專利名稱：具有光學(xué)衍射效應(yīng)的浮雕結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)配置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由多個具有光學(xué)衍射效應(yīng)的浮雕結(jié)構(gòu)分區(qū)所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)配置。特別涉及在有價憑證，如鈔票、信用卡、存折或支票憑證或其他需要保護(hù)的物件中所使用的視覺可識別的光學(xué)安全元件，在該結(jié)構(gòu)配置的一表面區(qū)域上安排有第一組具有第一種光學(xué)衍射效應(yīng)結(jié)構(gòu)的分區(qū)和至少另外一組具有與第一種結(jié)構(gòu)不同的具有光學(xué)衍射效應(yīng)的結(jié)構(gòu)的分區(qū)。
此種結(jié)構(gòu)配置的最簡單的情況是一種設(shè)置于載體元件的表面并對入射環(huán)境光通過衍射和/或折射進(jìn)行反射的直線波狀或波紋狀的結(jié)構(gòu)。觀察者可接收到一項反射光形式的視覺可感知的信息，該項信息與具有光學(xué)衍射效應(yīng)的浮雕結(jié)構(gòu)分區(qū)的浮雕結(jié)構(gòu)相對應(yīng)并且該項信息與視角密切相關(guān)。
入射環(huán)境光在浮雕結(jié)構(gòu)分區(qū)的浮雕結(jié)構(gòu)上衍射的以及從中以光學(xué)衍射圖象形式發(fā)射出的信息決定于該分區(qū)單位長度上的波線或光柵刻線的數(shù)目，即所謂的空間頻率，以及浮雕結(jié)構(gòu)的橫截面形狀，而后者特別取決于浮雕結(jié)構(gòu)的高度差，更具體地說是既取決于浮雕結(jié)構(gòu)的各個突起部之間的高度差，也取決于突起部和凹陷部之間的高度差。通過各分區(qū)或各分區(qū)組的浮雕結(jié)構(gòu)的構(gòu)形及其安排可以做到使由某一組浮雕結(jié)構(gòu)分區(qū)所發(fā)出的某項信息只能在某一視角范圍內(nèi)發(fā)出并由觀察者感知，而在另一個視角范圍則無信息可感知或者感知的是另外一種信息。
正如在本說明書開頭部分所言，通過將具有光學(xué)衍射效應(yīng)的結(jié)構(gòu)配置的本身已知的安全元件應(yīng)用于需要保護(hù)的物件上，可以使受保護(hù)的物件的真實性信息項目甚至為未經(jīng)訓(xùn)練的人員所看到，但同時對于偽造而言，例如采用已知偽造手段，特別是采用光學(xué)復(fù)制手段，進(jìn)行復(fù)制則不可能或極其困難。
所追求的是要設(shè)計一種結(jié)構(gòu)配置可使由之產(chǎn)生的視覺可感受的信息項能滿足美學(xué)要求，使觀察者可獲得比如特別明亮或均勻一致的圖象視覺印象，比如可包括代表一項信息的符號或字符。不過也可致力使觀察者產(chǎn)生一種特別明亮的彩色顯示的視覺印象或一種非常均勻一致的彩色視覺印象。
過去曾嘗試?yán)盟^的象素的這種給定的光學(xué)信息項的最小載體單位部夾做到這一點，這種象素的尺寸約為60×60μm；不過，也可使用尺寸比這一指定值小得多的象素。
在結(jié)構(gòu)配置的設(shè)計方面，為觀察者在相對較大的視角范圍內(nèi)提供由結(jié)構(gòu)配置的一個特別有限的表面區(qū)域發(fā)出的一項視覺可感知的給定信息經(jīng)常產(chǎn)生問題。因而要求，比如，利用結(jié)構(gòu)配置在相對所觀察表面區(qū)域的垂線大約30°的視角范圍內(nèi)為觀察者提供紅色視覺印象。
在所觀察的表面區(qū)域上已知結(jié)構(gòu)配置包括一組載有特定的所要的信息項，如紅色視覺印象的結(jié)構(gòu)。但是，當(dāng)采用這種結(jié)構(gòu)配置并且在結(jié)構(gòu)配置受到光照時，所產(chǎn)生的衍射象或衍射圖樣并不能在整個、相對較大的視角范圍內(nèi)提供同一種特定信息。在此，一個相對較大的視角范圍的意義可解釋為當(dāng)從該范圍內(nèi)的不同視角進(jìn)行觀察時，用肉眼可以察覺所傳遞的信息的差異，即比如所感知的彩色視覺印象由紅色變?yōu)槌壬?。此外，已知的這類結(jié)構(gòu)配置有一個缺點，就是在一給定的觀察方向觀察者所感知的僅是由各分區(qū)所發(fā)出的衍射輻射的一小部分，因而只是一種很低的輻射強(qiáng)度。
本發(fā)明的目的是提供一種在本說明書開頭部分所提出的那種結(jié)構(gòu)配置，該種結(jié)構(gòu)配置可以在預(yù)定的整個視角范圍內(nèi)向觀察者提供一項均勻和高強(qiáng)度的視覺可感知的信息，并且這種結(jié)構(gòu)配置制造簡單成本低。
按照本發(fā)明，在本說明書開頭部分所描述的結(jié)構(gòu)配置中該目的是這樣來達(dá)到的，即肉眼對該結(jié)構(gòu)配置不能分辨以及第一組或至少另外還有的一組的各分區(qū)的結(jié)構(gòu)都分別具有如下的性質(zhì)，即該結(jié)構(gòu)配置受到照明時，由不同分區(qū)的各個組所生成的各項視覺可感知的信息在從一個視角范圍的不同子角范圍觀察時完全相同。
在采用根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的這種結(jié)構(gòu)配置的情況下，在一個預(yù)先確定的視角范圍內(nèi)希望看到的信息與視角有關(guān)地從第一組或至少另外還有一組的各分區(qū)的產(chǎn)生和傳遞。不同組別中的各相應(yīng)分區(qū)的結(jié)構(gòu)可以設(shè)計為使該視角范圍中相應(yīng)于該分區(qū)的子角范圍互相搭接。相應(yīng)各結(jié)構(gòu)的構(gòu)形最好能使該視角范圍的子角范圍范互相鄰接。
如果能備有兩組以上具有不同的結(jié)構(gòu)的分區(qū)則特別有利，因為在這種情況下一個預(yù)先確定視角范圍就可以分割為多個區(qū)段。每個區(qū)段各歸屬于由分區(qū)形成的一個組。在該區(qū)中可感知的信息項就由與該分區(qū)組相關(guān)的相應(yīng)結(jié)構(gòu)生成。按照本發(fā)明，為使觀察者方面產(chǎn)生一致的圖象視覺印象，提議將屬于不同組別的各分區(qū)在所觀察的表面范圍上交替排列。因而觀察者不能察覺在視角改變時是否已由剛剛正在“激活的”分區(qū)組改變到另一組。另外還提議將相應(yīng)組的分區(qū)以直線線條方式排列，特別是排成為在一種結(jié)構(gòu)的分區(qū)的一條之后是另外一種結(jié)構(gòu)的分區(qū)的一條。
在本發(fā)明的一種改進(jìn)設(shè)計中，特別是在各分區(qū)以直線方式排列時，提議將這些分區(qū)做成條狀或帶狀，即這些分區(qū)的縱向長度超過其橫向?qū)挾榷啾?。這種條狀或帶狀的構(gòu)形還可減小相互鄰接分區(qū)浮雕結(jié)構(gòu)間的過渡區(qū)的不良影響(這種影響在不希望出現(xiàn)的附加的衍射現(xiàn)象中會出現(xiàn))。另外，還可以大大減小對傳遞信息不起作用或作用微不足道的區(qū)域的數(shù)量和總表面積，比如可以減小具有在朝角部靠近時長度尤其會變短的曲線浮雕線的矩形分區(qū)的角部區(qū)域的數(shù)量和面積。
本發(fā)明的其他特點、細(xì)節(jié)和優(yōu)點由附圖及對按照本發(fā)明結(jié)構(gòu)配置的優(yōu)選實施例的如下描述得出。
附圖中

圖1為帶有安全元件的需要保護(hù)的物件的示意圖，圖2為在采用現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)配置時載有信息的衍射象或衍射圖樣的示意圖，圖3為在按照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)配置中衍射象或衍射圖樣的信息分布示意圖，圖4示出可生成如圖3所示的信息分布的按照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)配置的優(yōu)選實施例，圖5示出根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)配置的轉(zhuǎn)移箔片(Tranferfolie)。
圖1示出的是一需要保護(hù)的物件1，如由塑料制成的支票卡等。在需要保護(hù)的物件1的表面2上備有一安全元件，總體用標(biāo)號4表示。安全元件4包括一基片區(qū)6、薄金屬層8和一透明的覆蓋層10。該覆蓋層10朝向需要保護(hù)的物件1的一面上具有由波線或光柵刻線組成浮雕狀的表面結(jié)構(gòu)12(下文將稱之為結(jié)構(gòu)配置)，其上通常采用蒸發(fā)鍍膜法設(shè)置一層金屬層8。
在圖2中標(biāo)號14代表根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)配置，而標(biāo)號16代表該結(jié)構(gòu)配置中下文將予以詳細(xì)說明一塊表面區(qū)域。當(dāng)受到光源L的照射，如受到漫射日光的照射時，就會由結(jié)構(gòu)配置14的部分18的浮雕狀表面結(jié)構(gòu)生成衍射象或衍射圖樣并從而按已知方式給觀察者V生成一視覺可感知信息。分區(qū)18具有在圖2中未示出的表面結(jié)構(gòu)，該表面結(jié)構(gòu)的作用就是在結(jié)構(gòu)配置受到光照時生成可傳遞視覺可感知信息的衍射象或衍射圖樣。這樣，在圖示的情況下，對于在圖2中所示的視角范圍α之內(nèi)的各視角待傳送的特定的光學(xué)信息比如可以是在整個區(qū)域16上為紅色視覺印象。而對于用角β表示的與結(jié)構(gòu)配置垂直的平面上另一視角范圍則表面區(qū)域16對觀察者呈綠色。因為已知借助具有光學(xué)衍射效應(yīng)的結(jié)構(gòu)以衍射象形式傳遞的信息依賴于該結(jié)構(gòu)或帶有該結(jié)構(gòu)的分區(qū)相對于觀察方向的取向，所以嚴(yán)格講只可能在一很小的觀察角范圍內(nèi)傳遞一給定的不連續(xù)的信息項。其結(jié)果就是觀察者V并不能在整個觀察角范圍α之中感知同一信息-紅色視覺印象-，而只可能感知一種隨著視覺的變化從紅色變到橙色的彩色視覺印象。所傳遞的彩色視覺印象的強(qiáng)度在該視角范圍內(nèi)也會發(fā)生變化。
圖3是與圖2相對應(yīng)的示意圖，示出了在采用根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)配置20時衍射象或衍射圖樣中的信息分布，其中注明了一塊表面區(qū)域22。此區(qū)域22的構(gòu)形使它對觀察者V在視覺范圍α’內(nèi)呈紅色，而在視角范圍β’內(nèi)呈綠色。與圖2中所示的結(jié)構(gòu)配置14的情況不同，不是僅采用了具有光學(xué)衍射效應(yīng)的單一結(jié)構(gòu)的分區(qū)來在視角范圍α’內(nèi)產(chǎn)生紅色視覺印象，而是采用了結(jié)構(gòu)依組別不同而有差異的分別具有結(jié)構(gòu)A1、A2和A3的分區(qū)組23、24和25。
圖4示出表面區(qū)22的一分區(qū)。它包括了用于產(chǎn)生和傳遞紅色視覺印象的分區(qū)組23、 24、 25及產(chǎn)生和傳遞綠色視覺印象的分區(qū)組26、27。在此具有結(jié)構(gòu)A1的組23的各分區(qū)用作在視角范圍α’內(nèi)的子角范圍α1中生成給定的紅色視覺印象，而分別具有結(jié)構(gòu)A2和A3的組24和25各分區(qū)則針對子角范圍α2和α3作用。同此，組26和27分別由具有光學(xué)衍射效應(yīng)的結(jié)構(gòu)B1和B2構(gòu)成并用于在視角范圍β’的相應(yīng)子角范圍β1和β2中傳遞另外一種給定的信息-綠色視覺印象。
在視角改變時，例如由子范圍α1變到子范圍α2時，具有結(jié)構(gòu)A2的分區(qū)組24取代具有結(jié)構(gòu)A1的分區(qū)組23。如果各分區(qū)的大小選擇適當(dāng)使用肉眼無法分辨，則這種由一個“激活分區(qū)”轉(zhuǎn)變到另一組不會被觀察者所察覺；而傳遞給觀察者的所要求的彩色視覺印象在整個視角范圍α1和β1內(nèi)都很均勻一致個并且強(qiáng)度很高。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)移箔片30簡單結(jié)構(gòu)的原理圖。其上部載體箔片32在將結(jié)構(gòu)配置應(yīng)用于需要保護(hù)的物件之后應(yīng)去除。帶有根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)配置36的透明層34與載體箔片32朝向需要保護(hù)物件的那一面相接；利用蒸發(fā)鍍膜法在結(jié)構(gòu)配置36上設(shè)置一薄金屬層38。最后，轉(zhuǎn)移箔片具有一個粘膠層40，利用該粘膠層可將此構(gòu)件與需要保護(hù)的物件結(jié)合成為一體。
權(quán)利要求
1.一種由多個具有光學(xué)衍射效應(yīng)的浮雕結(jié)構(gòu)分區(qū)所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)配置，特別用于有價憑證，如鈔票、信用卡、存折或支票憑證或其他需要保護(hù)的物件中所使用的視覺可識別的光學(xué)安全元件，在該結(jié)構(gòu)配置的一表面區(qū)域上安排有第一組具有光學(xué)衍射效應(yīng)的第一種結(jié)構(gòu)的浮雕結(jié)構(gòu)分區(qū)和至少另外一組與第一種結(jié)構(gòu)不同的具有光學(xué)衍射效應(yīng)的浮雕結(jié)構(gòu)分區(qū)，其特征在于各分區(qū)的尺寸的選擇使得肉眼無法分辨并且第一組和至少另外一組的分區(qū)的結(jié)構(gòu)這樣設(shè)計使得在結(jié)構(gòu)配置受到照明時由不同組的分區(qū)所產(chǎn)生視覺可感知的信息項在從一視角范圍內(nèi)的不同子角范圍觀察時完全相同。
2.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)配置，其特征在于相應(yīng)組的各分區(qū)的結(jié)構(gòu)布置成使得各子角范圍相互鄰接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的結(jié)構(gòu)配置，其特征在于不同組別的各分區(qū)交替排列。
4.如前述權(quán)利要求中任意一項所述的結(jié)構(gòu)配置，其特征在于一組的各分區(qū)直線行狀設(shè)置。
5.如權(quán)利要求4中所述的結(jié)構(gòu)配置，其特征在于一種結(jié)構(gòu)的分區(qū)的各行和另外一種結(jié)構(gòu)的分區(qū)的各行交替排列。
全文摘要
為了改進(jìn)一種由多個具有光學(xué)衍射效應(yīng)的浮雕結(jié)構(gòu)分區(qū)所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)配置，特別是用于有價憑證，如鈔票、信用卡、存折或支票憑證或其他需要保護(hù)的物件中所使用的視覺可識別的光學(xué)安全元件，在該結(jié)構(gòu)配置的一表面區(qū)域上安排有第一組具有光學(xué)衍射效應(yīng)的第一種結(jié)構(gòu)的第一組分區(qū)和至少另外一組與第一種結(jié)構(gòu)不同的具有光學(xué)衍射效應(yīng)的另一種結(jié)構(gòu)的分區(qū)，使一給定的信息項對這一結(jié)構(gòu)配置的觀察者在整個預(yù)先選定的視角范圍中表現(xiàn)為強(qiáng)度高而且均勻一致，現(xiàn)提議將第一組及至少另外一組的分區(qū)的結(jié)構(gòu)分別做成為使得結(jié)構(gòu)配置在受到照明時在從該視角范圍的各個不同子角范圍觀察時由不同組各分區(qū)生成的視覺可感知的信息項完全相同。
文檔編號G03H1/22GK1151800SQ95193930
公開日1997年6月11日 申請日期1995年6月22日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月2日
發(fā)明者維爾納·萊茵哈德, 于爾根·赫爾曼 申請人:雷恩哈德庫茲有限公司, 德意志聯(lián)邦銀行