本发明专利技术涉及一种光学变化元件，它具有一些部分表面，这些部分表面具有消色差表面结构和不同的散射、衍射和反射特性，这些部分表面与一个薄膜结构组合，由此对于观察者来说在旋转或倾翻时不会导致一种连续的色彩过渡的印象，而是产生一种确定的、几乎间断的色彩变换的印象。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种例如在文件安全领域中应用的光学变化元件，用于提供确定的并且容易识别和说明的安全特征，以进行真实性识别。
技术介绍
例如WO 97/19821描述了一种光学变化的平面图案，它具有至少一个图形构形的特征。每个特征配有一些确定类型的表面区域。在通过可视光照射时可以看出图像结构中的特征，它们具有不同视角下的明点和暗点。上述表面区域具有格栅结构，其线数大于250线/mm，因此在可视区域内得到明显可见的衍射效果。例如由EP 0 105 099 B1已知一种包括一个衍射光学安全元件的文件。该安全元件具有一个通过入射光的衍射产生至少一个彩色图案的衍射结构，该彩色图案显示出一个可视觉检验的真实性特征。该衍射结构这样构成，当衬底在其平面上以一个确定的旋转方向并以一个确定的速度旋转时，在给定的照射和观察方向情况下调节的彩色图案以局部给定的速度沿着给定的轨迹移动。EP 0 375 833 B1公开了一个具有一个图形的光学变化的平面图案，其中，平面图案被分成m个光栅场，它们包括具有多于10线/mm的光学有效的衍射元件。在这种已知的光学变化的平面图案中，每个光栅场具有一个小于0.3mm的最大尺寸并且分隔成各具有一个衍射元件的N个分场。每个衍射元件对应于N个图形中的一个图形的一个给定的像素。一个立体结构的参数在N个衍射元件的每个元件中由相对于一个部分表面的从属性确定，因此N个图形的每个图形在平面图案的一个给定的观察方向上是可见的。US-A 3 858 977描述了一种光学干涉安全元件。这个已知的元件具有一个衬底和一个滤光镜，该滤光镜具有至少一个光学干涉层。该光学干涉层具有一个已知的光谱反射特性和与此不同的已知的光谱透射性，这两种特性随着光线入射角变化。可以构成一个有价文件如纸币的表面区域的衬底具有一个表面区段，它紧邻滤光镜并且是彩色的，用以吸收一部分透过滤光镜的光线。如上所述光学变化平面图案那样构成的光学变化平面图案可以按照设计和工艺选择根据视角产生不同的视觉上的光学变化的效果，如一个三维体或透视体、运动效果、图像跃变或类似效果。在围绕一个确定的空间轴旋转或倾翻平面图案或配有这种平面图案的元件时，许多设计元件显示出彩虹色。但是在整个彩虹光谱上的这种近乎连续的过渡在一些安全应用中存在缺陷，它与规定尽可能确定的并且容易识别和说明的安全特征的真实性识别的目的是不符的。就是说，这种连续的色彩过渡或彩色变换存在一种确定性问题。此外，在安全应用与商业应用之间的功能性和显现图像方面需要一个明确的特征界线，以防止通过简单的模仿或通过将商业标识转移到安全文件上进行造假。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是，实现一种光学变化元件，它对于观察者来说在旋转或倾翻时不会导致一种连续的色彩过渡的印象，而是产生一种确定的、几乎间断的色彩变换的印象。按照本专利技术这个目的由此得以实现，即，一个光学变化平面图案的一些部分表面具有包括不同的散射、反射或衍射特征的消色差表面结构且与一个薄膜结构相互重叠地组合。这个目的还通过一种安全元件得以实现，它具有一个包括两个或多个部分表面的光学变化的平面图案，所述部分表面具有包括不同的散射、反射或衍射特征的消色差表面结构并且与一个薄膜结构相互间重叠地结合。在此，消色差表面结构是一些对于观察者来说基本上无色的表面结构。例如对于消色差表面结构是宏观结构、消色差炫耀结构(非对称结构)、对称结构，如正弦光栅、无光泽结构或开诺全息照片。在这些不同形式的消色差表面结构中，所述消色差特性分别通过表面结构的不同结构实现。例如在开头引用的文献WO 97/19821中公开了一些消色差结构。在消色差炫耀结构如锯齿光栅和消色差对称结构如正弦光栅中，表面结构的周期不短于1.5μm。炫耀结构的特点是，它们总是可以局部地通过线性函数描述(锯齿形，矩形)并因此起到翻转镜的作用。所述表面结构的单个结构的尺寸范围优选在2μm至10μm范围。这些表面结构的典型深度位于500nm至2μm范围。出于加工技术方面的原因由这个尺寸范围的结构宁愿采用较大的结构。因此这些消色差结构位于一个区域内，在该区域内衍射现象对光学特性只有微小的影响并且所述结构基本上起到翻转镜的作用。例如对于消色差炫耀结构的构造可以从1998年的SPIE 3314卷第194至202页上的由Renen Staub等人的文章“用于OVD的非标准衍射结构”中得出。宏观结构同样基本通过反射起作用。一个宏观结构能够通过一个假想基准面的座标x和y的逐个连续且可微分的函数M(x，y)表示。该函数M(x，y)描述了一个至少在局部区域内弯曲的表面，其中在局部区域内ΔM(x，y)＝0，并且函数M(x，y)不是周期的三角或矩形函数。一个宏观结构具有一个三维立体形状，它可以由复杂的图案构成并且例如形成标识或符号的形状。一个宏观结构的相邻极值通常相隔至少0.1mm。无光泽结构显示出随机的表面轮廓特征，其中所述结构的平均深度和横向尺寸可以通过统计的特征参数描述。在此在不同的择优方向上呈现不同的结构参数。重要的结构参数例如是平均深度和相关长度。这种无光泽结构可以通过具有统计特性的工艺过程加工。对于这些工艺过程涉及例如湿法腐蚀、金刚石粉研磨、喷砂等类似工艺。对于无光泽结构平均粗糙度系数的典型统计值是20nm至2000nm，最好是50nm至500nm。对于无光泽结构相关长度的典型统计值是200nm至50000nm，最好是500nm至10000nm。开诺全息照片是通过衍射效果产生一种由使用者确定的散射特性的结构。按照本专利技术的光学变化平面图案尤其用于安全元件如文件、纸币、信用卡或类似物品。所述安全元件由薄膜结构与消色差衍射表面结构的结合构成，由此可以使薄膜结构的视觉效果与衍射表面结构的视觉效果特别好地相互协调。按照本专利技术的光学变化平面图案的优选扩展结构在从属权利要求中给出。所述光学变化平面图案的一种优选实施形式是，所述消色差表面结构由具有不同散射特性的无光泽结构构成。在此一个特别有意义的可能性在于，这样构成无光泽结构，使部分表面的散射特性在色彩和对比变换方面是不同的。由此产生的光学效果能够实现光学特征的一个特别好的界线。所述无光泽结构在其平均深度和/或在其相关长度方面是不同的，由此可以实现另一有利的光学效果。通过参数平均深度和相关长度能够确定散射锥的宽度和散射锥的形状。通过具有上述不同参数的无光泽结构的部分表面可以使部分表面具有不同形状的散射锥。所述无光泽结构可以由各向同性的无光泽结构构成。在此各向同性意味着，所述无光泽结构的散射特性不取决于在平面中的旋转角。在此这种各向同性的无光泽结构尤其用于当旋转角的变化不应该导致变化的光学元件的光学效果变化的时候。为了实现附加的光学效果，无光泽结构可以由各向异性的无光泽结构构成。由此可以实现动态效果，例如根据旋转角改变亮度或灰度值。按照本专利技术的光学变化平面图案的另一优选实施形式是，所述消色差表面结构由具有不同的反射特性的宏观结构或炫耀结构构成。炫耀结构的表面结构的单个结构的大小位于2μm至10μm范围内。这种表面结构的典型深度位于500nm至2μm范围内。宏观结构的大小优选位于20μm至30μm范围内。一个宏观结构的结构高度优选小于5μm，但是也可以为40μm。宏观结构和炫耀结构主要本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光学变化元件，其特征在于，所述光学变化元件的一些部分表面具有消色差表面结构，这些表面结构具有不同的散射、反射或衍射特性，所述部分表面相互重叠地与一个薄膜结构组合。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：安德列亚斯席林，韦恩R汤普金，雷内施陶布，
申请(专利权)人：雷恩哈德库兹两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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