反射可见的光学安全部件、该部件的制造及配备该部件的安全文件的制作方法

本说明书涉及安全标记领域。更具体而言，本发明涉及一种反射可见以检查文件真实性的光学安全部件、一种用于制造这种部件的方法以及一种配备这种部件的安全文件。

背景技术：

已知有众多技术用于文件或产品的认证，特别是用于文件(例如纸币、护照或其他身份文件类型等有价值文件)的保护。这些技术旨在生产光学安全部件，该光学安全部件由观察参数(部件相对于观察轴线的定向、光源的位置和尺寸等)决定的光学效果呈现出非常有特点且可验证的配置。这些光学部件的总体目标是从难以复制的物理配置提供新颖且与众不同的光学效果。在这些部件中，dovid(代表“衍射光学可变图像设备”)用于表示产生通常被称为全息图的衍射和可变图像的光学部件。

例如，产生由光学效果的动态变化组成的效果是已知的做法，该效果例如以光和/或彩色区在给定方向上运动(有时称为“滚动条”)的形式，该运动是由部件的倾斜角变化而导致的。于是观察者可以观察到当部件旋转时沿着图像运动的光和/或彩色区，这构成了附加的认证检查。

这种呈现出“滚动条”的动态光学效果例如在申请人的专利申请wo2015154943中进行了描述，并且该专利申请的一幅附图被复制到本申请中(图1)。在上述申请中描述的光学安全部件呈现反射可见的效果。该光学安全部件包括被刻蚀在电介质材料层上的衍射结构。该结构具有第一图案，该第一图案包括具有第一组小面的浅浮雕，该第一组小面的形状被确定以模拟一系列反射可见的下凹或凸起的圆筒状光学元件，该第一图案由形成亚波长光栅的第二图案调制。如图1示出的示例所示，在标记为11的第一区域中，第一图案使得可以模拟一系列下凹的圆筒状元件12，并且在标记为12的第二区域中，第一图案使得可以模拟一系列凸起的圆筒状元件22。此外，在区域11和区域21的每一个中，第一图案由第二图案调制以分别形成第一亚波长光栅和第二亚波长光栅。在沉积例如高折射率的电介质材料薄层和对结构进行封装之后，该第一亚波长光栅和第二亚波长光栅分别用作第一波长相减滤波器和第二波长相减滤波器。圆筒状元件12、22具有例如宽度约为2mm且长度约为12mm的尺寸，这使得它们肉眼可见。因此，当其围绕平行于圆筒状元件的主方向δ1、δ2之一的轴线进行倾斜旋转时，这种光学安全部件呈现颜色不同并且沿相反的方向滚动的光带13、23的动态视觉效果。

然而，在已知的现有技术中，仅描述了滚动条类型的动态效果。本申请描述了具有原创结构的光学安全部件，使得可以达到更复杂的动态视觉效果，使得可以模拟与众不同的信息，因此可以更容易地识别信息，并最终确保更加可靠的认证。

技术实现要素：

根据第一方面，本发明涉及一种光学安全部件，该光学安全部件旨在根据至少一个第一观察面用肉眼在反射中进行观察，并且该光学安全部件包括由电介质材料制成的第一层，该第一层具有第一折射率并且在所述第一层上刻蚀至少一个第一衍射结构。

在根据所述第一方面的光学安全部件中，所述第一衍射结构包括第一图案，该第一图案具有在给定的布置方向上并排布置的至少一个模块组，在所述布置方向上限定的每个模块的最大宽度小于300μm。每个模块包括具有第一组小面的浅浮雕，该第一组小面的形状被确定以模拟反射可见的光学元件，所述光学元件具有至少一个凸起区域或下凹区域，所述光学元件具有在单个方向(被称为斜率变化的方向，其与所述布置方向成直角)上斜率连续变化的轮廓。此外，对于并排的两个模块，在所述两个模块之间沿着平行于所述布置方向的至少一条线的斜率是不同的。

由电介质材料制成的所述第一层在所述部件的观察光谱带中(换句话说，在用肉眼观察的可见光谱中)至少部分透明。“至少部分透明”的层被定义为对于位于观察光谱带中的波长，具有透射率为至少70％(优选为至少80％)的层。

这种光学安全部件在反射中以及在围绕平行于所述布置方向的轴线的倾斜运动的作用下呈现动态视觉效果，该动态视觉效果是所述模块的布置的函数，并且包括一个或多个复杂图形元素的运动(例如，以不同的速度在相同方向上或在相反方向上“运动”的两条直线段的交叉和/或相对于所述布置方向倾斜的直线段的运动)。与简单的水平滚动条相比，该复杂的动态视觉效果通过获得上述视觉效果所必需的模块的设计和制造，提供了更安全的认证和更强的技术壁垒。

倾斜运动被理解为所述部件围绕平行于所述模块的布置方向的轴线的旋转。围绕观察的标称位置，所述倾斜角通常为+/-45°，优选为+/-30°。所述观察的标称位置例如是用于在竖直照明下进行观察而由部件定义的，该部件以这样的方式倾斜使得该部件的法线与竖直方向之间呈45°的夹角。

所述模块的最大宽度小于300μm，这允许所述模块的每一个无法用肉眼分辨，从而可以为观察者提供连续的直线或曲线的视觉效果。因此，观察者感知到直线段或由较小的并列直线段构成的曲线。在实践中，能够存在由所述模块的最大宽度确定、使得所述第一结构对肉眼可见的最小模块数。因此，在实践中，所述第一结构的最小尺寸能够大于1mm，大于2mm为优选，大于5mm为更优选。

根据一个或多个示例性实施例，形成所述第一图案的小面的高度被确定以有利于在同一个观察角处的多个衍射级数以获得多色衍射，换句话说，具有来自或不来自相同衍射级数的几个波长并且具有基本相同的观察角(即在小于2°、优选小于1°的角度范围内)的衍射。所述多个衍射级数使得可以通过加法合成为观察者的眼睛产生“白色”或“消色差”效果。

根据一个或多个示例性实施例，所述模块组中的每个所述模块在所述斜率变化的方向上具有基本恒定的宽度。对于所有所述模块，宽度可以相同，或者至少两个所述模块可以具有不同的宽度。具有不同宽度的模块使得可以创建在反射中呈现不同光强的移动图形元素。

根据一个或多个示例性实施例，至少一个所述模块在所述斜率变化的方向上具有变化的宽度。所述模块可以具有例如三角形、金字塔形或任何其他非矩形的形状，这使得可以在例如两个倒金字塔形的模块之间创建交叉溶解的视觉效果，或者可以通过在显微镜下观察所述模块来对所述部件创建附加级别的认证。

根据一个或多个示例性实施例，所述模块组包括第一模块亚组和第二模块亚组，使得所述第一模块亚组的模块可以模拟具有至少一个下凹区域的光学元件，所述第二模块亚组的模块可以模拟具有至少一个凸起区域的光学元件，所述第一亚组的模块与所述第二亚组的模块交替布置。

这种模块布置使得可以形成在反射中以及在倾斜运动的作用下呈现原创的动态视觉效果(包括两条直线段的交叉)的光学安全部件。

此外，通过使所述第一模块亚组的模块和第二模块亚组的模块交替，观察者可以同时感知与每个亚组关联的效果。

根据一个或多个示例性实施例，所述模块组包括至少一个第一模块亚组，使得所述第一模块亚组的模块可以模拟光学元件，对于每个所述光学元件来说具有至少一个第一下凹区域或至少一个第一凸起区域，每个所述第一区域包括平行于所述布置方向的平线。此外，对于所述第一模块亚组中的两个连续模块，所述平线在斜率变化的方向上错开。

在本说明书的意义内，平线是与所述模块的布置方向平行的线，在该线处由所述模块模拟的光学元件的轮廓斜率被消除。

这种模块布置使得可以形成在反射中以及在倾斜运动的作用下呈现原创的动态视觉效果(包括相对于所述模块的布置方向倾斜的直线段的运动)的光学安全部件。通过操作连续模块的交错，可以形成具有多个线段的虚线。

根据一个或多个示例性实施例，对于所述第一模块亚组的几个连续模块，所述平线在斜率变化的方向上以小于300μm的偏移错开，以向观察者呈现线条似乎为连续的视觉效果。通过例如沿与所述布置方向成直角的轴线连续变化的偏移来操作所述偏移的方向和幅度，还可以生成曲线。

根据一个或多个示例性实施例，所述模块组包括至少一个第一模块亚组，使得所述第一模块亚组的模块可以模拟光学元件，该光学元件对于所述第一亚组的所有所述模块来说具有至少一个第一下凹区域并且/或者对于所述第一亚组的所有所述模块来说具有至少一个第一凸起区域，并且所述第一亚组中的至少两个所述模块使得可以模拟具有不同斜率变化函数的轮廓的光学元件。

这种模块布置使得可以形成在反射中以及在倾斜运动的作用下呈现运动图形元素变形的原创的动态视觉效果的光学安全部件。

取决于所寻求的视觉效果，根据第一方面的光学安全部件的模块组中的模块可以被设计为模拟具有至少一个凸起区域和/或至少一个下凹区域的不同光学元件。

因此，根据一个或多个示例性实施例，至少一个所述模块使得可以模拟其轮廓具有在所述斜率变化的方向上可变、相对于与所述布置方向平行的平线对称(按绝对值)的斜率的光学元件。斜率函数的对称性使得可以模拟一个或多个图形元素的规则运动的效果，该视觉效果具有作为正倾斜值或负倾斜值的函数的对称性。

根据一个或多个示例性实施例，至少一个所述模块使得可以模拟其轮廓具有在所述斜率变化的方向上可变、相对于与所述布置方向平行的平线不对称(按绝对值)的斜率的光学元件。斜率函数的不对称性使得可以模拟所述部件的标称位置(零倾斜)两侧的速度变化效果。

根据一个或多个示例性实施例，至少一个所述模块使得可以模拟具有至少一个下凹区域和至少一个凸起区域的光学元件。至少一个下凹区域和至少一个凸起区域两者的存在使得可以形成运动图形元素的视觉效果的组合或运动图形元素的多个视觉效果。

根据一个或多个示例性实施例，模块另外在与所述布置方向成直角的方向上并置。例如，模块组在与所述布置方向成直角的方向上以给定的倍数复制，这使得视觉效果可以复制。还可以使不同的模块并置以构建更复杂的视觉效果。

根据一个或多个示例性实施例，所述光学安全部件还包括第二层，该第二层至少部分地覆盖所述第一结构并具有在可见光谱中的反射光谱带。所述第二层是例如金属层或所谓的折射率变化层，所述第二层的折射率与相邻层的折射率不同，优选地，使得折射率值的差至少等于0.3。

根据一个或多个示例性实施例，在至少一个第一区域中，所述第一图案由第二图案调制，该第二图案形成周期位于100nm至700nm之间(有利地，200nm至500nm之间)的周期性阵列，该第二图案被确定以在所述第二层的沉积之后产生在第一光谱带中的谐振滤波器。

这种部件使得可以将动态视觉效果与彩色效果相结合。此外，除了通过肉眼进行认证之外，还可以通过偏振对光学安全部件进行认证。实际上，如此获得的谐振滤波器对偏振敏感。通过用偏振光照射所述光学安全部件，并通过偏振器进行观察，可以观察到颜色的消失。

根据一个或多个示例性实施例，所述第一图案在第一区域中由形成第一周期性阵列的第一第二图案调制，并且所述第一图案在至少一个第二区域中由形成至少一个第二周期性阵列的第二第二图案调制，使得在所述第二层的沉积之后，所述第一周期性阵列和所述第二周期性阵列产生在不同光谱带中的谐振滤波器。

根据一个或多个示例性实施例，所述第一图案由所述第二图案调制，使得对于并排布置的两个模块，所述两个模块之间的光谱共振带不同。这种光学安全部件在反射中以及在围绕平行于所述布置方向的轴线的倾斜运动的作用下呈现额外的视觉效果(其为动态彩色效果)，该额外的视觉效果是所述模块的布置的函数。所述第一图案的模块布置使得可以产生由每个模块的特性进行累加组合而导致的原创的颜色，该原创的颜色在现有技术的光学安全部件中并不总是能够被感知到。

根据一个或多个示例性实施例，所述第一图案由所述第二图案调制，使得光谱共振带在至少一个第一模块的两个区域上不同。

根据一个或多个示例性实施例，所述光学安全部件还包括由电介质材料制成的第三层，该第三层沉积在所述第二层上并具有第三折射率。所述第二层是电介质材料的薄层，具有第二折射率，使得所述第二折射率和所述第一折射率之间的差值以及所述第二折射率和所述第三折射率之间的差值至少等于0.3。所述第二图案适于在所述第二层的沉积以及所述第三层对所述第一结构的封装之后在反射中产生带通谐振滤波器。

根据一个或多个示例性实施例，所述第二层是金属材料的薄层，其厚度大于40nm，并且所述第二图案适于在反射中产生带阻谐振滤波器。

根据一个或多个示例性实施例，所述第一结构具有形成可识别图形形状的轮廓。

根据一个或多个示例性实施例，所述结构的轮廓形成的图形形状与运动图形元素的形状类似。

当所述第一图案包括至少一个第二结构时，该结构可以并置，每个结构具有可识别的形状。

取决于应用的要求，根据所述第一方面的光学安全部件可以包括一个或多个附加层，该附加层或这些附加层对所寻求的视觉效果没有贡献。

因此，根据一个或多个示例性实施例，所述光学安全部件适用于文件或产品的保护，并且所述光学安全部件在与所述观察面相对的面上还包括适于将所述部件转移到所述文件或所述产品上的层，该层例如为粘合剂层或可再活化的粘合剂层。

根据一个或多个示例性实施例，所述光学安全部件还包括在第一观察面侧的支撑膜，该支撑膜旨在在所述部件转移到所述文件或所述产品上之后被剥离。

根据一个或多个示例性实施例，所述光学安全部件适于制造用于保护纸币的安全线，并且所述光学安全部件包括在所述第一观察面侧和/或在与所述第一观察面相对的面上的一个或多个保护层。

根据第二方面，本说明书涉及用于制造根据所述第一方面的光学安全部件的方法。

因此，本说明书涉及一种用于制造旨在用肉眼在反射中沿至少一个第一观察面进行观察的光学安全部件的方法，该方法包括：

在支撑膜上沉积具有第一折射率的材料的第一层，

在所述第一层上形成至少一个第一结构，使得：

所述第一结构包括第一图案，该第一图案具有在给定的布置方向上并排布置的至少一个模块组，在所述布置方向上限定的每个模块的最大宽度小于300μm；

每个模块包括具有第一组小面的浅浮雕，该第一组小面的形状被确定以模拟反射可见的光学元件，所述光学元件具有至少一个凸起区域或下凹区域，所述光学元件具有在单个方向(被称为斜率变化的变化方向，其与所述布置方向成直角)上斜率变化的轮廓；

对于并排布置的两个模块，在所述两个模块之间沿着平行于所述布置方向的至少一条线的斜率是不同的。

根据一个或多个示例性实施例，所述方法还包括：沉积第二层，该第二层至少部分地覆盖所述第一结构并具有在所述可见光谱中的反射光谱带。

附图说明

通过阅读以下描述，本发明的其他特征和优点将变得明显易见，该描述由以下附图示出：

图1(已描述)示出了根据现有技术的双滚动条的示例；

图2a和图2b示出了根据本说明书的部件的示例性实施例的横截面图；

图3至图5是示出在根据本说明书的光学安全部件中具有不同斜率的轮廓的模块的图；

图6是示出根据本说明书的光学安全部件中的模块的外部形状的图；

图7至图13是示出根据本说明书的光学安全部件的不同实施例以及相关视觉效果的图；

图14是示出根据本说明书的具有特定的结构轮廓的光学安全部件的示例性实施例以及相关视觉效果的图；

图15至图18是示出根据本说明书的用第二图案对第一图案进行调制以形成彩色动态视觉效果的光学安全部件的其他实施例的图。

具体实施方式

在附图中，为了更好的可视性，元件未按比例表示。

图2a和2b通过(局部)横截面图表示根据本说明书的光学安全部件的两个示例。

在图2a中示出的光学安全部件201表示例如旨在转移到文件或产品上以对其进行保护的光学安全部件。根据该示例，光学安全部件201包括支撑膜211(例如为聚合物材料的膜，例如几十微米(通常为15μm至100μm)的聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)的膜)以及剥离层212(例如为天然或合成蜡)。剥离层使得可以在光学部件被转移到要保护的产品或文件上之后去除聚合物支撑膜211。光学安全部件201还包括由电介质材料制成的第一层213，第一层213具有第一折射率n1和至少一个第一衍射结构s1，第一衍射结构s1包括被压印在所述第一层213上的第一图案m1，下文将对第一图案m1进行详细描述。

在图2a的示例中，光学安全部件201还包括第二层214，该第二层214至少部分地覆盖所述第一结构s1并具有在可见光谱中的反射光谱带。第二层214是例如金属层或所谓的折射率变化层，第二层214的折射率与相邻层的折射率不同，层213和层214之间的折射率差值至少等于0.3。层214使得可以确保入射光的反射。

光学安全部件还包括不具有光学功能但是适合于应用的一层或多层，例如，在图2a的示例中，用于将光学安全部件转移到产品或文件上的粘合剂层217(例如可热活化的粘合剂层)。

在实践中，如下文将详细描述的，可以通过在支撑膜211上堆叠各层来制造光学安全部件，然后使用粘合剂层217将部件转移到要保护的文件/产品上。可选地，然后支撑膜211可以例如借助于剥离层212被剥离。光学安全部件的主观察面200因此在第一层213与层213的刻蚀面相对的一侧。

在图2b中示出的光学安全部件202表示例如旨在保护纸币的光学安全部件；光学安全部件202例如是旨在在纸币制造过程中被并入纸张中的安全线的一部分。在该示例中，部件202包括：如前所述的支撑膜211(12μm至25μm)，该支撑膜211也将用作安全线的保护膜；以及，如在图2a的示例中，由电介质材料制成的第一层213，该第一层213具有第一折射率n1和被压印在所述第一层213上的至少一个第一衍射结构s2；以及第二层214，该第二层214至少部分地覆盖所述第一结构s2并具有在可见光谱中的反射光谱带。从图2b中可以看出，结构s2与结构s1的不同之处在于，结构s2具有由形成亚波长周期光栅的第二图案m2进行调制的第一图案m1，这将在下面进行更详细地描述。在图2b的示例中，光学安全部件202还包括：一组层215、216、218，分别是封装层215、可选不透明彩色对比层216和保护层218(例如为第二聚合物膜或漆)。如在前面的示例中，可以通过在支撑膜211上堆叠各层来进行制造。然后保护层218被沉积以赋予安全线必要的牢固性。封装层215和彩色对比层216是可选的；例如，它们也可以仅形成一个单层。粘合剂层218和层215也可以仅形成具有两个功能的同一层。

对于本领域技术人员而言，可以在图2a和图2b示出的每个示例中根据应用需求来增加非光学功能层，并且在图2a和图2b中呈现的变化实施例可以进行组合；特别而言，包含第一图案m1的s1型结构或包含由第二图案m2调制的第一图案m1的s2型结构中的每一个，可以被同等地用于旨在被转移到文件或产品上以对其进行保护的光学安全部件或旨在保护纸币的光学安全部件。

注意，如果附加的非光学功能层(例如层217或层215、216、218)以及目标支撑是透明的，则从两侧均能看到光学安全部件，两侧产生的光学元件的曲率反转。

根据本说明书的一个或多个示例性实施例，第一图案m1包括在给定的布置方向上并排布置的至少一个模块组，在布置方向上限定的每个模块的最大宽度小于300μm。每个模块包括具有第一组小面的浅浮雕，该第一组小面的形状被确定以模拟反射可见的光学元件，所述光学元件具有至少一个凸起区域或下凹区域，所述光学元件具有在单个方向(被称为斜率变化的方向，其与所述布置方向成直角)上斜率变化的轮廓。

为了确定第一图案的形状，可以参照形成菲涅耳透镜的方法，如图3至图5所示，这些附图示出了适于形成根据本说明书的第一图案的模块的不同示例。

更具体而言，图3a至图3d示出了模块310的第一示例，模块310在图3d中以横截面示出。模块310包括第一衍射图案，该第一衍射图案由一组小面320形成并且被确定以模拟反射可见的光学元件300，所述光学元件300在图3a中以立体图示出并且在图3c中以横截面示出。如图3a和3c所示，光学元件300具有沿轴线z升高的轮廓，该轮廓在单个方向y(被称为斜率变化的方向)上的斜率变化，模块310被布置在与斜率变化的方向y成直角的布置方向x上。

在图3a至图3d的示例中，试图由浅浮雕310进行再现的反射光学元件300是下凹的反射光学元件(例如由圆柱体的一部分形成的圆筒状反射元件，该圆柱体的母线限定了平行于x的主方向)。或者，反射光学元件300可以是椭圆、抛物线或任何其他对称曲线的一部分。曲线的选择取决于视觉效果对于给定的倾斜旋转的预期速度变化。光学元件300包括平线301(其对应于斜率消除的线，对应于的线)；平线与斜率变化的方向y成直角。图3b示出光学元件300的平面图，其中，按照惯例，最深挖的下凹区域用深灰色表示，最浅挖的区域用浅灰色表示。

在图3a和3d的示例中，光学元件300也相对于纵轴(表示为d1)对称，此处纵轴与平线301重合。

如图3d所示出的以及使得可以形成对称的光学元件的模块布置，使得对于正或负的倾斜角可以获得观察效果的对称性。

显然，对于凸起的反射元件，可以给出与在下凹的反射元件的情况下借助于图3a至图3d给出的描述相似的描述。

图4a至图4d示出模块410的第二示例，该模块410在图4d中以横截面表示。模块410包括第一衍射图案，该第一衍射图案由一组小面420形成并且被确定以模拟反射可见的光学元件400，所述光学元件400在图4a中以立体图示出并且在图4c中以横截面示出。如图4a图4c所示，光学元件400具有沿z升高的轮廓，该轮廓在单个方向y(被称为斜率变化的方向)上的斜率可变，模块410旨在被布置在与斜率变化的方向y成直角的布置方向x上。

在图4a至图4d的示例中，试图由浅浮雕410进行再现的反射光学元件400是具有凸起区域的反射光学元件，如在前一示例中，反射光学元件400具有与斜率消除的线相对应的平线401。然而，在该示例中，光学元件400相对于平线401不对称。图图4b示出光学元件400的平面图，其中，按照惯例，最高凸起区域用浅灰色表示，最低区域用深灰色表示。

如图4d所示出的那些模块的模块布置使得对于正或负的倾斜角可以获得观察到的效果的不对称性。

这里，再一次，对于下凹的反射元件，可以给出与在凸起的反射元件的情况下借助于图4a至图4d给出的描述相似的描述。

图5a至图5d示出模块510的第三示例，该模块510在图5d中以横截面表示。模块510包括第一衍射图案，该第一衍射图案由一组小面520形成并且被确定以模拟反射可见的光学元件500，所述光学元件500在图5a中以立体图示出并且在图5c中以横截面示出。如图5a和5c所示，光学元件500具有在斜率变化的方向y上斜率可变的轮廓，模块510旨在被布置在与斜率变化的方向y成直角的布置方向x上。

在图5a至图5d的示例中，试图由浅浮雕510进行再现的反射光学元件500是具有第一凸起区域(其具有与凸起区域的斜率消除的线相对应的平线501)以及第一下凹区域(其具有与下凹区域的斜率消除的线相对应的平线502)的反射光学元件。图图5b示出光学元件500的平面图，其中，如前所述，最高区域用浅灰色表示，最深挖区域用深灰色表示。

如图5d所示出的那些模块的模块布置使得对于倾斜角–θmax，可以获取当倾斜角变小时出现并向相反方向移动的2个光段，然后对于最大倾斜角+θmax，2个光段合并。

如图3至图5中的示例所示，对衍射小面的组进行确定以获得具有至少一个凸起区域和/或至少一个下凹区域的反射光学元件，可以通过例如以申请人的名义在申请wo2011138394中所描述的已知方式来完成。

例如，可以例如根据一组等距平面(其平行于图3至图5所示的平面xz)按照恒定间距对光学元件进行匹配。因此，通过在每个匹配件中移动反射元件的各个表面以获得厚度减小的浅浮雕形状的第一图案(其小面再现各个表面的形状)，可以得到第一图案的形状。也可以例如根据一组等距平面(其平行于图3至图5中所示的平面xy)以切片的形式按照恒定水平进行匹配。如前所述，通过移动反射元件的各个表面以获得厚度减小的浅浮雕形状的第一图案(其小面再现各个表面的形状)，可以得到第一图案的形状。这样的实施例在通过压印进行复制的背景下是特别有利的，因为这限制了所得第一图案的厚度变化。

通常，可以选择两种方法中的一种或者将两种方法组合以形成具有确定的小面间距和小面高度的衍射结构，以模拟具有至少一个下凹区域和/或至少一个凸起区域的反射可见的光学元件。假设在衍射结构上沉积了折射率为n1的电介质材料的第一层，小面(320、420、520)的间距和高度根据衍射定律被确定。间距在2μm与300μm之间，优选在3μm与100μm之间，更优选在4μm与50μm之间。高度被确定以有利于多个衍射级数，以保留消色差衍射。例如，第一图案的小面的高度h通常在0.1μm和10μm之间，优选在0.3μm和5μm之间。每个小面都可以比作矩形，并具有与模块宽度相对应的大尺寸以及在小面上沿与大尺寸成直角的方向测得的小尺寸，该小尺寸位于2μm与20μm之间，优选在4μm与10μm之间。模块可以包括几十到几千个小面以形成衍射结构。

尽管在图3至图5中示出的形成根据本说明书的光学安全部件的第一图案的模块在平面xy中具有大致为矩形的形状，也可以是其他形状。

因此，图6示出了根据本说明书的模块的不同形状，标记为601至607，这些模块是从上方被示出，换句话说，这些模块是在分别由布置方向x和斜率变化的方向y限定的平面xy中被示出。

例如，倒金字塔形状的模块(例如604、605)可以使得创建交叉溶解的视觉效果。复杂形状的模块(606、607)可允许通过显微镜进行其他认证。

对于这些模块中的每一个，可以限定更大的尺寸l和可以变化的宽度l(形状602至606的情况)。然而，在所有情况下，宽度的最大值l均小于300μm。对于矩形模块，优先选择10μm<λ<300μm，更优选为30μm<λ<100μm。对于l，优先选择2μm<l<50μm，更优选为5μm<l<20μm。每个模块的最终长度可以由图形光瞳确定。

根据本说明书的光学安全部件的一个或多个示例性实施例，对于并排布置的两个模块，在所述两个模块之间沿着平行于布置方向x的至少一条线的斜率是不同的。申请人已经表明，这种光学安全部件在反射中以及在围绕平行于所述布置方向的轴线的倾斜运动的作用下具有动态视觉效果，该动态视觉效果包括作为所述模块布置的函数的两条直线段的交叉和/或一个或多个倾斜的直线段的运动。

这种动态视觉效果的非限制性示例通过图7至图14示出。

在图7a、图8a、图9a、图10a、图11a、图12a、图13a、图14a中，为简化起见，只用几个模块的组来代表每个光学安全部件，从上方对光学安全部件进行观察并按照惯例(根据最深挖的下凹区域由深灰色表示且最高凸起区域用浅灰色表示，参见图3b、图4b、图5b)对其进行表示。在实践中，第一图案能够包括比所示出的数量更多的模块。值得注意，模块可以另外在与布置方向成直角的方向上并置。例如，在附图中示出的模块组可以在与布置方向成直角的方向上以给定的倍数复制，以使视觉效果复制。还可以使不同的模块并置以构建更复杂的视觉效果。图7b、图8b、图9b、图10b、图11b、图12b、图13b、图14b示出了在反射中以及在围绕平行于所述布置方向的轴线的倾斜运动(角θ)的作用下观察光学安全部件时所产生的视觉效果。

在图9a、图10a、图11a、图12a、图13a中，结构被“光瞳化”，也就是说，结构由大致为矩形的轮廓界定，从而在光学安全部件上，视觉效果在大致为矩形的区域(参见图9b、图10b、图11b、图12b、图13b)可见。所述光瞳的轮廓未在图9a、图10a、图11a、图12a、图13a中示出。在图14a中，结构也被光瞳化，但是是以另一种形状。“光瞳化”是在光学安全部件的制造中获得的，例如，通过将数字滤波器应用于刻蚀计算机数据以消除超出所需光瞳的刻蚀信息，或通过在光学配准时在入射刻蚀光束和感光表面之间插入物理瞳孔。

出于说明性目的以显示视觉效果的这些附图未按比例显示，并且与部件的实际观察相比进行了简化。此外，可以对在每个附图上示出的视觉效果进行组合。当模块示为凸起时，朝相反方向运动的效果可以由下凹模块获得，反之亦然。

图7a和图7b示出了根据本说明书的光学安全部件700的第一示例。

在该示例中，模块组包括第一模块亚组710的第二模块亚组720，从而第一模块亚组710的模块(711、712)使得可以模拟具有凸起区域的光学元件，并且第二模块亚组720的模块(721、722)使得可以模拟也具有凸起区域的光学元件，但是第二模块亚组的模块的斜率变化轮廓与第一模块亚组的模块的斜率变化轮廓不同。在该示例中，第一模块亚组710的模块(711、712)的斜率变化比第二模块亚组720的模块(721、722)的斜率变化更快。如图7a所示，第一亚组710的模块例如与第二亚组720的模块交替设置。在该示例中，模块的平线基本对齐。

如图7b所示因此光学部件在反射中以及在倾斜运动的作用下呈现变形的动态视觉效果，该变形的动态视觉效果包括与部件的旋转无关的双条701、702的运动，对应于第一亚组的条701比对应于第二亚组的条702运动得更快。模块的斜率函数的差异使得可以给出中央水平线(对应于零倾斜的标称位置)的视觉效果，该中央水平线在文件围绕其标称位置倾斜时会分裂，从而一条线与另一条线交叉，这些线沿相同的方向移动但速度不同。

图8a和图8b示出了根据本说明书的光学安全部件800的第二示例。

在该示例中，模块组包括第一模块亚组810的第二模块亚组820，从而第一模块亚组810的模块(811、812)使得可以模拟具有至少一个凸起区域的光学元件，并且第二模块亚组820的模块(821、822)使得可以模拟具有至少一个下凹区域的光学元件。如图8a所示，第一亚组810的模块与第二亚组820的模块交替布置，并且第二亚组820的模块比第一亚组810的模块薄。如前面的示例，模块的平线基本对齐。

如图8b所示，因此光学部件在反射中以及在倾斜运动的作用下呈现动态视觉效果，该动态视觉效果包括分别与第一模块亚组810以及第二模块亚组820相关联的两条直线段801、802的交叉。由于具有凸起区域的模块与具有下凹区域的模块交替，因此在该示例中，直线段似乎通过在相反方向上运动而交叉。由模块亚组820的模块占据的区域较小(因为模块更薄)，直线段802比直线段801更浅。

图9a和图9b示出了根据本说明书的光学安全部件900的第三示例。

在该示例中，模块组包括第一模块亚组(911至915)，该第一模块亚组使得可以模拟具有至少一个凸起区域的光学元件，对于第一模块亚组的两个连续模块，所述平线在斜率变化的方向(y)上错开。在实践中，如图9b所示，可以计算错开设置的相同模块。在图9a、图9b的示例中，由模块形成的结构被“光瞳化”(图9a中未示出光瞳化)以使大致为矩形的光学安全部件出现。

如图9b所示，因此光学部件在反射中以及在倾斜运动的作用下呈现动态视觉效果，该动态视觉效果包括倾斜(也就是说不平行于模块的布置方向x)的直线段的运动。

如果两个连续模块的平线之间的错开足够小(通常小于300μm)，则观察者将能够看到连续线。

在图9b的示例中，已经示出了直线段；然而，通过连续变化的平线崔凯，通过包括至少一个由两个连续模块形成的倾斜单一直线段，可以存在任何形式的曲线。

图10a和图10b示出了根据本说明书的光学安全部件1000的第四示例。

在该示例中，模块组包括由模块1011至1015组成的第一模块亚组1010，该第一模块亚组使得可以模拟具有至少一个凸起区域的光学元件，使得对于第一模块亚组的两个连续模块，平线在斜率变化的方向(y)上错开。此外，模块组包括由模块1021至1024组成的第二模块亚组1020，该第二模块亚组使得可以模拟具有至少一个下凹区域的光学元件，第二模块亚组的模块的平线基本对齐。

如图10b所示，因此光学部件在反射中以及在倾斜运动的作用下呈现动态视觉效果，该动态视觉效果包括倾斜(也就是说不平行于模块的布置方向x)的直线段1001在一个方向上的运动以及同时水平直线段1002在相反方向上的运动。

图11a和图11b示出了根据本说明书的光学安全部件1100的第五示例，光学安全部件1100与图9a所示的基本相似，除了在光学安全部件1100中模块1111-1119相对于彼此错开布置以形成人字形。模块相同但错开，光学安全部件在反射中以及在倾斜运动的作用下呈现动态视觉效果，该动态视觉效果包括在对应于零倾斜的标称位置的两侧运动却不变形的图形对象1101(此处为人字形)的运动。

图12a和图12b示出了根据本说明书的光学安全部件1200的第六示例。

在该示例中，如在图9a、图9b的示例中那样，模块组包括第一模块亚组(1211至1219)，该第一模块亚组使得可以模拟具有至少一个凸起区域的光学元件，使得对于第一模块亚组的两个连续模块，所述平线在斜率变化的方向(y)上错开。然而，在该示例中，第一模块亚组中的至少两个所述模块沿斜率变化的轴线(y)具有不同的斜率变化轮廓。

如图12b所示，因此光学部件在反射中以及在倾斜运动的作用下呈现动态视觉效果，该动态视觉效果包括在运动中变形的图形元素的运动。如图所示，此处的图形元素在三个倾斜角–θmax，0°，+θmax处具有三种不同的独立形状。

因此，可以将朝标称位置的任一侧运动的图形元素的动态效果与该图形元素的变形相结合，从而使部件的认证更加可靠。

因此，借助于根据本说明书的光学部件，可以形成复杂图形元素的动态视觉效果。

图13a和图13b示出了根据本说明书的光学安全部件1300的第七示例。

在该示例中，模块组包括第一模块亚组1310，该第一模块亚组使得可以模拟具有至少一个凸起区域的光学元件，使得对于第一模块亚组的两个连续模块，平线在斜率变化的方向(y)上错开以形成可识别的图形符号“y”。此外，模块组包括第二模块亚组1320，该第二模块亚组也使得可以模拟具有至少一个凸起区域的光学元件，模块的平线在斜率变化的方向(y)上错开以形成可识别的图形符号“f”。在该示例中，模块相同但错开。

如图13b所示，因此光学部件在反射中以及在倾斜运动的作用下呈现动态视觉效果，该动态视觉效果包括复杂图形元素1301(yf)的运动，由于模块都相同，该复杂图形元素在这里运动而不会变形。

应当注意，在该示例中，f中的水平条由模块亚组的插入获得。用例如在图5a至图5d中所描述的模块也可以获得这种效果，这使得可以模拟具有多个下凹/凸起区域的光学元件。

图14a和图14b示出了根据本说明书的光学安全部件1400的第八示例。

在该示例中，模块组包括由模块1411至1419组成的第一模块亚组1410，该第一模块亚组使得可以模拟具有至少一个凸起区域的光学元件，使得对于第一模块亚组的两个连续模块，平线在斜率变化的方向(y)上错开以形成第一图形元素(在该示例中为尖端朝上的人字形)。模块组还包括由模块1421至1429组成的第二模块亚组1420，该第二模块亚组也使得可以模拟具有至少一个下凹区域的光学元件，模块的平线在斜率变化的方向(y)上错开以形成第二图形元素(在该示例中为尖端朝下的人字形)。在该示例中，结构被光瞳进行“光瞳化”，光瞳p本身再现了人字形的形状。

如图14b所示，因此光学部件在反射中以及在倾斜运动的作用下呈现动态视觉效果，该动态视觉效果包括第一图形元素1401在一个方向上的运动以及第二图形元素1402在相反方向上的运动。

彩色动态视觉效果的非限制性示例现通过图15至图18示出。

为了获得彩色的视觉效果，如图2b所示，光学安全部件可以包括由第二图案m2调制的第一图案m1，该第二图案m2形成周期位于100nm至700nm之间(有利地，位于200nm至500nm之间)的周期性光栅并且在可见光谱中表现为所谓的“亚波长”光栅(换句话说，其周期小于用于观察部件的最小波长)。光栅被确定以在可见光谱中反射的第二层214沉积之后产生在第一光谱带中的谐振滤波器。

根据第一示例性实施例，第二层214可以包括由折射率为n2的电介质材料制成的层，该层被封装在折射率为n1的电介质材料的第一层213和折射率为n3的电介质材料的第三层215之间；谐振滤波器是波长相减滤波器，在以下的说明书中被称为“电介质相减谐振滤波器”。这种滤波器的示例是例如由申请人制造的did^tm(表示“衍射识别设备”)。第二图案形成一维或二维的亚波长光栅，该亚波长光栅适于允许激发第二层214内的引导模式，形成反射的带通谐振滤波器，该带通谐振滤波器的谐振光谱带δλ以第一波长λ1为中心。第二层214包括厚度优选在20nm与200nm之间并且更优选地在60nm与150nm之间的薄层，第二层214具有第二折射率n2，使得第二折射率n2与第一折射率n1以及第三折射率n3至少相差0.3，有利地，至少相差0.5。根据一个或多个示例性实施例，所述电介质材料的薄层是所谓“高折射率”(“hri”)材料的层(其折射率在1.8至2.9之间，有利地在2.0至2.4之间，并且在第二层两侧的第一层电介质材料和第三层电介质材料是所谓的“低折射率”层(其折射率在1.3至1.8之间，有利地在1.4至1.7之间)。

根据第二示例性实施例，第二层212包括金属材料薄层(例如为银或铝，有利地，其厚度大于40nm)。第二图案m2形成一维或二维的亚波长光栅，该亚波长光栅适于允许在反射中形成带阻谐振滤波器。这是一种反射等离子体滤波器，在本说明书中称为“r’等离子体(r’plasmon)”，并且例如在专利申请fr2982038a1中进行了描述。有利地，第二金属层22足够厚以按照2％波长的函数展现最大残余透射率。

通过图15至图18描述的示例可以包括例如电介质相减谐振滤波器型结构或r’等离子体型结构。在电介质相减谐振滤波器型结构的情况下，在形成第二图案的光栅为一维的情况下，光学安全部件将呈现额外的视觉效果(即颜色随着部件的方位角旋转而改变)。有利地，光学部件包括至少两个区域，在这两个区域中，亚波长光栅分别根据x轴和y轴被定向。因此，对电介质相减谐振滤波器的真实性检查在于验证两种颜色之间的交换。

图15a和图15b示出了根据本说明书的具有彩色动态视觉效果的光学安全部件1500的第一示例。

在该示例中，模块组包括：第一模块亚组(1511、1513)，该第一模块亚组使得可以模拟具有至少一个凸起区域的光学元件，平线基本对齐；以及第二模块亚组(1512、1514)，该第二模块亚组使得可以模拟具有至少一个下凹区域的光学元件，其平线与第一亚组的模块的平线基本对齐。从图15a中可以看出，第一亚组的模块例如与第二亚组的模块交替设置。在该示例中，第一模块亚组中每个模块的第一图案由第二图案调制，该第二图案适于在第一区域(由下标g表示的区域)中形成第一颜色(例如绿色)并且在第二区域(由下标r表示的区域)中形成第二颜色(例如红色)。此外，第二模块亚组中每个模块的第一图案由第二图案调制，该第二图案适于在第一区域(区域g)中形成第一颜色(例如绿色)并且在第二区域(区域r)中形成第二颜色(例如红色)。在该示例中，如在图15a中所示，这两个区域使得可以在每个模块上形成两个颜色，这两个颜色由平线分开，并且第一颜色和第二颜色在分别是第一亚组和第二亚组集的两个连续模块之间颠倒。不同的颜色可以例如通过如上所述的电介质相减谐振滤波器或r’等离子体滤波器获得。特别而言，该效果可以通过使用其方向被定向为直角的同一个亚波长调制光栅来获得。

如图15b所示，因此光学部件在反射中以及在倾斜运动的作用下呈现彩色动态视觉效果，该彩色动态视觉效果包括第一颜色(绿色)的第一彩色线1501在第一方向上然后在第二方向上的运动，以及第二颜色(红色)的第二彩色线1502在与第一彩色线1501相反的方向上的运动。应当注意，平线上的颜色是复合颜色(在该示例中为黄色)，该复合颜色是由第一颜色和第二颜色之间的加法合成产生的。图16a和图16b示出了根据本说明书的具有彩色动态视觉效果的光学安全部件1600的第二示例。

如前所述，模块组包括：由模块1611-1615组成的第一模块亚组1610，该第一模块亚组使得可以模拟具有至少一个凸起区域的光学元件，平线在本示例中错开；以及由模块1621-1624组成的第二模块亚组1620，该第二模块亚组使得可以模拟具有至少一个下凹区域的光学元件，平线基本对齐。如前所述，第一模块亚组1610中每个模块的第一图案由第二图案调制，该第二图案适于形成第一颜色(例如红色)，并且第二模块亚组1620中每个模块的第一图案由第二图案调制，该第二图案适于形成第二颜色(例如绿色)。不同的颜色可以例如通过如上所述的电介质相减谐振滤波器或r’等离子体滤波器获得。从图16a中可以看出，第一亚组的模块与第二亚组的模块交替布置；在该示例中，所有模块具有大致相同的宽度。

如图16b所示，因此光学部件在反射中以及在倾斜运动的作用下呈现彩色动态视觉效果，该彩色动态视觉效果包括彩色线1601(此处为绿线)在一个方向上的运动以及斜彩色线1602(此处为红线)在反方向上的运动。对于零倾斜角，两条重叠并且颜色如前所述进行合并。

在前面的示例中，模块以不同的颜色交替显示。

还可以根据一个或多个预定的轮廓创建如示例7至示例14中所述的结构，并使用第二图案来调制所述结构的第一图案。

因此，在图17a中，模块组包括例如在图11a中所描述的不同的模块亚组1710、1720、1730、1740、1750、1760。这些亚组的每一个具有特定的“颜色”，例如，亚组1710、1730、1750为红色，亚组1720、1740、1760为绿色，该颜色是通过第二图案对第一图案的调制而获得的，第二图案特定于每个亚组。

此外，整个结构被光瞳p“光瞳化”(例如在该示例中为心形)。

如图17b所示，因此光学部件1700在反射中以及在倾斜运动的作用下呈现彩色动态视觉效果，该彩色动态视觉效果包括两个图形元素1701和1702在相同方向上的运动，每个图形元素由不同且交替的颜色的人字形形成。

在图18a的示例中，图10a所示类型的结构包括通过第二图案对第一图案的调制，第二图案在第一区域p1和第二区域p2中不同。区域p2(这里由菱形表示)这次独立于模块或模块亚组的布置形式。

如图18b所示，因此光学部件1800在反射中以及在倾斜运动的作用下呈现彩色动态视觉效果，该彩色动态视觉效果包括分别由斜线和水平线形成的两个图形元素1801和1802在相反方向上的运动，这些线的颜色在零倾斜的标称位置和标称位置的两侧之间演化。

用于制造根据本说明书的光学安全部件的方法有利地包括以下步骤：

由第一图案形成的光学结构(s1或s2，可以由第二图案调制)通过在感光载体(或“光刻胶”)上光刻或电子束光刻进行配准。电镀步骤使得可以将光学结构转移到坚固的材料(例如镍基材料)中，以生产包括光学结构的金属基质或“母模”。因此，光学安全部件的制造包括复制步骤。例如，可以通过压印(通过电介质材料热压或“热压花”)第一层213(图2a、图2b)来执行复制,该第一层由折射率为n1的电介质材料制成，例如第一层为低折射率层，通常是几微米厚的压印漆。层213有利地由支撑膜211支撑，例如支撑膜为12μm至100μm的聚合物材料膜，例如pet(聚对苯二甲酸乙二酯)。复制还可以通过在干燥之前使压印漆层成型然后进行uv交联(“uv浇铸”)来完成。通过uv交联的复制使得可以特别地复制具有较大深度幅度的结构，并且使得可以获得更好的复制保真度。通常，在复制步骤中可以使用现有技术中已知的任何其他高分辨率的复制方法。然后，将所有其他层(例如反射层214、封装层215(可选)、不透明彩色对比层216(可选))沉积在适当的压印层上，所有其他层可以例如被均匀沉积或打印以通过涂装方法或可uv交联漆形成新图案和胶水型或漆型的层(217、218)。

尽管通过一定数量的示例性实施例进行了描述，但是根据本发明的光学安全部件和用于制造所述部件的方法包括不同的变型、修正和改进，这些变型、修正和改进对于本领域技术人员而言是明显易见的，应理解为这些变型、修正和改进形成如下列权利要求所限定的本发明范围的一部分。