(57)【要約】パターン（４）の光学効果構造体を備えたプラスチック材料から成る層複合体（１）を有して成るドキュメント貼付用のセキュリティー素子（２）である。パターン（４）の表面区分（１３）の光学効果構造体が、座標軸（ｘ；ｙ）によって規定される層複合体（１）の基準面の反射界面に形成されている。界面は層複合体の透明造形層と保護層との間にある。少なくとも１つの表面区分（１３）の寸法が０．４ｍｍより大きく、界面において、少なくとも区分毎に規則的であり、座標（ｘ；ｙ）の微分可能関数である少なくとも１つの造形マクロ構造体（Ｍ）を有している。マクロ構造体（Ｍ）は少なくとも一部が湾曲を成し、周期三角または方形関数ではない。表面区分（１３）において、マクロ構造体（Ｍ）の隣接極値が少なくとも０．１ｍｍ互いに離間している。パターン４に光を照射すると、観察方向を変えることにより、光の反射による光学的変化パターンがセキュリティー素子（２）に現れる。
2005528634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン（４）を形成する光学効果構造体（１２）を備えたプラスチック材料から成る造形層（６）および保護層（７）を有し、座標軸（ｘ；ｙ）によって規定される基準面に配されている層複合体（１）を有して成るセキュリティー素子（２）であって、前記光学効果構造体（１２）が前記パターン（４）の表面区分（１３；３１；３２：３３）の造形層（６）に形成され、前記層複合体（１）の透明造形層（６）と保護層（７）との間に反射界面（１１）を形成して成るセキュリティー素子（２）において、
寸法が０．４ｍｍより大きい少なくとも１つの前記表面区分（１３；３１；３２：３３）が、前記光学効果構造体（１２）として、少なくとも０．１ｍｍ互いに離間した隣接極値を有する少なくとも１つの造形マクロ構造体（Ｍ）を前記界面（１１）に有し、該マクロ構造体（Ｍ）が、少なくとも区分毎に規則的であり、座標軸（ｘ；ｙ）の微分可能関数であって、少なくとも一部が湾曲を成し、周期三角または方形関数ではないことを特徴とするセキュリティー素子（２）。
【請求項２】
前記パターン（４）が少なくとも２つの隣接した表面区分（３１：３２；３３）を有し、マクロ構造体（Ｍ）が第１表面区分（３１）に形成され、別のマクロ構造体（−Ｍ）が別の表面区分（３２；３３）に形成され、前記２つのマクロ構造体（Ｍ、−Ｍ）の傾斜が前記基準面に対する法線（１６）を含む面に略平行な方向に向いていることを特徴とする請求項１記載のセキュリティー素子（２）。
【請求項３】
前記マクロ構造体（Ｍ）が、最大５本/ｍｍの空間周波数（Ｆ）を有する周期関数であることを特徴とする請求項１または２記載のセキュリティー素子（２）。
【請求項４】
前記マクロ構造体（Ｍ）が、区分毎に規則的であり、レリーフ像から成る表面構造体の微分可能関数であることを特徴とする請求項１または２記載のセキュリティー素子（２）。
【請求項５】
前記造形層（６）に形成されている造形構造体（Ａ）の構造体の高さ（ＨＳｔ）が４０μｍ未満に制限され、前記造形構造体（Ａ）が、変動値（Ｈ）を法とするマクロ構造体（Ｍ）と関数（Ｃ）との和から関数（Ｃ）を減じた値に等しく、前記値（Ｈ）が前記構造体の高さ（ＨＳｔ）より小さく、前記座標に依存する前記関数（Ｃ）の値が前記構造体の高さ（ＨＳｔ）の１/２に制限されることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載のセキュリティー素子（２）。
【請求項６】
２４００本/ｍｍより大きい空間周波数（ｆ）および５μｍ未満の一定のプロファイル深度（ｔ）を有する、座標（ｘ；ｙ）の関数であるレリーフ・プロファイル（Ｒ）を備えた極微小回折格子（３１）が前記マクロ構造体（Ｍ）に重畳加算され、該回折格子（３１）が前記マクロ構造体（Ｍ）に従い、所定のレリーフ・プロファイル（Ｒ）を保持することを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載のセキュリティー素子（２）。
【請求項７】
２００ｎｍ〜５μｍの平均粗度Ｒａを有する、座標（ｘ；ｙ）の関数であるレリーフ・プロファイル（Ｒ）を備えた光を散乱する無光沢構造体が前記マクロ構造体（Ｍ）に重畳加算され、該無光沢構造体が、前記マクロ構造体（Ｍ）に従い、所定のレリーフ・プロファイル（Ｒ）を保持することを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載のセキュリティー素子（２）。
【請求項８】
前記界面（１１）が多層干渉層によって形成されていることを特徴とする請求項１〜７いずれか１項記載のセキュリティー素子（２）。
【請求項９】
前記界面（１１）が全領域および/または構造化された金属反射層によって形成されていることを特徴とする請求項１〜７いずれか１項記載のセキュリティー素子（２）。
【請求項１０】
前記層複合体（１）の造形層（６）の上部に配されているカバー層（５）が透明に着色されていることを特徴とする請求項１〜９いずれか１項記載のセキュリティー素子（２）。
【請求項１１】
線要素および/またはその他モザイク要素の表面パターン（３８）から成る光を変調する構造体が前記パターン（４）に配されることを特徴とする請求項１〜１０いずれか１項記載のセキュリティー素子（２）。
【請求項１２】
前記マクロ構造体の構造体高が４０μｍ未満であることを特徴とする請求項１〜１１いずれか１項記載のセキュリティー素子（２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は請求項１の前文に記載のマクロ構造体を備えたセキュリティー素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
前記のようなセキュリティー素子は、少なくとも光を変調するレリーフ構造体および平面反射鏡が埋め込まれているプラスチック材料から成る薄層複合体で構成されている。前記薄層複合体から切り取られたセキュリティー素子は本物の証として証書に貼付される。
【０００３】
前記薄層複合体の構成およびその材料については、例えば、特許文献１に記載されている。担体フィルムを用いて証書に貼付される薄層複合体についても特許文献２に記載されている。
【０００４】
本明細書の冒頭で述べたような構成および配置は特許文献３によって知られている。この場合、ドキュメントに貼付されるセキュリティー素子は、例えば、特許文献４によって知られているモザイク状に配された表面区分を有する光学的変化を遂げる表面パターンを備えている。従って、本物のドキュメントから切り取るかまたは分離した偽造セキュリティー素子を正確にトレースしても、セキュリティー輪郭がセキュリティー素子およびドキュメントの前記素子に隣接している領域にエンボス加工されているため、外見を本物と偽る偽造ドキュメントを作製することはできない。セキュリティー輪郭を型押しすることにより、光学的変化を遂げる表面パターンを見分け難くしている。特に、セキュリティー素子の型押しパンチの位置がドキュメントによって異なっている。
【０００５】
昔は、特に重要なドキュメントの場合、シールを貼付することによって本物であることの証明がなされていたことも知られている。このシールは複雑で高価な構造を成すレリーフ像を備えている。
【特許文献１】米国特許第４８５６８５７号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第２１２９７３９号明細書
【特許文献３】欧州特許第０４２９７８２号明細書
【特許文献４】欧州特許出願公開第０１０５０９９号明細書
【特許文献５】欧州特許出願公開第０３７５８３３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、薄層複合体から成り、証明すべき物品に固着することができる斬新な光学的効果を有する安価なセキュリティー素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、前記目的は、パターンを形成する光学効果構造体を備えたプラスチック材料から成る造形層および保護層を有し、座標軸（ｘ；ｙ）によって規定される基準面に配されている層複合体から成るセキュリティー素子であって、前記光学効果構造体が前記パターンの表面区分の造形層に形成され、前記層複合体の透明造形層と保護層との間に反射界面を形成して成るセキュリティー素子において、
寸法が０．４ｍｍより大きい少なくとも１つの前記表面区分が、前記光学効果構造体として、少なくとも０．１ｍｍ互いに離間した隣接極値を有する少なくとも１つの造形マクロ構造体（Ｍ）を前記界面に有し、前記マクロ構造体（Ｍ）が、少なくとも区分毎に規則的であり、座標軸（ｘ；ｙ）の微分可能関数であって、少なくとも一部が湾曲を成し、周期三角または方形関数ではないことを特徴とするセキュリティー素子によって達成される。
【０００８】
本発明の効果的な構成は特許請求の範囲に記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１０】
図１において、符号１は層複合体、２はセキュリティー素子、３はドキュメントをそれぞれ示している。層複合体１において、セキュリティー素子２はパターン４の領域に延びるマクロ構造体Ｍを有している。セキュリティー素子２は、座標軸ｘ、ｙによって規定される概念上の基準面に配されている。マクロ構造体Ｍは、相関的、かつ区分毎に規則的である座標軸ｘ、ｙの微分可能関数Ｍ（ｘ、ｙ）である。前記関数Ｍ（ｘ、ｙ）は、少なくとも一部の領域が湾曲を成す表面を表し、部分領域ΔＭ（ｘ、ｙ）≠０である。マクロ構造体Ｍは三次元表面であり、ｘ、ｙがマクロ構造体表面上の点Ｐ（ｘ、ｙ）の座標軸である。前記点Ｐ（ｘ、ｙ）の前記基準面からの距離ｚ（ｘ、ｙ）は、座標軸ｘに平行に測定され、図１の平面に垂直な距離である。１つの実施の形態において、パターン４は特許文献５に記載の、例えば、平面反射鏡、光回折微細格子構造体、無光沢構造体等を有する光変調構造体を備えた表面区分３８に囲まれている。特に、１つの実施の形態において、前記パターン４の表面が特許文献５の図１に示されているようなラスター状に分割され、各々のラスター要素が少なくとも２つのフィールド要素に再分割されている。前記フィールド要素の１つに形成されているのが関数Ｍ（ｘ、ｙ）の対応要素であり、例えば、表面パターン３８のモザイク要素が別のフィールド要素に形成されている。１つの実施の形態において、細い線要素および/または別の任意の形状を成すモザイク要素がパターン４に配されている。前記細い線要素およびモザイク要素の１つの方向の寸法は０．０５ｍｍ〜１ｍｍの範囲であることが好ましい。別の実施の形態において、前記セキュリティー素子２のパターン４外側の縁部が透明である。
【００１１】
図２はドキュメント３に貼付されている層複合体１の断面図である。層複合体１は担体フィルム（図示せず）に連続して形成された各種プラスチック層から成る複数の層を有して成り、一般にカバー層５、造形層６、保護層７、および接着層８を含んでいる。少なくともカバー層５および造形層６が入射光９に対し透明である。保護層７および接着層８も透明であれば、基体３の表面に配されている証印（図示せず）が透明区域１０を通して知覚できる。透明区域１０は、例えば、パターン４内および/またはパターン４を囲むセキュリティー素子２の縁部に配される。１つの実施の形態において、前記縁部は完全に透明であり、別の実施の形態においては所定の透明区域１０のみが透明である。１つの実施の形態において、前記担体フィルムはカバー層５そのものであり、別の実施の形態においては、特許文献２に記載されているように、薄層複合体１を基体３に貼付するのに利用され、その後層複合体１から除去される。
【００１２】
造形層６と保護層７との接触面が界面１１である。構造体の高さＨＳｔを有するパターン４（図１）のマクロ構造体Ｍの光学効果構造体１２が造形層６に形成されている。保護層７によって光学効果構造体１２の谷が埋められているため、関数Ｍ（ｘ、ｙ）が界面１１を表す。光学効果構造体１２の効果を向上させるため、界面１１に金属コーティングを施すことができる。前記金属コーティングは特許文献１の表５に記載の成分から成っていることが好ましい。特にアルミニウム、銀、金、銅、クロム、タンタル等が好ましく、それが反射層として造形層６と保護層７とを分離している。前記金属コーティングが導電性を有していることにより、界面１１において可視入射光９に対し高い反射能力が得られる。しかし、金属コーティングの代わりに、例えば、特許文献１の表１および表４に記載の周知の透明無機誘電体の1つから成る1つ以上の層も適している。また、例えば、金属/誘電体の組合せ、または金属/誘電体/金属の組合せから成る多層干渉層を備えた反射層も適している。１つの実施の形態において、前記反射層が構造化されている、即ち、界面１１の一部のみを覆い、界面１１が所定の透明領域１０において露出している。
【００１３】
層複合体１は、光学的変化を遂げるパターンが隣接して複数並んでいる長いフィルム・ウェブ状のプラスチック積層体として製造することができる。セキュリティー素子２は、例えば、前記フィルム・ウェブから切り取り、接着層８によって基体３に接着することができる。ドキュメント３には、銀行券、銀行カード、通行証、身分証明書、あるいはその他の重要または有価証書が含まれる。
【００１４】
簡単なパターン４に対し、マクロ構造体Ｍ（ｘ、ｙ）は１つ以上の表面区分１３（図１）によって構成され、表面区分１３において、例えば、Ｍ（ｘ、ｙ）＝０．５・（ｘ２＋ｙ２）・Ｋ、Ｍ（ｘ、ｙ）＝ａ・｛１＋ｓｉｎ（２ΠＦｘ・ｘ）・ｓｉｎ（２ΠＦｙ・ｙ）｝、Ｍ（ｘ、ｙ）＝ａ・ｘ１．５＋ｂ・ｘ、Ｍ（ｘ、ｙ）＝ａ・｛１＋ｓｉｎ（２ΠＦｙ・ｙ）のような数学関数によって表される。上記において、ＦｘおよびＦｙは、それぞれ座標軸ｘおよびｙ方向における周期マクロ構造体Ｍ（ｘ、ｙ）の空間周波数Ｆである。パターン４の別の実施の形態において、マクロ構造体Ｍ（ｘ、ｙ）は、別の数学関数の所定の部分から周期的に構成され、表面区分１３に１つ以上の周期が存在している。空間周波数Ｆは最大２０本/ｍｍであり、５本/ｍｍ未満であることが好ましい。表面区分１３は少なくとも１つの方向の寸法が０．４ｍｍより大きいため、パターン４の細部を肉眼で見ることができる。
【００１５】
別の実施の形態において、パターン４として、レリーフ像が１つ以上の表面区分１３によって形成される。この場合、界面１１は、マクロ構造体Ｍの簡単な数学関数ではなく、前記レリーフ像の表面に従う。パターン４の例には、カメオまたはシール、硬貨、メダル等のエンボス加工像ある。レリーフ像表面のマクロ構造体Ｍは区分毎に規則的、かつ微分可能であり、一部が湾曲を成している。
【００１６】
更に別の実施の形態において、マクロ構造体Ｍは、例えば、略周期的な織目または網目模様、規則的または不規則的に配された比較的単純な構造体のような別の目に見える表面特性を再現する。多数のマクロ構造体Ｍが区分毎に規則的かつ微分可能であり、少なくとも一部の領域がΔＭ≠０であるため、使用可能なマクロ構造体Ｍの数には際限がない。
【００１７】
厚い層複合体１をドキュメント３に貼付することはできない。一方において、層複合体１が薄い場合にはドキュメント３に貼付することが困難であり、他方において、厚い場合には層複合体１をドキュメント３から分離するための係合面を与えてしまう。層複合体１の厚さは所定の使用目的によって異なるが、一般に３μｍ〜約１００μｍの範囲である。マクロ構造体Ｍに関わる層複合体１の層は層造形層６のみであり、層複合体１の構造の観点から許容されるマクロ構造体の高さＨＳｔは４０μｍ未満に制限される。また、マクロ構造体の高さを高くすればするほど、技術的困難性が伴うため、マクロ構造体Ｍの高さＨＳｔは５μｍ未満であることが好ましい。マクロ構造体Ｍのプロファイル高ｈは、基準面に対する点Ｐ（ｘ、ｙ）における値ｚ＝Ｍ（ｘ、ｙ）と基準面からの最小距離ｚ０における位置Ｐ（ｘ０、ｙ０）との差、即ち、プロファイル高ｈ＝ｚ（ｘ、ｙ）−ｚ０である。実寸とは異なる図２に示す描画は、光学効果構造体１２を成すレリーフ高ｈＲを有する造形構造体Ａが造形層６に形成されている界面１１の例を示している。造形構造体Ａは座標軸ｘ、ｙの関数Ａ（ｘ；ｙ）である。層複合体１の高さが座標軸ｚに沿って広がっている。マクロ構造体Ｍが所定の構造体高ＨＳｔを超える可能性があるため、マクロ構造体Ｍのプロファイル高ｈは、パターン４の各々の点Ｐ（ｘ、ｙ）において、造形構造体Ａの所定の変化値Ｈに制限される。マクロ構造体Ｍのプロファイル高ｈが値Ｈを超えると直ぐに、造形構造体Ａのレリーフ高ｈＲが値Ｈより小さくなるまで、値Ｈがプロファイル高ｈから減じられることが好ましい、即ち、ｈＲ＝プロファイル高ｈモジュロ値Ｈであることが好ましい。従って、プロファイル高ｈが大きいマクロ構造体Ｍを厚さ数μｍの層複合体１に形成することができる。この場合、技術的な理由から不連続位置１４が造形構造体Ａに生じる。
【００１８】
造形構造体の不連続位置１４、即ち、
Ａ（ｘ、ｙ）＝｛Ｍ（ｘ；ｙ）＋Ｃ（ｘ；ｙ）｝モジュロ値Ｈ−Ｃ（ｘ；ｙ）
は重畳関数Ｍ（ｘ；ｙ）の極値ではない。この点において、関数Ｃ（ｘ；ｙ）は、例えば、最大構造体高ＨＳｔの１/２の範囲に制限される。同様に、パターン４の一部の構成において、技術的な理由からＨの値が局部的に異なっていることがある。造形構造体Ａの値Ｈは３０μｍ未満に制限され、０．５μｍ〜４μｍの範囲であることが好ましい。回折構造体Ｓ（ｘ；ｙ）の１つの実施の形態において、２つの連続した不連続位置Ｐｎの間隔が所定の値、４０μｍ〜３００μｍを超えないという事実に基づき、局部的に変化する値Ｈを決定することができる。
【００１９】
造形構造体Ａは、２つの隣接した不連続位置１４間において、定数を除きマクロ構造体Ｍと同じである。従って、造形構造体Ａにより、付影を除き、オリジナルのマクロ構造体Ｍと同様の光学的効果が得られる。層複合体１は厚さが数μｍであるにも関わらず、パターン４に光を照射し、基準面を中心に層複合体１を傾けると共に/または回転させると、マクロ構造体Ｍによって表されるレリーフ像または三次元表面がパターン４に現れる。
【００２０】
図３は造形構造体Ａを有する界面１１（図１）に入射した平行光９（図２）が、光学効果構造体１２によって反射され、所定の方法で屈折する様子を説明した図である。反射層は、例えば、厚さ３０ｎｍのアルミニウム層である。図を分かり易くする意味から、層複合体１のそれぞれの界面における入射光９の屈折光および反射光は図示せず、以後の計算においても考慮しない。入射光９は、基準面または層複合体１の表面に対する法線１６を含む入射面１５において層複合体１の光学効果構造体１２に入射する。入射光９の平行照明ビーム１７、１８、１９が造形構造体Ａの表面要素の、例えば、ａ、ｂ、ｃで示す位置に衝突する。各々の表面要素は、傾斜Ｍ（ｘ、ｙ）の要素によって決まる局部傾斜角γ、および法線２０、２１、２２を入射面１５に有している。局部傾斜角γ＝０°の位置ａにおける第１表面要素において、第１照明ビーム１７が第１法線２０に対し入射角αを成し、第１表面要素に衝突した光９が、法線２０を中心に左右対称に、反射角θ＝αをもって第１ビーム２３として反射される。位置ｂにおける第２表面要素の場合には、局部傾斜角γはγ≠０である。法線１６と第２法線２１とが角γ＞０°を成している。第２表面要素における第２照明ビーム１８の入射角α’はα’＝α−γであり、第２反射ビーム２４の法線に対する反射角θ１はθ１＝α−２γである。同様に、第３反射ビーム２５は位置ｃの局部傾斜角γ＜０°に従い、第３法線２２に対する第２照明ビーム１９の入射角α”が法線１６に対する入射角より局部傾斜角γだけ大きいため、反射角θ２＝α−２γ＝α＋２｜γ｜をもって屈折する。例えば、入射面１５の観察方向２７を見ている観察者２６は、基準面に配され入射面１５に垂直な軸２８を中心にセキュリティー素子２（図１）または層複合体１を傾け、法線１６に対し各種角度θ１、θ２、θ３で反射された反射光ビーム２３、２４、２５が観察者の観察方向に一致したときに限り肉眼で見ることができる。所定の傾斜角において、観察者２６は、入射面１５および入射面１５に平行な面において同じ局部傾斜角を有している明度の高いマクロ構造体Ｍの表面要素を知覚することができる。界面１１そのものは平坦であるが、マクロ構造体の別の表面要素は、一部の光を観察方向２７と平行な方向に散乱することもでき、観察者にとって、これらの散乱光が局部傾斜に応じて異なる陰影として現れる。造形構造体Ａの高さはせいぜい数μｍであるが、観察者２６にはプラスチック像の印象を与える。マクロ構造体Ｍに無光沢構造体を重畳することによって、前記散乱作用を増大させることができ、セキュリティー素子２の構成に調整可能に用いることができる。
【００２１】
図４ａおよび４ｂは、入射光９に対するセキュリティー素子２の表面区分１３の異なる散乱特性を示す図である。無光沢構造体は、界面１１に確率的微細構造体を有し、座標軸ｘ、ｙの関数であるレリーフ・プロファイルＲによって表される。図４ａに示すように、無光沢構造体は平行入射光９を無光沢構造体の散乱能力によって決まる広がり角を有し、反射光２３を中心とする散乱円錐２９に散乱する。散乱光強度は、例えば、円錐軸において最大であり、円錐軸から離間するに従って低下する。この場合、散乱円錐の発生元方向に屈折した光は、観察者によって辛うじて知覚される。垂直な入射光に対し、円錐２９の軸に直角な断面が回転対称である場合、本明細書において当該無光沢構造体を “等方性” 無光沢構造体と呼ぶ。これに対し、図４ｂに示すように、散乱円錐２９の断面がアップセットしている場合、即ち、好ましい方向３０に楕円状に変形し、楕円の短い主軸が好ましい方向３０に平行な方向に向いている場合、本明細書において当該無光沢構造体を “異方性” 無光沢構造体と呼ぶ。法線１６に対する入射角αが３０°より大きい場合、“等方性”無光沢構造体および基準面に平行に配された“異方性”無光沢構造体のいずれの場合においても、散乱円錐２９の断面は入射面１５（図３）に平行な方向に著しく変形する。
【００２２】
無光沢構造体は、散乱能力を決定する、例えば、平均粗度Ｒａ、相関長Ｉｃのような統計的パラメータによってのみ表すことができる微細レリーフ構造体要素（図示せず）を有している。この場合、平均粗度Ｒａは２００ｎｍ〜５μｍの範囲であり、好ましい値は１５０ｎｍ〜１．５μｍである。また、少なくとも一方向における相関長Ｉｃは、３００ｎｍ〜３００μｍの範囲であり、５００ｎｍ〜１００μｍの範囲が好ましい。“異方性”無光沢構造体の場合、レリーフ構造体要素は好ましい方向３０と平行な方向に向いている。“等方性”無光沢構造体は方向に関係しない統計的パラメータを有しているため、好ましい方向３０を有していない。
【００２３】
別の実施の形態において、前記反射層は有色金属を備えているか、またはカバー層５（図２）が透明に着色されている。界面１１に多層干渉層を用いることが特に好ましい。この理由は、マクロ構造体Ｍの湾曲により、観察方向２７における干渉層の厚さが変化し、傾斜角２８に応じて局部的に異なる色が現れるからである。干渉層の例として、造形層６に対向している厚さ５ｎｍのＡｌから成る透明金属層と厚さ約５０ｎｍのＡｌから成る不透明金属層との間に配された厚さ１００ｎｍ〜１５０ｎｍのＴｉｏ２層がある。
【００２４】
図５は層複合体１の断面図であり、マクロ構造体Ｍの別の実施の形態を示している。極微小回折格子３１が少なくとも表面区分１３（図４ａ）のマクロ構造体Ｍに重畳加算されている。前記回折格子３１は座標軸ｘ、ｙ（図２）の周期関数であるレリーフ・プロファイルＲを有し、そのプロファイルは一定である。回折格子３１のプロファイル深度ｔは０．０５μｍ〜５μｍの範囲であり、好ましい値は０．６±０．５μｍの狭い範囲である。回折格子３１の空間周波数ｆは、約２４００本/ｍｍより大きく、それが極微小と称される所以である。極微小回折格子３１は、空間周波数ｆに依存する入射光９（図４ａ）の可視光の一部をゼロ次の回折次数、即ち、反射光ビーム２３（図３）の方向にのみ回折する。造形構造体Ａは値Ｈを法とするマクロ構造体Ｍにレリーフ・プロファイルＲを加えたものであるため、有色曲面鏡の効果を呈する。プロファイル深度ｔが充分小さい（＜５０ｎｍ）場合には、回折格子３１は、界面１１（図２）と同様に、入射光９を無彩色光として反射する平面反射鏡となる。不連続位置１４を除き、マクロ構造体Ｍは、表面区分１３に広がり、マクロ構造体Ｍ全体にわたり一定のレリーフ高を有している微小回折格子３１に比しゆっくり変化する。
【００２５】
図６は層複合体１の断面図であり、セキュリティー素子２（図２）の更に別の実施の形態を示している。前記セキュリティー素子２は、図６に示すように、１つが別の１つの背後に配されている少なくとも２つの表面区分１３（図４ａ）を有している。前方表面区分１３のマクロ構造体Ｍは、例えば、数学関数Ｍ（ｙ）＝０．５・ｙ２・Ｋに従い、後方表面区分１３のマクロ構造体Ｍは関数Ｍ（ｙ）＝−０．５・ｙ２・Ｋによって決定される。後方表面区分１３において、マクロ構造体Ｍ（ｙ）＝−０．５・ｙ２・Ｋの一部が前方表面区分１３のマクロ構造体Ｍ（ｙ）＝０．５・ｙ２・Ｋによって覆い隠されているため、図６ではそれらの部分が破線で示されている。
【００２６】
図７ａ〜７ｃに示すように、正面図において、セキュリティー素子２のパターン４（図１）は、図６に示すマクロ構造体Ｍ（ｙ）＝０．５・ｙ２・Ｋを有する卵形第１表面区分３１を備え、後方表面区分１３（図４ａ）に関するマクロ構造体Ｍ（ｙ）＝−０．５・ｙ２・Ｋが前記第１表面区分３１に隣接している第２および第３表面区分３２、３３に形成されている。定数Ｋはマクロ構造体Ｍの曲率である。表面区分３１、３２、３３におけるマクロ構造体Ｍの傾斜を示す傾斜（Ｍ）はｙ/ｚ面に略平行な方向に向いている。前記傾斜のｙ/ｚ面に対する傾斜角ψは、それぞれψ＝０°および１８０°であることが好ましい。座標軸ｚは図７ａの平面に垂直である。この場合、好ましい値からの傾斜角ψの許容偏差δψはδψ＝±３０°であり、この範囲における傾斜はｙ/ｚ面に略平行であると見なされる。
【００２７】
セキュリティー素子２に平行入射光９（図４ａ）を照射すると、パターン４の表面区分３１、３２、３３の細く区切られたストリップ３４が、観察者２６（図３）の観察方向２７（図３）に反射光を投影し表面が明るく輝く。前記ストリップ３４前記傾斜に対し垂直な方向に向いている。説明を平易にするため、前記傾斜およびストリップ３４はそれぞれ互いに平行であるものとする。傾斜軸２８を中心として回転した場合、単位角度当りのストリップ３４の基準面に突出している傾斜要素３５、３６方向の移動速度は半径Ｋが小さいほど速くなる。ストリップ３４の幅は局部曲率Ｋ、および造形構造体Ａの界面１１（図２）の特性に依存する。同一曲率において、界面１１が反射型である場合のストリップ３４は、微細無光沢構造体を備えた界面１１の場合に比し多少細い。ストリップ３４以外の表面区分３１、３２、３３は灰色の陰影として見える。トラック３７に沿った断面が図６に示す断面である。
【００２８】
図７ｂは傾斜軸２８を中心に所定の角度回転させた後のセキュリティー素子２を示す図である。この場合、第２、第３表面区分３２、３３上のパターン４（図１）のストリップ３４と、第１表面区分３１上のパターン４のストリップ３４とが傾斜軸２８に平行な線上に並ぶ。前記所定の傾斜角は使用するマクロ構造体Ｍの種類と配置方法に依存する。セキュリティー素子２の１つの実施の形態において、前記ストリップ３４が所定の位置を占めたとき、例えば、図７ｂに示す位置、即ち、観察者２６が所定の傾斜角によって決まる観察条件下でセキュリティー素子２を見たときに限り、パターン４を囲む表面パターン上に所定の文字が現れる。
【００２９】
図７ｃは傾斜軸２８を中心に更に回転させた後のセキュリティー素子２を示す図であり、パターン４（図１）上のストリップ３４が矢印（参照記号付せず）で示す方向に互いに移動している。
【００３０】
当然のことながら、別の実施の形態において、第１表面区分３１と、２つの表面区分３２、３３のいずれか１つとを隣接配列することにより、セキュリティー素子２を適正位置に配置するためのパターン４を形成することができる。
【００３１】
本発明の主旨を逸脱することなく、前記パターン４の実施の形態を組み合せることができる。また、曲面反射鏡および無光沢構造体を有する適切に形成されたマクロ構造体Ｍを重畳加算することができる。更に、前記界面１１（図６）のすべての実施の形態を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】ドキュメント上のセキュリティー素子を示す図。
【図２】層複合体の断面図。
【図３】マクロ構造体の反射を示す図。
【図４ａ】無光沢構造体の散乱を示す図。
【図４ｂ】無光沢構造体の散乱を示す図。
【図５】マクロ構造体と回折格子との重畳加算を示す図。
【図６】セキュリティー素子の２つのマクロ構造体の断面図。
【図７ａ】異なる傾斜角におけるセキュリティー素子を示す図。
【図７ｂ】異なる傾斜角におけるセキュリティー素子を示す図。
【図７ｃ】異なる傾斜角におけるセキュリティー素子を示す図。
【符号の説明】
【００３３】
１                    層複合体
２                    セキュリティー素子
３                    基体（ドキュメント）
４                    パターン
５                    カバー層
６                    造形層
７                    保護層
８                    接着層
９                    入射光
１０                    反射界面１１の透明区域
１１                    界面
１２                    光学効果構造体
１３、３１、３２、３３  表面区分
【図１】
2005528634.tif 000003
【図２】
2005528634.tif 000004
【図３】
2005528634.tif 000005
【図４ａ】
2005528634.tif 000006
【図４ｂ】
2005528634.tif 000007
【図５】
2005528634.tif 000008
【図６】
2005528634.tif 000009
【図７】
2005528634.tif 000010
【図７ｂ】
2005528634.tif 000011
【図７ｃ】
2005528634.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成17年1月11日(2005.1.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
座標軸（ｘ；ｙ）によって規定される基準面に配され、パターン（４）を形成する光学効果構造体（１２）を備えたプラスチック材料層から成る層複合体（１）を有して成る、ドキュメント（３）を検証するためのセキュリティー素子（２）であって、前記光学効果構造体（１２）が前記パターン（４）の表面区分（１３；３１；３２：３３）において、前記層複合体（１）の造形層（６）に形成され、該層複合体（１）の透明造形層（６）と保護層（７）との間に反射界面（１１）を形成して成るセキュリティー素子（２）において、
少なくとも１つの方向の寸法が０．４ｍｍより大きい少なくとも１つの前記表面区分（１３；３１；３２：３３）において、前記光学効果構造体（１２）として、少なくとも０．１ｍｍ互いに離間した隣接極値を有し、構造体高（ＨＳｔ）が４０μｍ未満に制限された少なくとも１つの造形マクロ構造体（Ｍ）から成る三次元面が前記界面（１１）に形成され、少なくとも一部が湾曲を成す前記界面（１１）のマクロ構造体（Ｍ）が、少なくとも区分毎に規則的であり、座標軸（ｘ；ｙ）の微分可能関数であって、周期三角または方形関数ではないことを特徴とするセキュリティー素子（２）。
【請求項２】
前記パターン（４）が少なくとも２つの隣接した表面区分（３１：３２；３３）を有し、マクロ構造体（Ｍ）が第１表面区分（３１）に形成され、別のマクロ構造体（−Ｍ）が別の表面区分（３２；３３）に形成され、前記２つのマクロ構造体（Ｍ、−Ｍ）の傾斜が前記基準面に対する法線（１６）を含む面に略平行な方向に向いていることを特徴とする請求項１記載のセキュリティー素子（２）。
【請求項３】
前記マクロ構造体（Ｍ）が、最大２０本/ｍｍの空間周波数（Ｆ）を有する、区分毎に規則的な微分可能関数であることを特徴とする請求項１または２記載のセキュリティー素子（２）。
【請求項４】
前記マクロ構造体（Ｍ）が、区分毎に規則的であり、レリーフ像から成る表面構造体の微分可能関数であることを特徴とする請求項１または２記載のセキュリティー素子（２）。
【請求項５】
前記構造体高（ＨＳｔ）を超えるプロファイル高（ｈ）を有する前記マクロ構造体（Ｍ）が造形構造体（Ａ）として前記造形層（６）に形成され、該造形構造体（Ａ）が、所定の変動値（Ｈ）に制限され、変動値（Ｈ）を法とするマクロ構造体（Ｍ）と関数（Ｃ）との和から関数（Ｃ）を減じた値に等しく、前記値（Ｈ）が前記構造体高（ＨＳｔ）より小さく、前記座標に依存する前記関数（Ｃ）の値が前記構造体高（ＨＳｔ）の１/２に制限されることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載のセキュリティー素子（２）。
【請求項６】
前記構造体高（ＨＳｔ）が５μｍ未満に制限され、前記値（Ｈ）が０．５μｍ〜４μｍの範囲であることを特徴とする請求項５記載のセキュリティー素子（２）。
【請求項７】
２４００本/ｍｍより大きい空間周波数（ｆ）および０．０５〜５μｍの範囲の一定のプロファイル深度（ｔ）を有する、座標（ｘ；ｙ）の関数であるレリーフ・プロファイル（Ｒ）を備えた極微小回折格子が前記マクロ構造体（Ｍ）に重畳加算され、該回折格子が前記マクロ構造体（Ｍ）に従い、所定のレリーフ・プロファイル（Ｒ）を保持することを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載のセキュリティー素子（２）。
【請求項８】
２００ｎｍ〜５μｍの平均粗度Ｒａを有する、座標（ｘ；ｙ）の関数であるレリーフ・プロファイル（Ｒ）を備えた光を散乱する無光沢構造体が前記マクロ構造体（Ｍ）に重畳加算され、該無光沢構造体が、前記マクロ構造体（Ｍ）に従い、所定のレリーフ・プロファイル（Ｒ）を保持することを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載のセキュリティー素子（２）。
【請求項９】
前記界面（１１）が多層干渉層によって形成されていることを特徴とする請求項１〜８いずれか１項記載のセキュリティー素子（２）。
【請求項１０】
前記界面（１１）が全領域および/または構造化された金属反射層によって形成されていることを特徴とする請求項１〜８いずれか１項記載のセキュリティー素子（２）。
【請求項１１】
前記層複合体（１）のカバー層（５）が透明に着色されていることを特徴とする請求項１〜１０いずれか１項記載のセキュリティー素子（２）。
【請求項１２】
前記パターン（４）が、平面反射鏡、微細格子構造体および無光沢構造体から成るグループの光変調構造体を備えた線要素および/またはその他モザイク要素から成る表面パターン（３８）に囲まれていることを特徴とする請求項１〜１１いずれか１項記載のセキュリティー素子（２）。
【国際調査報告】
2005528634.tif 000013
2005528634.tif 000014
2005528634.tif 000015
2005528634.tif 000016
2005528634.tif 000017
2005528634.tif 000018