[发明专利]包括零级影像的光学装置

说明书

技术领域

本发明总体上涉及光学装置，具体地，用于证件(诸如，钞票)的安全装置。

背景技术

在需要一定安全等级的证件、例如钞票内包括安全特征是众所周知的。此类安全特征可采取数种形式，然而，特别有用的特征是视觉上明显并且因此可相对容易检查的特征。

然而，不道德的伪造团伙已经变得更有组织并更有技术能力，并且来自伪造的高回报(尽管有风险)已经变得更容易认识到。近年来，模仿正版装置的尝试已经变得越来越成功。以下事实加剧了这个问题：公众人士对钞票进行鉴定的过程长久以来被认为是安全系统中最弱的点。通常，此类安全特征需要由公众人士进行的检查是有用的，但正确地观察可能过度复杂或者不能可提供易于辨识的强效果。这缩小了此类特征的有用性，从而允许公众在降低伪造成本中起到积极作用。

因此，令人希望的是提供难以复现并且因此难以伪造、同时吸引公众的安全特征，使得可对钞票进行规则鉴定。提供令人惊讶的视觉效果(例如显露出平常不可见的隐藏图像)、同时不需要专用装备的安全特征是特别令人希望的。

发明内容

根据本发明的方面，提供一种光学装置，优选地用于安全证件的安全装置，所述光学装置包括：第一表面；以及所述第一表面上的像素排列，其中每个像素包括零级衍射元件，使得每个零级衍射元件被配置用于提供零级衍射效果，并且其中所述像素排列被配置来提供图像，其中所述图像包括微缩图像排列。

优选地，每个像素的大小相同。每个像素可具有约5微米至100微米的尺寸。

在实施方案中，每个像素具有相关联亮度。每个像素的所述相关联亮度可选自有限数量的亮度级、诸如16个亮度级中的一个。可替代地，每个像素的所述相关联亮度可选自连续范围的亮度级。每个像素的所述零级衍射元件可位于所述像素的活性区域内，所述活性区域被配置成使得每个像素的所述亮度由所述像素的所述活性区域的大小确定。所述光学装置还可包括一个或多个非衍射像素，每个非衍射像素对应于最小亮度级。

任选地，每个零级衍射元件包括周期性光栅元件排列。每个零级衍射元件的所述光栅元件排列的周期可相同。优选地，所述光栅周期不大于500nm，更优选地不大于300nm，并且甚至更优选地不大于250nm。在实施方案中，每个零级衍射元件具有与其相关联的颜色，并且每个零级衍射元件的所述光栅元件排列的所述周期至少部分地基于与所述零级衍射元件相关联的所述颜色来确定。与每个零级衍射元件相关联的颜色可对应于在从共同位置观察所述光学装置时所述零级衍射元件的外观。

所述光学装置的所述光栅元件可具有500nm或更小、优选地60nm与250nm之间的光栅高度或深度。在一个实施方案中，所述光栅元件可具有60nm与150nm之间的光栅高度或深度。这种范围的光栅高度或深度可用于生成特殊零级颜色效果，这取决于其他因素、诸如光栅周期。

在一个实施方案中，所述光栅元件可具有120nm与250nm之间的光栅高度或深度。所述范围的高度或深度可给予例如具有250nm或更小的光栅周期的高空间频率光栅非常亮的衍射效率。

所述光学装置任选地还包括第一不透明层，其任选地为黑色或白色、优选地为白色，所述第一不透明层被施加到所述衬底的与所述第一表面相反的第二表面。在替代选项中，所述光学装置还包括在所述衬底的所述第二表面上形成的微透镜阵列，所述微透镜阵列中的微透镜被配置用于观察所述像素排列。在适用的情况下，所述光学装置还可包括第二不透明层，其任选地为黑色或白色、优选地为白色，所述第二不透明层被施加到所述像素排列，从而覆盖所述像素排列。

根据本发明的第二方面，提供一种光学系统，其包括根据第一方面的光学装置以及检验装置，所述检验装置包括微透镜阵列，所述微透镜阵列包括微透镜排列，其中在被定位成与所述光学装置重叠时，所述微透镜阵列被配置来提供光学效果，优选地波纹效果或图像切换效果，使得所述微透镜观察所述图像

根据本发明的第三方面，提供一种证件，优选地安全证件、诸如钞票，所述证件包括先前方面的光学装置或光学系统。

根据本发明的第四方面，提供一种用于制造根据第一方面的光学装置的方法，所述方法包括以下步骤：将可辐射固化油墨(RCI)施加到衬底的第一表面；使用高分辨率压花装置对所述RCI进行压花；以及使所述RCI固化。

所述高分辨率压花装置可使用合并电子束光刻的方法制造。电子束光刻可用于形成母模板，所述母模板进而可用于制造高分辨率压花装置。