用于光斑图像的显示元件制造技术

本发明专利技术涉及一种具有基底(22)的显示元件(20)，所述基底具有面区域(24)，在所述面区域中布置有多个相对于面区域倾斜的光学元件(16)。显示元件(20)设计和确定用于，在通过光源(30)照明时产生由多个光斑(32)组成的光斑图像，所述光斑对于观察者(40)显现为悬浮在面区域(24)的上方或者下方，其中，所述光斑以其表观悬浮高度的连续变化遵循预设的、相对于面区域凸出和/或凹入的表面形貌(50)。光斑图像的每个光斑(32)配置有多个光学元件(26)，所述光学元件是折射性的和/或反射性的光学元件，所述光学元件共同形成菲涅尔结构(28)，其中，在照明所述显示元件时，菲涅尔结构(28)的光学元件(26)共同作用，以便产生配属于它们的光斑(32)。菲涅尔结构的光学元件的斜度分别这样相互协调适配，使得它们连续地改变菲涅尔结构(28)的焦距并且由此使得所产生的光斑(32)对于观察者看上去遵循预设的表面形貌(50)。于观察者看上去遵循预设的表面形貌(50)。于观察者看上去遵循预设的表面形貌(50)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光斑图像的显示元件
[0001]本专利技术涉及一种用于产生由多个光斑组成的光斑图像的显示元件。此外，本专利技术涉及一种用于制造这种显示元件的方法和具有这样的显示元件的数据载体。
[0002]数据载体、例如有价文件或者证明文件，但也包括其它的有价物品、例如名牌商品通常配设有防伪元件以提供安全保障，所述防伪元件能够实现对数据载体的真实性检验并且同时用作保护以防未经允许的复制。
[0003]在此引起特别关注的是具有三维作用的图像的防伪元件，它们对于外行人也能够轻易地识别和检验并且尽管如此不能以常见的复印方法原样拷贝地复制。在专利文献WO 2012/048847 A1中建议了一种用于产生这种3D图像的显示元件，所述显示元件在通过光源照明时产生由光斑组成的三维的图案(或者说视觉对象)、例如由多个悬浮在不同悬浮高度上的光斑组成的三维的光金字塔。
[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于，进一步提高防伪安全性和用于光斑图像的显示元件的视觉吸引力。
[0005]该技术问题通过独立权利要求的特征解决。本专利技术的扩展设计是从属权利要求的技术方案。
[0006]本专利技术提供一种具有基底的显示元件，所述基底具有面区域，在所述面区域中布置有多个相对于面区域倾斜的光学元件。
[0007]在此，显示元件设计和确定用于，在通过光源照明时产生由多个光斑组成的光斑图像，所述光斑是照明的光源的实像或者虚像。光斑对于观察者显现为悬浮在面区域的上方或者下方，其中，所述光斑以其表观悬浮高度的连续变化遵循预设的、相对于面区域凸出和/或凹入的表面形貌。
[0008]光斑图像的每个光斑配置有(或者说分配有)多个光学元件，所述光学元件是折射性的和/或反射性的光学元件，所述光学元件共同形成菲涅尔结构。在此，在照明所述显示元件时，菲涅尔结构的光学元件共同作用，以便产生配属于它们的光斑。
[0009]最后，菲涅尔结构的光学元件的斜度分别这样相互协调适配，使得它们连续地改变菲涅尔结构的焦距并且由此使得所产生的光斑对于观察者看上去遵循所述预设的表面形貌。
[0010]在有利的设计方案中，所述光学元件对于菲涅尔结构的至少一部分是折射性的光学元件，所述光学元件共同形成菲涅尔透镜。每个菲涅尔透镜可以具有统一的焦距，或者它们的焦距可以连续地改变，以便考虑到预设的表面形貌。
[0011]在同样有利的设计方案中作为备选或者补充地规定，所述光学元件至少对于菲涅尔结构的一部分是反射性的光学元件，所述光学元件共同形成菲涅尔镜，尤其是菲涅尔凹面镜或者菲涅尔凸面镜。每个菲涅尔镜可以具有统一的焦距，或者它们的焦距可以连续地改变，以便考虑到预设的表面形貌。
[0012]所述菲涅尔结构在所述表面形貌的相对于面区域凸出和/或凹入的区域中优选既不是旋转对称的也不是椭圆形的，而是遵循通过所述表面形貌预设的自由形状。
[0013]所述光学元件特别有利地通过平坦的微镜或者通过小的微棱镜形成。然而有利地
也可行的是，光学元件具有弯曲的表面并且例如呈现菲涅尔阶梯透镜或者菲涅尔阶梯镜的弯曲的阶梯。
[0014]在优选的设计方案中，光学元件和光斑的悬浮高度设计为，使得对于光斑和配属的光学元件分别适用条件f/d<5，其中，f表示光斑在面区域的上方或者下方的悬浮高度的值并且d表示对这个光斑有贡献的光学元件的光学直径。由此确保在对于观察者双眼的约30cm的正常观察距离中，光斑处于通过光学元件形成的菲涅尔结构的开口内部，因此对于观察者形成由悬浮的光斑组成的三维外观。
[0015]在有利的专利技术变型方案中，所述光斑图像的每个光斑配置有多个相互邻接的光学元件。
[0016]在备选的、同样有利的专利技术变型方案中，所述光斑图像的每个光斑配置有多个间隔地分布在面区域上的光学元件。通过在各个单独的光学元件之间形成的间隙，可以在相同的面区域中相互嵌套地布置多组分别配属于不同的光斑的光学元件。以此方式可以在光斑图像中实现特别高的空间分辨率，如以下更详细地阐述的那样。通过嵌套布置也可以用光斑产生所有类型的符号，所述符号由多于一个像点组成。
[0017]在本专利技术的扩展设计中，由多个光斑形成光斑图案，所述光斑图案对于观察者看上去遵循预设的表面形貌。所述光斑图案尤其可以由网格形成，所述网格由p x q个光斑位置组成，其中，p和q优选彼此独立地具有值2、3、4、5或者6之一。由于p x q个光斑位置的一部分被光斑占据并且一部分保持未被占据，能够产生期望的点网格图案。光斑图案有利地呈现字母、数字、标志、符号或者简单的几何形状，例如圆形、卵形、三角形、矩形或者正方形。在用于钞票的防伪元件中，光斑图案例如可以呈现钞票的面值，例如数字“10”和/或货币符号，例如“€”。
[0018]所述预设的表面形貌有利地呈现弯曲的表面并且优选是从面区域中拱曲出的或者拱曲到面区域中的球区段、尤其是半球。
[0019]在有利的设计中，所述光学元件设计为压印漆层中的压印结构。如果显示元件设计为至少部分反射性的，则压印结构优选配设有增强反射涂层。作为增强反射涂层尤其考虑整个表面的金属化部或者网格式的金属化部、高折射性涂层、具有随角异色(或者说颜色倾斜)效应的薄层元件或者胆甾相液晶层。压印结构的结构高度优选小于100μm、优选小于20μm、特别优选小于5μm。
[0020]所述显示元件有利地是用于防伪纸、有价文件和其它需要被提供安全保障的物品的防伪元件，尤其是防伪线、防伪带、防伪条、标签或者转移元件。
[0021]按照本专利技术的显示元件可以与其它的防伪特征结合，例如与衍射结构，与所有实施变型方案中的全息图结构(被金属化或者没有被金属化地)，与亚波长结构(被金属化或者没有被金属化地)，与亚波长光栅，与在倾斜时显示颜色变换的层系统(半透明或者不透明地)，与衍射的光学元件，与折射的光学元件，例如棱柱光束成型器，与特定的孔形状，与具有有针对性地设置的导电性的防伪特征，与加工入的带有磁性编码的物质，与具有发磷光的、发荧光的或者发光的效果的物质，与基于液晶的防伪特征，与压光结构，与附加的微镜元件，与具有百叶窗效果的元件或者与锯齿结构结合。
[0022]按照本专利技术的显示元件特别有利地与完全包围它们的背景相结合，尤其是与射线状的背景相结合，如可以通过在专利文献DE 10 2010 055 688 A1中描述的构造产生的那
样。按照本专利技术的显示元件还可以有利地具有静态图案元件，其例如由镜面或者具有在WO 2011/066991 A2中描述的类型的有噪声(verrauscht)的微镜的微镜阵列形成。就此而言，所提及的两个专利文献的公开内容均包含在本申请中。
[0023]本专利技术还包括一种用于制造上述类型的显示元件的方法，所述显示元件设计和确定用于，在照明时产生由多个光斑组成的光斑图像，所述光斑是照明的光源的实像或者虚像，并且对于观察者显现为悬浮在面区域的上方或者下方，其中，所述光斑以其表观悬浮高度的连续变化遵循预设的、相对于面区域凸出和/或者凹入的表面形貌。
[0024]在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有基底的显示元件，所述基底具有面区域，在所述面区域中布置有多个相对于面区域倾斜的光学元件，其中，
‑
显示元件设计和确定用于，在通过光源照明时产生由多个光斑组成的光斑图像，所述光斑是照明的光源的实像或者虚像并且对于观察者显现为悬浮在面区域的上方或者下方，其中，所述光斑以其表观悬浮高度的连续变化遵循预设的、相对于面区域凸出和/或凹入的表面形貌，
‑
其中，光斑图像的每个光斑配置有多个光学元件，所述光学元件是折射性的和/或反射性的光学元件，所述光学元件共同形成菲涅尔结构，
‑
其中，在照明所述显示元件时，菲涅尔结构的光学元件共同作用，以便产生配属于它们的光斑，并且
‑
菲涅尔结构的光学元件的斜度分别这样相互协调适配，使得它们连续地改变菲涅尔结构的焦距并且由此使得所产生的光斑对于观察者看上去遵循所述预设的表面形貌。2.按权利要求1所述的显示元件，其特征在于，所述光学元件至少对于菲涅尔结构的一部分是折射性的光学元件，所述光学元件共同形成菲涅尔透镜。3.按权利要求1或2所述的显示元件，其特征在于，所述光学元件至少对于菲涅尔结构的一部分是反射性的光学元件，所述光学元件共同形成菲涅尔镜，尤其是菲涅尔凹面镜或者菲涅尔凸面镜。4.按权利要求1至3中至少一项所述的显示元件，其特征在于，所述菲涅尔结构在所述表面形貌的相对于面区域凸出和/或凹入的区域中既不是旋转对称的也不是椭圆形的，而是遵循通过所述表面形貌预设的自由形状。5.按权利要求1至4中至少一项所述的显示元件，其特征在于，所述光学元件通过平坦的微镜或者通过小的微棱镜形成。6.按权利要求1至5中至少一项所述的显示元件，其特征在于，对于光斑和配属的光学元件分别适用f/d<5，其中，f表示光斑在面区域的上方或者下方的悬浮高度的值并且d表示对这个光斑有贡献的光学元件的光学直径。7.按权利要求1至6中至少一项所述的显示元件，其特征在于，所述光斑图像的每个光斑配置有多个相互邻接的光学元件。8.按权利要求1至6中至少一项所述的显示元件，其特征在于，所述光斑图像的每个光斑配置有多个间隔地分布在面区域上的光学元件。9.按权利要求8所述的显示元件，其特征在于，配属于不同光斑的光学元件相互嵌套地布置在面区域中。10.按权利要求1至9中至少一项所述的显示元件，其特征在于，由多个光斑形成光斑图案，所述光斑图案对于观察者看上去遵循预设的表面形貌。11.按权利要求10所述的显示元件，其特征在于，所述光斑图案由网格形成，所述网格由p x q个光斑位置组成，优选p、q＝2、3、4、5或者6...

【专利技术属性】
技术研发人员：S海勒，KH谢尔勒，M霍弗，R德默尔，
申请(专利权)人：捷德货币技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：