觉印象为均匀一致的色感。该横向宽度最好选成小得多，但应大于3μm，最好大于5μm。另外还发现各分区的纵向长度大于0.3mm特别有利，形成根据本发明的结构配置的各分区的纵向长度最好选定为大于0.4mm，特别是大于0.5mm。

另外还提出带状或条状分区的设计应使其纵向长度至少十倍于其横向宽度。

如果根据本发明的结构配置至少局部由具有光学衍射效应的单一浮雕结构的分区形成，也是可以理解的。根据本发明的结构配置的构成包括由具有光学衍射效应的第一种结构组成的第一组各分区及至少另外一组具有光学衍射效应、但与前面第一种结构不同的结构分区；这种结构配置对于，比如，希望在观察者可以感知的一特别有限的表面区域中“存储”多项光学信息以使之能依上述参数(光的入射角、视角)而使观察者从检测表面区得到不同的光学视觉印象特别有利。特别是针对要求信息的变化清晰明确的场合，例如在颜色发生改变或一种符号变成另一种符号的场合，当这种结构配置的载体元件绕载体元件平面上一轴转动时提出了一种带状或条状分区的排列间距基本相等并且特别是互相平行排列的一种结构配置。为了有效地利用有关面积还进一步建议带或条的尺寸应为其纵向长度应由结构配置或其一分区在所涉及的方向上的延伸长度确定。

本发明意义重大的一项发展在于可解决在一个很大的视角内以明亮而一致的方式传递一项给定的单个信息的问题。过去采用具有光学衍射效应的同一种浮雕结构在这一方面可以得到的效果不能令人满意。如前所述，可以提供有效改进的根据本发明的结构配置中各组的分区由具有光学衍射效应的结构构成，该结构依其所处的相应组别不同而有异，其中各分区最好位于该结构配置的同一表面区域并且第一组各分区的结构与至少另外一组各分区的结构的构形应能使当此结构配置受到照明时由不同组别的各分区所生成的视觉可感知的各信息项在从上述视角范围的不同子范围内观察时完全相同。换言之，为了在一个视角范围内传递一项给定的单个信息，该视角范围的各个不同子范围各有一组相应的分区负责。

采用这种结构配置时，比如可以将一个大的视角范围分成多个小的子范围并使每一个子范围与一给定的带状或条状分区组相关，当该结构配置受到照明时，在各该分区中“存储”的所要的单个信息项就以衍射象的形式发出进入该子范围。根据本发明，通过使不同组别的各分区进行合适的构形和对各部进行适当的配置可以做到使上述子范围互相邻接并从而在由这些子范围形成的一个大的视角范围内可以感知由有关的不同组别的各分区产生的相同的光学信息项。建议将有关的不同组别的带状或条状分区交替排列，即排列成A1/A2/A1/A2或按顺序A1/A1/A2/A1/A1/A2或A1/A2/A3/A1/A2/A3排列。

根据另一提议，在这种结构配置的一个特别有限的表面区域设置由分区A1、A2等组成的两组以在视角范围α的子范围α1、α2等中传递一项给定的信息A，同时另一视角范围β的子范围β1、β2等中传递一项给定的信息B。当这些视角范围互相邻接时，在一个观察者将其观察方向从视角范围α改变到视觉范围β时，他所看到图象视觉印象发生改变。

本发明的另一目的旨在为需要保护的有价凭证或其他物件提供一转移箔片，特别是一热压印箔片，以及在本说明书开头部分所提到的光学安全元件，在这种光学安全元件中不会产生已知结构配置中会出现的缺点和困难。此目的借助一转移箔片和一根据本发明的具有上面所描述的构形的结构配置的光学安全元件而达到。本发明的下一个对象是一种不使用带有具备光学衍射效应的结构配置的安全元件的有价凭证载体，而是该有价凭证载体上具有一个安全区，通过适当的转移过程，特别是热压印过程，可将根据本发明的结构配置加到该安全区上。

由附图及下面对根据本发明的结构配置优点特别明显的实施例的描述，本发明的进一步的特点、细节及优点将十分清楚。

在附图中：

图1是带有安全元件的需要保护的物件的示意图；

图2示出根据现有技术的结构配置的一部分；

图3示出根据本发明的结构配置的一个分区；

图4示出另外一种结构配置的示意图；

图5示出的是如图5a或5b所示的结构配置例中衍射象的光学信息示意图；

图5a和5b示出结构配置中各分区排成一排时的情况；

图6所示为带有根据本发明的结构配置的转移箔片(Transferfolie)，而

图7所示为其上压有具有光学衍射效应的结构配置的有价凭证载体。

图1示出需保护的物件1，如为一由塑料材料构成的支票卡以及其他。在需要保护的物件1的表面2上示出总体用标号4标出安全元件。安全元件4包括一基片区6、一薄金属层8及一透明覆盖层10。在覆盖层10上朝向受保护的物件1的一面有一浮雕状表面结构12，该结构由波线或光栅刻线-下文称之为结构设置-组成，其特别是采用蒸发镀膜法设置金属层8。

图2为现有技术的结构配置的俯视示意图，其上的分区16分别具有浮雕结构18或20，此浮雕结构具有光学衍射效应并与给定的信息项相对应。标号22代表分区16的边缘，即由一个具有光学衍射效应的浮雕结构向下一个浮雕结构的过渡区。这种边缘22会引起有害的附加衍射现象并歪曲应由浮雕结构18及20传递的光学可感受信息项。用标号24代表的圆圈表示对产生所要的衍射图象无贡献或至少贡献较少的区域。

图3则正相反，示出根据本发明的结构配置的一个分区26。由图3可看出该分区26为带状或条状，即其纵向长度L多倍于其横向宽度B。图3还示意地表示出一个在该分区26上均匀一致的浮雕结构28。在根据本发明的这一结构配置中，只有两个区块30在结构配置受到光照射时对所产生的衍射象的贡献较之该分区26的表面上的其余处的贡献为小。

图4示出根据本发明的一种结构配置的一个大的区域，其中的条状或带状区域32为直向延伸成直线状，而其他的带状分区34则为弧形曲线形状和配置。另外的分区36为同心环形，这种构形特别是在要产生旋转对称衍射象时出现，即如果意欲在使该结构配置绕一根垂直于图形平面且穿过点38延伸的想象轴转动时与此结构配置的取向无关地传递给观察者同一信息项时出现。

图5为示出在视角范围α内以衍射象形式传递的光学信息分布的示意图。例如利用图5a所示的结构配置就可获得这样的信息分布。图5a为由观察者V对图5中所示的结构配置观察到的表面区域40的一部的放大示意图。

为了在整个视角范围α中提供一给定的信息项的尽可能地均匀一致的视觉印象，如红色感，将该视角范围分成三个子范围α1、α2和α3，它们分别与结构配置42的表面区40的分区43、44与45相关。分区43、44、45分别具有浮雕结构A1、A2和A3，其构形可使观察者V在整个视角范围α内接受到相同的信息项，而该信息项可在子范围α1、α2和α3中产生于分别由分区43、44及45组成的另一相应组。分区43、44和45为此依顺序A1/A2/A3成一排排列。

如果如图5b所示在表面区40设置具有可提供另外信息项，如表示一个字符的结构B1、B2的分区46、47的另外的组，则该信息项-字符的表示-就可如图5所示在视角范围β或子范围β1和β2内借助这些分区的适当的构形和取向而被感知。

图6示出根据本发明的带有上部载体箔片52的转移箔片50的简单原理性结构，其中上部载体箔片52在将结构配置应用于需保护的物件后即除掉。带有根据本发明的结构配置56的一透明层54贴附于该载体箔片的朝向需保护的物件的那一面；该结构配置56通过蒸发镀膜法由薄金属层58形成。最后，该转移箔片具有一粘胶层60，通过该粘胶层本组件可与需保护的物件相结合。

图7示出一有价凭证载体，特别示出一塑料制的平板62中的一个区域，该载体不采用将安全元件应用于其表面的方法，而是通过冲压印(Prgung)法将结构配置66加于安全区64的方法形成安全区64。

Claims (11)

1.一种由多个具有光学衍射效应的浮雕结构分区所构成的结构配置，特别用于有价凭证，如钞票、信用卡、存折或支票凭证或其他需要保护的物件中所使用的视觉可识别的光学安全元件，其特征在于大多数分区(26、43、44、45、46、47)为条形或带形，且其横向宽度不再为肉眼所能分辨且小于0.3mm。

2.如权利要求1中所述的结构配置，其特征在于条形或带形的各分区(26、43、44、45、46、47)的纵向长度超过0.3mm。

3.如前述权利要求中任何一项中所述的结构配置，其特征在于条形或带形分区(26、43、44、45、46、47)的纵向长度至少十倍于其横向宽度。

4.如前述权利要求中一项或多项中所述的结构配置，其特征在于条形或带形分区(32、43、44、45、46、47)的配置主要为成直线和互相平行延伸，且其纵向长度由结构配置或其一部分(40)在所涉及的方向上的延伸长度决定。

5.如前述权利要求中一项或多项中所述的结构配置，其特征在于该结构配置包括由具有光学衍射效应的第一种结构(A1)组成的第一组各分区(43)及至少另外一组由具有光学衍射效应的一种结构(A2、A3、B1、B2)组成的分区(44，45，46，47)，但该结构与第一种结构不同。

6.如权利要求5中所述的结构配置，其特征在于第一组各分区(43)的结构及至少另外一组(44、45)的结构这样设计使得在该结构配置受到光照时，从视角范围(α)的不同子角范围(α1、α2、α3)观察从不同组各分区所产生的视觉可感受的信息项完全相同。

7.如权利要求6中所述的结构配置，其特征在于各分区(43、33、45)的结构这样设计和配置，使得视角的不同子角范围(α1、α2、α3)互相邻接。

8.如权利要求5至7中任一项中所述的结构配置，其特征在于第一组的各分区(43)及至少另外一组的各分区(44、45)交替或顺序配置。

9.如权利要求1至8之一所述的结构配置，其特征在于该结构配置安排在一转移箔片(50)之上以便将之应用于需保护之物件。

10.将权利要求1至9之任意一项中的结构箔片用作有价凭证，如钞票、信用卡或支票凭证的视觉可识别的光学安全元件。

11.如权利要求10中将该结构配置用作有价载体，特别是纸或塑料制有价载体的安全区(64)。

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