DE102010036285A1 - Anordnung zur Erzeugung winkelselektiver optischer Transparenz - Google Patents

Abstract

Aufgabe war es, möglichst aufwandgering eine winkelselektive Transparenz zu schaffen, die keine Lichtintensitäts- und Informationsverluste in den transparenten Winkelbereichen sowie keine Lichtintensitätsverluste in den nicht transparenten Winkelbereichen aufweist. Erfindungsgemäß wird das Licht mit einer ersten Struktur (2) optisch codiert. Mit einer auf die erste Struktur (2) abgestimmten zweite Struktur (3) wird diese optische Codierung winkelselektiv wieder aufgehoben. Die Strukturen (2, 3) können beispielsweise als vor- und rückseitige Oberflächen eines z. B. folienartigen Substrats (1) realisiert werden. Die Erfindung dient beispielsweise als winkelselektiver Filter für Displays und Monitore

Description

• Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung winkelselektiver optischer Transparenz. Mit einer solchen Anordnung wird Licht in einem oder mehreren beliebig im Raum angeordneten Winkelbereichen ungehindert transmittiert, während für andere Winkelbereiche die Transparenz bzw. das Passieren von Informationen des einfallenden Lichts gedampft bzw. gänzlich versagt werden soll. Elemente für eine solche Anordnung können sehr aufwandgering und kostengünstig, auch in Serienfertigung, hergestellt und eingesetzt werden.
• Die Anordnung kann beispielsweise als winkelselektiver Filter für Displays und Monitore verwendet werden, um die private Information zu schützen, also den Einblick aus bestimmten Raumrichtungen zu stören oder komplett zu verhindern. Außerdem kann die Erfindung dazu eingesetzt werden, störende Reflexe aus der Umgebung zu reduzieren oder zu unterdrücken.
• Ebenso lässt sich ein solcher winkelselektiver Filter für Fenster und transparente Türen verwenden, um den Einblick aus bestimmten Richtungen in besagter Weise zu beeinflussen. Die Anordnung in Verbindung mit einem Fenster kann auch dazu dienen, ein Blenden durch direktes Sonnenlicht zu reduzieren oder auch, um Projektionen zum Beispiel von einem Videoprojektor, sichtbar zu machen.
• Die Anordnung lässt sich als durchsichtiges Sicherheitsmerkmal in Dokumenten, wie auch Ausweisen oder Banknoten, verwenden. Dabei ändert ein solches Sicherheitsmerkmal die Transmissionseigenschaften je nachdem unter welchem Winkel man das Dokument betrachtet.
• Weiterhin kann die Anordnung in Verbindung mit optischen Sensoren verwendet werden, dies würde es ermöglichen, winkelselektiv zu detektieren.
• Weitere Verwendungen der Anordnung, beispielsweise zum Sichtschutz gedruckter Information, sind denkbar.
• Es ist bekannt, winkelselektive Transmission durch die Verwendung mehrerer übereinander liegender Schichten zur erzeugen, wobei die Schichten in Richtung des einfallenden Lichts jeweils alternierend aus transparenten und opaken Bereichen bestehen (z. B. US 5,528,319 A ). So kann man in bestimmten Winkelbereichen solcher häufig als Vorsatz für Displays eingesetzter 'privacy filter' durch die transparenten Bereiche der Schichten hindurch Informationen auf dem Display erkennen. In anderen Winkelbereichen wird die Transmission gänzlich blockiert.
• Winkelselektive Transparenz kann auch durch dünne, längliche opake Strukturen, die in eine Schicht eingebracht sind, realisiert werden (beispielsweise US 5,147,716 A ). Die Strukturen sind in die gewünschte Transparenzrichtung ausgerichtet. Licht aus anderen Richtungen wird blockiert.
• Ebenso bekannt zur Erzeugung winkelselektiver Transmission ist die Verwendung von metallischen Pigmenten die in Mehrschichtsystemen eine winkelabhängige Charakteristik für Transmission, Reflexion und Absorption erzeugen ( US 6,767,633 B2 ).
• Alle vorgenannten Anordnungen besitzen den Nachteil, dass ein Teil des hindurch tretenden Lichts in Vorzugsrichtung blockiert wird. Somit ist die Helligkeit hinter einer solchen Anordnung geringer und der Kontrast schwächer. Licht aus anderen Richtungen verliert nicht nur seinen Informationsgehalt, es wird vollständig oder teilweise durch Absorption oder Reflexion blockiert. Bei manchen Anwendungen, z. B. zum Schutz der Privatssphäre in Verbindung mit Fensterscheiben, kann dies von erheblichem Nachteil sein, da nur noch ein geringer Anteil des Lichtes durch das Fenster gelangt.
• Die US 6,731,416 B2 zeigt eine holografische Filtervorrichtung als Vorsatz für Displays, die einen optisch durchlässigen Fotopolymerfilm mit an sich bekannten holografischen Bildelementen enthält. Die winkelselektive Transmission wird somit durch diese holografischen Bildelemente erzeugt, wobei jedes von diesen, entsprechend den Prinzipien der Holografie, belichtet und entwickelt werden und somit auch aus entsprechendem Material bestehen muss. Für eine Serien- bzw. Massenproduktion bedeutet dies einen immens hohen Aufwand.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit möglichst geringem Aufwand zur Herstellung und Installation der Anordnung eine winkelselektive Transparenz zu schaffen, ohne Lichtintensitäts- und Informationsverluste in den transparenten Winkelbereichen sowie ohne Lichtintensitätsverluste in den nicht transparenten Winkelbereichen in Kauf nehmen zu müssen.
• Erfindungsgemäß besteht die Anordnung aus einer ersten optisch transparenten Struktur zwischen zwei optisch transparenten Medien unterschiedlicher optischer Brechzahl, wodurch eine strukturspezifische optische Verschlüsselung des einfallenden Lichts bewirkt wird, sowie aus einer in einem definierten Abstand zur ersten optisch transparenten Struktur vorgesehenen und zumindest in einer oder mehreren Vorzugsrichtungen des einfallenden Lichts auf die erste Struktur angepassten zweiten optisch transparenten Struktur wiederum zwischen zwei optisch transparenten Medien, wodurch eine winkelselektive Aufhebung der mit der ersten Struktur hervorgerufenen optischen Verschlüsselung durch eine mit der zweiten Struktur bewirkten zweiten Überlagerung des einfallenden Lichts erfolgt.
• Mit der ersten optisch transparenten Struktur wird das einfallende Licht strukturspezifisch optisch verschlüsselt, so dass zwar das Licht, nicht aber dessen Informationen (Bildinhalte) nach Passieren dieser Struktur erkennbar sind.
• Die zweite Struktur ist mit ihren Strukturelementen und dem Abstand zur ersten Struktur angepasst, so dass mit Passieren des Lichts die vorgenannte optische Verschlüsselung des Lichts aufgehoben wird. Dies funktioniert nur für bestimmte Winkelbereiche. In diesen speziellen Lichteinfallsrichtungen werden somit durch die zweite Struktur die Bildinhalte wieder decodiert und die Lichtinformationen liegen für diese Lichteinfallsrichtungen unbeeinträchtigt am Ausgang der Anordnung an. Für alle anderen Lichteinfallsrichtungen bleibt die optische Verschlüsselung des Lichts erhalten. Die Bildinformationen bleiben für diese Lichteinfallsrichtungen nicht erkennbar.
• Im einfachsten Fall kann die erfindungsgemäße Anordnung aus einer Folie bestehen, auf deren gegenüberliegenden Oberflächen jeweils die besagte erste und zweite Struktur aufgebracht werden. Die Medien unterschiedlicher optischer Brechzahl sind somit Luft-Folie bzw. Folie-Luft. Die Struktur kann auf bekannte Weise, z. B. mittels Elektronenstrahllithographie oder Laserstrahlschreiber, erzeugt werden. Somit kann ein Prägestempel hergestellt werden, durch den man die Struktur beispielsweise mittels Heißprägen, UV-Replikationsguss oder auch durch Spritzgießen replizieren kann, so dass die vorgeschlagene Anordnung mit höchst geringem technischen Herstellungs- und Installationsaufwand auch für große Stückzahlen Verwendung finden kann.
• Die Erfindung soll nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
• Es zeigen:
• 1: Prinzipaufbau der erfindungsgemäßen Anordnung (eindimensionaler Querschnitt)
• 2: Prinzipdarstellung der winkelselektiven Transparenz (eindimensionaler Querschnitt)
• 3: Strukturdesign der Anordnung bei Vernachlässigung wellenoptischer Propagationseffekte zwischen den beiden Ebenen (links: eindimensionale Darstellung, rechts: zweidimensionale Darstellung)
• 4: Prinzipdarstellung der Umrechnung zwischen Phasenfunktion φ(x) und Höhenverlauf h(x) der Struktur mittels bekannter Thin Element Approximation (TEA)
• 5: Herstellungsablauf für eine Masterherstellung mittels Laserschreiber sowie UV-Abformung zur Strukturgenerierung mehrere Anordnungen
• In 1 soll die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Anordnung anhand eines strahlungstransparenten zweidimensionalen flächigen Elements (nachfolgend Substrat 1 genannt) erläutert werden. Das Substrat 1 besitzt auf seiner linksseitig dargestellten Oberfläche eine optisch wirksame Struktur 2 und auf seiner gegenüberliegenden rechtsseitig gezeigten Oberfläche eine optisch wirksame Struktur 3.
• Die Struktur 2 ist somit zwischen einem Einfallsmedium der Lichtstrahlung 4 (in diesem Beispiel Luft) mit der Brechzahl n_front und dem Substrat 1 mit der Brechzahl n_substr angeordnet. Die Struktur 3 befindet sich zwischen dem Substrat 1 mit der Brechzahl n_substr und einem Einfallsmedium der Lichtstrahlung 4 (in diesem Beispiel wiederum Luft) mit der Brechzahl n_front.
• Eine auf das Substrat 1 einfallende Lichtstrahlung 4 (symbolisiert durch Pfeildarstellung) trifft mit ihren Wellenfronten 5 zunächst auf die linksseitig dargestellte Oberfläche des Substrats 1 mit der Struktur 2, durch welche die Lichtstrahlung 4 aufgrund der unterschiedlichen optischen Brechzahlen n_front und n_substr und lokaler strukturabhängiger Veränderung der Richtung der Lichtstrahlung 4 strukturspezifisch optisch verschlüsselt wird. Mit dieser optischen Verschlüsselung tritt zwar die Lichtstrahlung 4 in unverminderter Gesamtleistung in das Substrat 1 ein, jedoch ist die Bildinformation dieser Lichtstrahlung 4 optisch codiert und damit nicht mehr erkennbar. Es entstehen im Substrat 1 zufällig aufgeprägte Wellenfronten 6.
• Nach Passieren des Substrats 1 gelangt die nunmehr optisch codierte Lichtstrahlung 4 zur optisch wirksamen Struktur 3 an der Rückseite des Substrats 1, welche an dieser aufgrund der unterschiedlichen optischen Brechzahlen n_substr und n_back strukturabhängig nochmals einer optischen Beeinflussung unterliegt.
• Diese Art der optischen Beeinflussung soll 2 zeigen. Oben in 1 ist zu sehen wie für eine oder mehrere Blickrichtungen bzw. Richtungen 4 des hindurch tretenden Lichts die an der Struktur 2 an der Vorderseite des Substrats erfolgte optische Codierung wieder rückgängig gemacht wird, so dass die Bildinformation (Wellenfront 5) hinter dem Substrat 1 ohne optische Beeinträchtigung wieder voll sichtbar wird (die Bildinformation der Wellenfront 5 entspricht der Bildinformation der Wellenfront 5'). Unten in 2 ist zu sehen wie für alle anderen Blickrichtungen bzw. Richtungen der Lichtstrahlung 4 die Bildinformation infolge der nicht aufgehobenen optischen Lichtstrahlcodierung hinter der Struktur 3 optisch verschlüsselt bleibt, obwohl das Licht ohne Beeinträchtigung der Gesamtleistung die Struktur 3 durchdringt (die Bildinformation der Wellenfront 5 entspricht nicht der Bildinformation der Wellendfront 7).
• Entscheidend ist, dass nur durch das Zusammenspiel der beiden strukturierten Oberflächen des Substrats 1 die gewünschte optische Funktionalität (Codierung – winkelabhängige Aufhebung der Codierung) gewährleistet wird.
• In 2 ist beispielhaft eine Struktur zu Verschlüsselung (erste Struktur), welche der Struktur 2 in 1 entspricht, und eine Struktur zur Entschlüsselung (zweite Struktur), welche der Struktur 3 in 1 entspricht, dargestellt. Abstand als auch Positionierung der strukturierten Oberflächen im Design müssen vorgegebene Werte einhalten.
• Wie in 3 zu sehen, ist die Oberflächenstruktur gekennzeichnet durch eine maximale Modulationshöhe h und eine kleinste laterale Strukturgröße p. Die Dicke des Substrats 1 ist gegeben durch d, seine Brechzahl durch n_substr. Vor dem Substrat 1 herrscht eine Brechzahl n_front, nach dem Element n_back.
• Die optischen Funktionen der strukturierten Oberflächen werden in Schritt 1 durch eine Designvorschrift berechnet. Danach werden in Schritt 2 die physischen Oberflächenprofile, die zur Erzeugung dieser optischen Funktionen nötig sind, ermittelt. Diese Profile werden dann in Schritt 3 mittels einer geeigneten Herstellungstechnik in das Substrat eingebracht.
• Schritt 1:
• Das Ziel des Designs besteht darin, in der oder den gewünschten Transparenz-Richtungen eine optische Funktion zu realisieren, die der eines transparenten Substrates entspricht, während für alle anderen Richtungen eine Streufunktion erzeugt wird. Die grundsätzlich Idee besteht dabei darin, in der ersten Ebene auf das einfallende Licht aufgebrachte Phasenfunktion eine möglichst starke Streuwirkung zu erzeugen, die jedoch durch die in der zweiten Ebene verwirklichte Phasenfunktion wieder aufgehoben wird, jedoch nur in der gewünschten Transparenzrichtung (siehe 2). Dadurch wirkt das Substrat in dieser Richtung durchsichtig. In anderen Richtungen findet die Aufhebung der Streufunktion nicht statt, wodurch das Substrat bei Betrachtung milchig erscheint. Eine Absorption findet in beiden Fällen nicht statt. Der Winkelbereich der Transparenz kann aus 2 abgeschätzt werden.
• Wird davon ausgegangen, dass die Struktur 2 des Substrats 1 mit der kleinsten Strukturgröße p zufällig moduliert ist, wird in Ebene 2 die Rückumwandlung vollständig unmöglich bei Verschiebung in den Koordinatenrichtungen x oder y um Δs_{x, y} > p_{x, y}. Die Verschiebung hängt mit dem Winkel der Beleuchtung bzw. Betrachtung Θ_{x, y} zusammen gemäß der Gleichung

  
• Daraus ergibt sich ein Winkelbereich ΔΘ in Abhängigkeit von der kleinsten Strukturgöße:

  

  innerhalb dessen die Transparenz des Elementes von maximaler Durchsicht auf maximale Streuwirkung wechselt. Der Winkelbereich guter Transparenz ist kleiner als diese Größe, wobei der genaue Wert von den Anforderungen an die Transparenzeigenschaften abhängt.
• Zur Verwirklichung eines solchen Designs muss die Propagation des Lichtes durch das mehrlagige Substrat 1 simuliert werden. Die konkrete Designvorschrift hängt von den Parametern des Systems ab. Je feiner die Strukturen, je größer die Abstände zwischen den strukturierten Ebenen (Oberflächen des Substrats 1) und je größer die Wellenlänge des Lichtes ist desto stärker wirken sich wellenoptische Effekte (Beugung) auf die Propagation des Lichtes aus. Gegebenenfalls müssen diese Effekte berücksichtigt werden im Design des Substrats 1. Ein in der Optik bekanntes Maß für die Abschätzung des Einflusses der wellenoptischen Effekte ist die Fresnelzahl F. Im vorliegenden Fall berechnet sich diese gemäß:

  
• Es gilt nun, dass wellenoptische Effekte vernachlässigt werden können für F ≥ 1. Dieser Wert stellt eine grobe Orientierung dar, im speziellen Fall muss durch Kontrollrechnungen überprüft werden, ob die gewählte Näherung angemessen ist.
• Je nach Wert von F kommen die folgenden Designvarianten zum Einsatz: Designvariante 1 – wellenoptische Effekte vernachlässigbar (F ≥ 1):
• In diesem Fall wird begonnen mit der Zuweisung einer Phasen-Zufallsfunktion zur Struktur 2, das heißt, dass die Phase φ₁(x, y) zufällig mit einem Wert zwischen 0 und einem maximalen Phasenhub Φ_max belegt werden. Bei der Ausbreitung unter Vernachlässigung wellenoptischer Effekte bleibt diese Funktion unverändert. Für die Struktur 3 kann daher eine optische Funktion gewählt werden, welche die Negierung der ersten optischen Funktion bewirkt. Dies kann erreicht werden, indem an jedem Punkt die inverse Funktion φ₂(x, y) = –φ₁(x, y) realisiert wird (3).
• Dabei sind zwei Möglichkeiten zur Berücksichtigung der gewünschten Transparenzrichtung möglich. Zum Einen kann die optische Funktion gemäß der durch die Ausbreitung zwischen den Ebenen in Transparenzrichtung entstandenen Translation des Lichtes verschoben werden. Zum Zweiten können die Ebenen später bei der Herstellung unter Berücksichtigung der gewünschten Transparenzrichtung gegeneinander ausgerichtet werden. Die nötige Verschiebung der beiden Ebenen Δs_{x, y} hängt mit der gewünschten Transparenzrichtung Θ_{x, y} und dem Ebenenabstand d zusammen über die Gleichung (vgl. 2): Δs_{x, y} = dtanΘ_{x, y} für die beiden Koordinatenrichtungen x und y. Designvariante 2 – wellenoptische Effekte nicht vernachlässigbar (F ≥ 1):
• In diesem Fall wird ebenso wie im ersten Fall mit einer zufälligen Phasenfunktion für die Struktur 2 begonnen, allerdings müssen nun die durch die wellenoptischen Effekte bei der Ausbreitung auftretenden Änderungen der Amplitude und Phase in der Struktur 3 berücksichtigt werden. Eine Berücksichtigung der Amplitude würde jedoch eine optische Funktion mit einem Absorptionsanteil erfordern, was in jeder Blickrichtung zu einer Verdunklung führen würde und in der vorliegenden Anwendung nicht erwünscht ist. In diesem Fall können kompliziertere Designalgorithmen eingesetzt werden, welche die optischen Funktionen in beiden Strukturen 2, 3 so optimiert, dass die gewünschte Funktionalität bestmöglich durch reine Phasenfunktionen und damit ohne Absorption erfüllt wird. Eine wichtige Klasse solcher Algorithmen sind sogenannte iterative Fouriertransformations-Algorithmen (IFTA, siehe z. B. F. Wyrowsi: "Design theory of diffractive elements in the paraxial domain, J. Opt. Soc. Am. A, OSA, 1993, 10, 1553–1561), die für den Fall mehrerer Ebenen z. B. in US 7,307,767 B2 beschrieben sind. Sie basieren auf der wiederholten Simulation der Ausbreitung des Lichtes zwischen den Strukturen 2, 3 und nach dem Substrat 1, wobei in den einzelnen Iterationsschritten die Begrenzungen der optischen Funktionalität der einzelnen Ebenen, bedingt durch die Wahl der Herstellungstechnik oder der gewünschten Funktionalität (im vorliegenden Fall z. B.: keine Absorption), schrittweise eingebracht werden. Das US 7,307,767 B2 sowie allgemein das Designprinzip IFTA haben als Ziel üblicherweise die Erzeugung einer komplexen Ausgangswelle zur Darstellung z. B. eines Bildes im Fernfeld des optischen Elementes. Im vorliegenden Fall wird dieses allgemeine Prinzip in einem Spezialfall, der Erzeugung einer ebenen Welle (entspricht einem einzelnen Punkt auf der optischen Achse im Fernfeld), angewendet.
• Schritt 2:
• Die berechneten optischen Phasenfunktionen müssen in ein tatsächliches Höhenprofil umgewandelt werden, welches dann als Strukturprofil zu generieren ist. Dieser Schritt muss unter Umständen bereits im Design berücksichtigt werden, da z. B. die Profil-Begrenzungen in der Herstellung Einflüsse auf die Art des Designs haben.
• Die Umwandlung geschieht mit der Methode der Näherung dünner Elemente (engl. TEA – thin element approximation), bei der eine direkte Proportionalität zwischen Phasenhub und der Höhe der Struktur angenommen wird (4). Dabei wird vorausgesetzt, dass die lateralen Abmessungen der kleinsten Strukturen der Höhenprofile im Verhältnis zur Wellenlänge mindestens so groß sind (im Allgemeinen im Bereich der Wellenlänge), dass wellenoptische Effekte innerhalb der Struktur vernachlässigt werden können. Diese Voraussetzung ist im vorliegenden Fall erfüllt, da wesentlich kleinere Strukturen nur noch als sogenanntes effektives Medium wirken und keine oder geringer streuende Eigenschaften aufzeigen. Die Umwandlung zwischen Phasen- und Höhenfunktion geschieht dann bei TEA nach der einfachen Gleichung:

  
• Schritt 3:
• Zur Herstellung der in Schritt 2 berechneten Höhenprofile können abhängig von der minimalen lateralen Strukturgröße und der Strukturtiefe verschiedene Verfahren zum Einsatz kommen. Im Allgemeinen kann der Ablauf eingeteilt werden in die Erzeugung von Masterelementen, die jeweils eines der Höhenprofile aufweisen, und in die Herstellung des zweiseitig strukturierten Substrats 1 mit Hilfe dieser Masterelemente.
• Die Herstellung der Master bei typischen Strukturgrößen von einigen μm und einer Strukturtiefe von ca. 1 μm kann z. B. mit Hilfe von Elektronenstrahllithographie oder Laserstrahllithographie in Glas- oder Siliziumsubstraten durchgeführt werden. Diese Master werden dann durch eine geeignete Abformungstechnologie, z. B. UV-Lithographie, beidseitig auf das eigentliche Substrat kopiert (5). Für diesen Schritt existieren auch großflächig anwendbare Verfahren (z. B. Abformung von Rollen), die bei geeigneten Masterelementen die Herstellung großer Flächenstrukturen ermöglichen (interessant für Anwendungen in den Bereichen Fenster, Bildschirmen etc.).
• 5 zeigt als Übersicht beispielhaft einen möglichen Ablauf zur Herstellung der erfindungsgemäßen Anordnung. Der linke Teil der Abbildung zeigt als Abfolge die notwendigen technologischen Schritte zur Herstellung eines Masters. Ein mit einem Elektronenstrahlresist und Chrom beschichtes Substrat wird mit einem Elektronenstrahlschreiber belichtet. Der Elektronenstrahlresist wird entwickelt, so dass in diesem ein latentes Bild entsteht. Der entwickelte Elektronenstrahlresist dient nun als Maske um mittels Ionenstrahlen das Chrom zu strukturieren. Das strukturierte Chrom dient wiederum als Maske um in einem weiteren Ätzschritt das Substrat zu strukturieren. Für die zweite Struktur sind sämtliche Schritte ein weiteres Mal durchzuführen. Nach dem Entfernen der Elektronenstrahlmasken und der Chrommasken können beide Elemente als Master für einen Abformprozess dienen.
• Der rechte Teil von 5 zeigt die notwendigen technologischen Schritte zum Abformen des Masters auf Vorder- und Rückseite eines Polymersubstrates. Im ersten Schritt wird das zähflüssige Polymer zwischen die beiden Master gebracht. Die Master werden dann justiert und zusammmengepresst. Diese Anordnung wird nun UV-Strahlung ausgesetzt. Dabei wird das Polymer gehärtet. Die Master können nun entfernt werden so dass das fertige Element übrig bleibt.
• Bezugszeichenliste

1

Substrat

2, 3

Struktur

4

Lichtstrahlung

5

Wellenfront der Lichtstrahlung 4

5'

Wellenfront der Lichtstrahlung 4 hinter Substrat 1 mit aufgehobener Wellenfrontmodulation

6

aufgeprägte Wellenfront im Substrat 1

7

aufgeprägte Wellenfront hinter Substrat 1

n_front

optische Brechzahl des Mediums vor Substrat 1

n_substr

optische Brechzahl von Substrat 1

n_back

optische Brechzahl des Mediums hinter Substrat 1

d

Dicke des Substrats 1

h

maximale Modulationshöhe der Strukturen 2, 3

p

kleinste laterale Strukturgröße der Strukturen 2, 3

Θ

Winkel der gewünschten Transparenzrichtung

φ₁, φ₂

Phase der Lichtstrahlung 4

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• US 5528319 A [0007]
• US 5147716 A [0008]
• US 6767633 B2 [0009]
• US 6731416 B2 [0011]
• US 7307767 B2 [0041, 0041]
• Zitierte Nicht-Patentliteratur
• IFTA, siehe z. B. F. Wyrowsi: ”Design theory of diffractive elements in the paraxial domain, J. Opt. Soc. Am. A, OSA, 1993, 10, 1553–1561 [0041]

Claims (7)

1. Anordnung zur Erzeugung winkelselektiver optischer Transparenz, bestehend aus einer ersten optisch transparenten Struktur (2) zwischen zwei optisch transparenten Medien unterschiedlicher optischer Brechzahl zum Zweck der Überlagerung des einfallenden Lichts (4) für eine strukturspezifische optische Verschlüsselung sowie bestehend aus einer in einem definierten Abstand zur ersten optisch transparenten Struktur (2) vorgesehenen und zumindest in einer oder mehreren Vorzugsrichtungen des einfallenden Lichts (4) auf die erste Struktur angepassten zweiten optisch transparenten Struktur (3) wiederum zwischen zwei optisch transparenten Medien unterschiedlicher optischer Brechzahl zum Zweck der winkelselektiven Aufhebung der mit der ersten Struktur (2) hervorgerufenen optischen Verschlüsselung durch eine mit der zweiten Struktur (3) bewirkten zweiten Überlagerung des einfallenden Lichts (4).
2. Anordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Strukturen (2, 3) jeweils auf gegenüberliegenden Oberflächen eines Trägers (1) vorgesehen sind, auf welchen das einfallende Licht (4) trifft.
3. Anordnung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Träger (1) eine optisch transparente Folie Verwendung findet.
4. Verfahren zur Herstellung der Anordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur für einen Prägestempel lithografisch, beispielsweise durch Elektronenstrahllithographie oder Laserlithographie, als Abbild generiert wird.
5. Verfahren zur Herstellung der Anordnung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur mittels Heißprägen repliziert wird.
6. Verfahren zur Herstellung der Anordnung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur mittels Spritzguss repliziert wird.
7. Verfahren zur Herstellung der Anordnung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur mittels UV-Replikationsguss repliziert wird.

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