[发明专利]显示旋转色移的光学装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据装置的照明角度或视角度的改变来显示所感觉到的颜 色的变化的光学装置，更特别地，涉及根据装置在相对于观察者的其自身平面内的旋转 来显示色移的光学装置。

背景技术

色移颜料和着色剂已经被用于众多应用中，从汽车漆延伸到用于安全文件 和货币的防伪油墨。这种颜料和着色剂根据入射光角度的改变或者根据观察者视角的改 变而显示改变颜色的特性。Phillips等人的US 5,135,812教导了色移颜料和箔，而Hanson 等人的US 6,797,366教导了色移聚合堆叠，两篇专利均被结合至本发明而作为参考。在 光学安全装置中使用色移油墨和箔是有利的，因为它们难于被伪造。

目前，许多防伪装置包括全息图和其他衍射光学装置。Visa信用卡上的鸽 子图案就是这种全息图的一个例子。Lee的US 5,825,547教导了衍射安全装置，该专利 被结合至本发明而作为参考。不幸地是，全息装置可以通过在该装置上照射激光束并记 录衍射图案而进行伪造，或者简单地通过机械地复制全息表面浮雕图案而进行伪造。

微光学安全装置的其他类型是基于微透镜阵列的。Steenblick等人的US 7,333,268，US 7,006,294和US 2008/0165423，以及Florczak等人的US 7,068,434都教 导了提供所谓的“浮动图象”效果的那些装置，所有这些专利都被结合至本发明而作为参 考。用于钞票安全应用的微透镜阵列装置的主要缺陷是它们通常比所需要的1密耳，或 25微米的厚度要厚。例如，Florczak的装置是大约2密耳，或50微米厚。将厚的安全 装置结合到钞票中将导致钞票的一端稍厚于另一端，这将导致一堆这种钞票向一侧倾 斜，最终会导致这堆钞票垮塌。本发明的色移光学安全装置通常避免了由于增加厚度而 导致的缺陷。

色移箔和油墨由于薄膜内的光干涉现象而显示出所感觉到的颜色的偏移。 反射薄膜堆叠是特别有用的，因为它们只在堆叠中的少数薄膜层中显示高色度。当这种 薄膜被结合到印刷文件的图象中时，该图象随着该文件被向前或向后倾斜而改变颜色。 这种现象是被观察到的，因为当文件被倾斜时，从薄膜光堆叠的不同表面反射的光的光 程差改变。这些改变导致在不同的可见光波长处的相长或相消光干涉。这些光谱改变导 致对于人眼来说不同的颜色。当文件在其自身平面内被旋转时，所观察到的颜色是恒定 的并且不发生改变，因为图象的视角相对于观察者保持恒定。

Slade等人的US 3,338,730公开了一种多色调反射表面，该专利被结合至本 发明而作为参考。该多色调反射表面由多个尖锐限定区域形成，其中每个区域的表面具 有与该表面成一角度的多个平行平面，该平面的该角度根据区域的不同而变化。平行平 面的面积以及它们在任一区域内的位置角度都是不同于其他区域或相邻区域的面积和 位置角度的并且是彼此随机定向的。对于观察者，其观察到的表面是闪耀的和多色调的。 每个区域都涂敷有反射铝涂层，间隔物电介质层，以及光学金属(银，铜或金)以完成 光干涉滤光器。每个区域由具有由三角形或正方形组成的锯齿形横截面的凹槽形成。

当Slade的表面的定向被改变时，在大于人眼分辨率的约为100微米的尖锐 限定区域内将观察到多色调改变颜色。小于100微米尺寸的区域看起来具有不根据旋转 而改变的均匀颜色，因为各种颜色将被眼睛结合而进入到均匀颜色区域中。

现有技术中缺少一种光学装置，其根据该装置的旋转而显示出可控的和可 识别的颜色改变，例如，钞票或诸如放置在平坦表面用于真实性验证的护照或彩票的安 全文件的可控旋转。这种装置是非常有利和理想的，因为其提供可容易地识别的和难于 伪造的安全特征。

本发明的目的是以新颖的和有创造性的方式利用已知的色移涂层来产生光 学装置，该光学装置通过其旋转显示改变的颜色，该光学装置作为装饰元件用于光学安 全和识别装置，以及用于各种其他目的。

发明内容

根据本发明，提供一种根据旋转显示颜色转换的光学装置，其包括： 基板，其具有设置在其上或其内的阵列结构，以及由该基板支撑并以此形成色移 反射器的涂层； 其中该基板的每个所述结构具有第一和第二表面，该第一和第二表面具有相对于 该基板平面形成非零角的相互交叉线，其中该第一和第二表面中的每一个都具有大于2 微米的宽度和长度； 从而通过在该基板的平面中旋转该光学装置能够观察到该光学装置的颜色转换。