(57)【要約】プラスチック積層体を含むセキュリティ素子（２）は、表面素子（１３；１４；１５）によってモザイク状に構成された表面パターン（１２）を有する。低周波格子構造｛Ｇ（ｘ，ｙ）｝と高周波レリーフ構造｛Ｒ（ｘ，ｙ）｝の重ね合わせによって作られた回折構造｛Ｂ（ｘ，ｙ，Ｔ）｝が、少なくとも２つの表面素子（１４；１５）に形成される。一方の表面素子（１４）では、格子構造｛Ｇ（ｘ，ｙ）｝の格子ベクトルとレリーフ構造｛Ｒ（ｘ，ｙ）｝のレリーフベクトルが平行であり、他方の表面素子（１５）では、格子ベクトル（１６）とレリーフベクトル（１７）が実質的に直角を形成している。また、２つの表面素子（１４；１５）の格子構造｛Ｇ（ｘ，ｙ）｝の格子ベクトル（１６）は平行である。２つの表面素子（１４；１５）の共通の境界線（１８）は直線偏光で照明したときにしか見えず、日光の下では両方の表面素子（１４；１５）は同じ表面輝度を有する。
2005524858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面素子（１３；１４；１５）によってモザイク状に構成された表面パターン（１２）を備えたプラスチック積層体（１）を含み、前記プラスチック積層体（１）が、カバー層（４）と保護層（６）の間に配置された成形層（５）と、前記成形層（５）と前記保護層（６）の間の境界面（８）と、前記カバー層（４）と前記成形層（５）に入射して前記境界面で反射する光（１１）とを備え、前記表面素子（１３；１４；１５）の光学的有効構造（９）が前記成形層５の前記境界面（８）に形成されているセキュリティ素子（２）において、
第１の表面素子（１４）と第２の表面素子（１５）から構成される少なくとも一対の表面（１４，１５）が前記表面パターン（１２）に配置され、
前記２つの表面素子（１４；１５）は、それぞれが、格子構造｛Ｇ（ｘ，ｙ）｝とレリーフ構造｛Ｒ（ｘ，ｙ）｝の重ね合わせによって形成される回折構造｛Ｂ（ｘ，ｙ，Ｔ）｝を有し、
前記第１の表面素子（１４）内では、前記格子構造｛Ｇ（ｘ，ｙ）｝の格子ベクトル（１６）と前記レリーフ構造｛Ｒ（ｘ，ｙ）｝のレリーフベクトル（１７）が実質的に平行であり、前記第２の表面素子（１５）内では、同一格子構造｛Ｇ（ｘ，ｙ）｝の格子ベクトル（１６）と同一レリーフ構造｛Ｒ（ｘ，ｙ）｝のレリーフベクトル（１７）が実質的に直角の角度を形成し、
前記２つの表面素子（１４；１５）の前記格子構造｛Ｇ（ｘ，ｙ）｝の前記格子ベクトル（１６）が実質的に平行であり、
前記２つのレリーフ構造｛Ｒ（ｘ，ｙ）｝のレリーフ空間周波数（ｆＲ）が２，５００本／ｍｍより大きく、および
前記空間周波数（ｆＲ）が、前記２つの格子構造｛Ｇ（ｘ，ｙ）｝の格子空間周波数（ｆＧ）の少なくとも１０倍よりも大きい、
ことを特徴とする、セキュリティ素子（２）。
【請求項２】
前記格子構造｛Ｇ（ｘ，ｙ）｝の前記格子空間周波数（ｆＧ）が、１００本／ｍｍ〜５００本／ｍｍの範囲の値の格子空間周波数であることを特徴とする、請求項１に記載のセキュリティ素子。
【請求項３】
前記反射境界面（８）が高導電性の金属層によって形成されていることを特徴とする、請求項１および２のいずれか１項に記載のセキュリティ素子。
【請求項４】
前記レリーフ構造｛Ｒ（ｘ，ｙ）｝が正弦関数であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のセキュリティ素子。
【請求項５】
前記格子構造｛Ｇ（ｘ，ｙ）｝が正弦関数であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のセキュリティ素子。
【請求項６】
前記格子構造｛Ｇ（ｘ，ｙ）｝の光学的輪郭高さ（ｈＧ）が３５０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲の値の光学的輪郭高さであり、前記格子構造Ｇ（ｘ，ｙ）の前記光学的輪郭高さ（ｈＧ）が、前記レリーフ構造Ｒ（ｘ，ｙ）の前記光学的輪郭高さ（ｈＲ）の少なくとも２倍の大きさであることを特徴とする、請求項５に記載のセキュリティ素子。
【請求項７】
前記格子構造｛Ｇ（ｘ，ｙ）｝が矩形関数であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のセキュリティ素子。
【請求項８】
前記格子構造｛Ｇ（ｘ，ｙ）｝の光学的輪郭高さ（ｈＧ）が２５０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲の値の光学的輪郭高さであり、前記格子構造｛Ｇ（ｘ，ｙ）｝の前記光学的輪郭高さ（ｈＧ）が、前記レリーフ構造｛Ｒ（ｘ，ｙ）｝の前記光学的輪郭高さ（ｈＲ）よりも、少なくとも１００ｎｍ大きいことを特徴とする、請求項７に記載のセキュリティ素子。
【請求項９】
前記格子構造｛Ｇ（ｘ，ｙ）｝が対称または非対称な鋸歯関数であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のセキュリティ素子。
【請求項１０】
基材（３）に結合させるために前記保護層（６）に接着層７を付着させることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載のセキュリティ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部に記載されている、回折構造を備えたセキュリティ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなセキュリティ素子はラッカーおよび／またはプラスチック材料から成る薄層複合体を含み、この層複合体には、少なくとも、回折構造、光散乱構造、および平鏡面から成る群から選択されたレリーフ（凹凸）構造が埋め込まれている。薄層複合体から切り出されたセキュリティ素子は物品に接着されて、その物品の真正性を証明する。
【０００３】
薄層複合体の構造およびこの目的で使用できる材料は、例えば特許文献１に記載されている。薄層複合体をキャリアフィルムによって物品に付着させることは、特許文献２によって公知である。
【０００４】
この種のセキュリティ素子は、モザイク状に構成された、顕微鏡的に微細なレリーフ構造によって占められた表面素子から成るパターンを一般に有する。このパターンは、セキュリティ素子を傾斜または回転させると所定の様式で変化する。このようなセキュリティ素子は、特許文献３により公知である。観察者がパターンを容易に認識でき、また、セキュリティ素子を傾斜または回転させたときに、印象的なさまざまな閃輝色または真珠光沢効果のように見えるように、表面素子の顕微鏡的に微細なレリーフ構造は、セキュリティ素子に入射する光を最初のいくつかの回折次数で回折して偏向させる必要がある。このような条件を満たす顕微鏡的に微細なレリーフ構造は、原則としてホログラフィ手段で複製できる構造素子を有している。高額の費用をかけて複製品が作られたとしても、偽造すなわち複製されたパターンを容易に認識できる必要がある。
【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３３０８８３１号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第０１０５０９９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、複製しにくく、その真正性を簡素な手段で確認できる、回転または傾斜させたときに変化する輝く表面パターンを呈するセキュリティ素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、前述の目的は、請求項１の特徴部に記載されている特徴によって達成される。本発明の有利な構成は、従属請求項に記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の実施形態を図面に示し、以下にさらに詳しく説明する。
【０００８】
図１において、参照符号１は層複合体すなわち積層体、２はセキュリティ素子、３は基材、４はカバー層、５は成形層、６は保護層、７は接着層、８は反射境界層、９は光学的有効層、１０は反射境界層内の透明部を示す。層複合体すなわち積層体１は、キャリアフィルム（不図示）に特定の順序で連続的に付着させた種々のプラスチック層またはラッカー層を有し、一般に、カバー層４、成形層５、保護層６、および接着層７を含んでいる。一形態において、キャリアフィルムはカバー層４自体で形成できる。別形態において、キャリアフィルムは、前述の特許文献２に記載されているように、薄層複合体１を基材３に付着させるように働き、その後、層複合体から分離される。
【０００９】
成形層５と保護層６との間の共通の境界面を、以後、境界面８と呼ぶ。成形層５には光学可変パターンの光学的有効構造９が形成される。保護層６が光学的有効構造９のくぼみを埋めるので、境界面８は光学的有効構造９の形となる。光学的有効構造９に関して高度の効果を達成するために、境界面８は金属コーティング、好ましくはアルミニウム、銀、金、銅、クロム、タンタル等、で形成される。金属コーティングは成形層５と保護層６とを分離するとともに、その導電性によって境界面８に高い可視光反射性を実現する。層複合体１は、光学可変パターンの複数のコピーが相互に並べられた長尺のフィルムウェブの形態のプラスチック積層体として作成される。セキュリティ素子２は、例えば、このフィルムウェブから切り出されて、接着層７によって基材３に接合されたものである。このセキュリティ素子２は、物品の真正性を証明するために、大部分は書類、紙幣、クレジットカード、身分証明書、もしくは他の重要または有価物の形態を有する基材３に設けられる。
【００１０】
少なくともカバー層４と成形層５は、セキュリティ素子２に入射する可視光１１に対して透明である。入射光１１は境界面８で反射し、光学的有効構造９によって、予め決められた通りに偏向される。回折格子、光散乱レリーフ構造、または平鏡面が光学的有効構造９として機能する。セキュリティ素子２の実施形態の中には、透明部１０が境界面８にはめ込まれ、そこで反射金属層が途切れるので、セキュリティ素子２の下に位置し且つ基材３の上に配されている表示を、セキュリティ素子２を通して認識できるものもある。これらの実施形態では、保護層６および接着層７も透明であることが分かるであろう。特に薄い構造の層複合体１の場合は、特に接着剤が温度約１００℃においてのみその接着性を発揮するホットメルト接着剤であるとき、保護層６の代わりに接着層７だけを付着させる。前述の特許文献１は、層複合体１のさまざまな実施形態を示し、それらの実施形態に使用できる材料を列挙している。
【００１１】
図２は、直交する座標軸ｘ，ｙによって画定される平面内にある基材３の一部を示している。プラスチック積層体から切り出されて基材３に接着されたセキュリティ素子２は、カバー層４と成形層５を通して見える表面パターン１２を有している。表面パターン１２は、表面素子１３、１４、１５によってモザイク状に構成されている。表面素子１３、１４、１５は光学的有効構造９に占められており、層４、５（図１）に入射してこれらを透過した光１１を成形層５と保護層６との間の境界面８（図１）で反射する。別の表面要素１３に形成された光学的有効構造９は、回折格子、光散乱レリーフ構造、および／または平鏡面であり、例えば特許文献３に記載されている光学可変表面パターン１２を形成する。光学可変表面パターン１２の一実施形態において、少なくとも１つの透明部１０（図１）が、表面素子１３、１４、１５のうちの少なくとも１つと隣接している。
【００１２】
少なくとも２つの表面素子１４、１５が検査対象となる特徴を形成する。この特徴によって、セキュリティ素子２の複製品とセキュリティ素子２のオリジナルを区別できる。これら２つの表面素子１４、１５は、それぞれが、可視入射光１１を回折させる構造９を有している。構造９は、光学的有効輪郭高さがｈであり（図１）、そのレリーフ関数は低周波回折格子構造Ｇ（ｘ，ｙ）と高周波レリーフ構造Ｒ（ｘ，ｙ）との重ね合わせである低周波回折格子構造Ｇ（ｘ，ｙ）は、例えば正弦波状または矩形状の輪郭、対称または非対称の鋸歯状の輪郭など、周知輪郭のものである。高周波レリーフ構造Ｒ（ｘ，ｙ）は、少なくとも２、５００本／ｍｍという空間周波数ｆＲを有するものである。一方、低周波回折格子構造Ｇ（ｘ，ｙ）は、例えば１，０００本／ｍｍより少ない低回折格子空間周波数ｆＧを有するものである。これに関し、望ましくない変調効果を回避するためにレリーフ空間周波数ｆＲは、回折格子空間周波数ｆＧの少なくとも１０倍よりも高くなくてはならないことに注意されたい。回折格子空間周波数ｆＧは、１００本／ｍｍと５００本／ｍｍの間の値のものであることが好ましい。
【００１３】
レリーフ構造Ｒ（ｘ，ｙ）は、単独では、高いレリーフ空間周波数ｆＲにより、入射光１１をすべてゼロ次に回折させる回折格子であり、その輪郭形状自体は重要でない。回折光は、表面素子２の表面法線について入射光１１と同じ角度で反射される。すなわち、そのような回折格子は、光学的有効輪郭高さｈＲに応じて回折光のスペクトルに特定の色が欠如していることを除き、鏡のように作用する。レリーフ空間周波数ｆＲが高いため、ＴＥおよびＴＭ偏光のレリーフ構造Ｒ（ｘ，ｙ）の回折効率ＥＴＥ、ＥＴＭは一般に相異なるレベルを有する。ＴＥ偏光は、レリーフ構造Ｒ（ｘ，ｙ）における光学的有効輪郭高さｈＲとは事実上無関係の高レベルの回折効率ＥＴＥで反射されるが、ＴＭ偏光の回折効率ＥＴＭのレベルは、輪郭高さｈＲの増加に伴って急速に第１の最小値まで下がり、したがって、このとき、入射光１１に対するレリーフ構造Ｒ（ｘ，ｙ）の偏向作用が最大となる。非偏向式に入射する光１１の方向、表面法線、およびレリーフ構造Ｒ（ｘ，ｙ）を示すベクトルが１つの回折面にある場合、ｐ偏光の電界ベクトルがこの回折面と平行関係に振動する。そのため、ｐ偏光はレリーフ構造Ｒ（ｘ，ｙ）に吸収される。これに対して、ｓ偏光の電界ベクトルは、回折面に対して垂直関係、レリーフ構造Ｒ（ｘ，ｙ）のレリーフ溝に対して平行関係に振動する。そのため、ｓ偏光はレリーフ構造Ｒ（ｘ，ｙ）によって反射される。レリーフ構造Ｒ（ｘ，ｙ）がその平面内で９０°回転させられ、その場合にレリーフ構造Ｒ（ｘ，ｙ）のレリーフ溝が回折面と平行関係に方向付けられると、ｓ偏光が吸収され、ｐ偏光が反射される。したがって、レリーフ構造Ｒ（ｘ，ｙ）によってゼロ次回折される光は直線的に偏向させられる。すなわち、レリーフ構造Ｒ（ｘ，ｙ）は、非偏向型の入射光１１に対しては偏光子として作用し、偏向型の入射光１１に対しては検光子として作用する。
【００１４】
レリーフ構造Ｒ（ｘ，ｙ）の光学的有効レリーフ輪郭高さｈＲは、高偏光性を伴う範囲内にあるべきである。光学的有効レリーフ輪郭高さｈＲは、したがって、１５０ｎｍ〜２２０ｎｍの範囲の値を有するものであるが、光学的有効レリーフ輪郭高さｈＲは、上記よりも狭い１７０ｎｍ〜２２０ｎｍの範囲から選択されることが好ましい。
【００１５】
格子構造Ｇ（ｘ，ｙ）の光学的有効格子輪郭高さｈＧは、光学的有効レリーフ輪郭高さｈＲよりも大きくなるように選択されるべきである。光学的有効格子輪郭高さｈＧは、２５０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲の値を有するものであることが好ましく、入射光１１の波長Ｏの半分の値が光学的有効格子輪郭高さｈＧとして選択されることが好ましい。これに関し、波長Ｏは成形層５内でｎ分の１に減少する。ここで、ｎは成形層５の材料の屈折率である。屈折率ｎは、例えば、ｎ＝１．５５である。同じ理由により、成形層５内に形成される幾何学的な輪郭の高さは、前述の光学的有効輪郭高さｈＧ、ｈＲのｎ分の１となる。低周波回折格子構造Ｇ（ｘ，ｙ）は、単独では、少なくとも回折格子空間周波数ｆＧに応じて、入射光１１を複数の回折次数に回折させる。
【００１６】
図３は、成形層５と保護層６とを備えた、第１の表面素子１４（図２）内の層複合体１の一部分を示す。回折構造Ｂ（ｘ，ｙ）によって境界面８が形成されている。回折構造Ｂ（ｘ，ｙ）は、層複合体１の上記部分の底面を定める直交座標ｘ，ｙの関数である。図３に示されている回折構造Ｂ（ｘ）は、正弦波格子構造Ｇ（ｘ）と正弦波レリーフ構造Ｒ（ｘ）との加法的な重ね合わせの結果、すなわちＢ（ｘ）＝Ｇ（ｘ）＋Ｒ（ｘ）である。格子構造Ｇ（ｘ）の格子ベクトル１６と、レリーフ構造Ｒ（ｘ）のレリーフベクトル１７は、実質的に平行に方向付けられる。格子ベクトル１６とレリーフベクトル１７との平行度は、第１の表面素子１４（図２）の回折構造Ｂ（ｘ，ｙ）の特徴である。
【００１７】
図４は、成形層５と保護層６の間に境界面８を備えた、第２の表面素子１５（図２）内の層複合体１の一部分を示す。格子ベクトル１６とレリーフベクトル１７は、座標ｘおよびｙの平面内に互いに直交関係に方向付けられている。例えば、正弦波格子構造Ｇ（ｘ）は、座標ｘの関数であるに過ぎず、正弦波レリーフ構造Ｒ（ｙ）は、座標ｙに従属しているに過ぎない。格子構造Ｇ（ｘ）とレリーフ構造Ｒ（ｙ）との加法的な重ね合わせにより、２つの座標ｘ，ｙに従属する回折構造Ｂ（ｘ，ｙ）が得られる（Ｂ（ｘ，ｙ）＝Ｇ（ｘ）＋Ｒ（ｙ））。純粋に図面を理解しやすくするために、図４では、レリーフ構造Ｒ（ｙ）の複数の溝が境界面８の手前から奥に向かって次々に配され、各溝が相異なる密度のドットパターンで示されている。第２の表面素子１５の回折構造Ｂ（ｘ，ｙ）の特徴により、格子ベクトル１６とレリーフベクトル１７の間に直角が形成される。
【００１８】
図５は、第１および第２の表面素子１４、１５だけから成る表面パターン１２を示している。一般的な形態では、回折構造Ｂ（ｘ，ｙ）は、格子ベクトル１６に関連付けられたレリーフベクトル１７の方位角Ｔに従属する。すなわち、（ｘ，ｙ，Ｔ）である。第１の表面素子１４では、方位角はＴ＝０°〜３０°の範囲にあるが、第２の表面素子１５では、方位角Ｔは、約６０°〜約９０°の範囲内の値のものである。以下に記載される偏光作用は、方位角Ｔが正確に０°または９０°の値となる場合に、それぞれ最も顕著となる。この状況を考慮するために、第１の表面素子１４内の格子ベクトル１６およびレリーフベクトル１７は実質的に平行であり、すなわち、格子ベクトル１６とレリーフベクトル１７は、方位角Ｔに関して、約３０°から好適値０°までの値を含んでいる。第２の表面素子１５で使用できる方位角Ｔは実質的に直角であり、すなわち、約６０°から好適値９０°までの値の方位角である。
【００１９】
回折構造Ｂ（ｘ，ｙ，Ｔ）を備えた表面パターン１２の利点は、ホログラフィ手段によって回折構造Ｂ（ｘ，ｙ，Ｔ）をセキュリティ素子２のオリジナルからコピーできない、という点である。より具体的には、ホログラフィのコピーは、低周波回折格子構造Ｇ（ｘ，ｙ）と同じように入射光１１を回折させる構造を有するものの、高周波レリーフ構造Ｒ（ｘ，ｙ）の、回折光に対する偏光作用を有しない。したがって、偏光性を検査することによってコピーとオリジナルを区別できる。
【００２０】
第１および第２の表面素子１４、１５の格子構造Ｇ（ｘ，ｙ）は同じパラメータを含んでいる。２つのレリーフ構造Ｒ（ｘ，ｙ）は、そのレリーフベクトル１７の方位角の方向に関してのみ異なっている。２つの回折構造Ｂ（ｘ，ｙ，Ｔ＝０°）およびＢ（ｘ，ｙ，Ｔ＝９０°）は、入射光１１（図１）を回折させ、色の関係で回折光を複数の回折次数に分割する。格子構造Ｇ（ｘ，ｙ）に重ね合わされるレリーフ構造Ｒ（ｘ，ｙ）の作用によって回折光の直線偏光が発現するが、これはレリーフ構造Ｒ（ｘ，ｙ）の偏光性に対応するものである。第１および第２の表面素子１４、１５が観察者に同時に見えるように、第１の表面素子１４の格子ベクトル１６と第２の表面素子１５の格子ベクトル１６は、実質的に平行関係に方向付けられている必要がある。通常の照明または日光の場合にそうであるように、表面パターン１２に入射する光１１が直線偏向されない場合、観察者には、共通の境界線の両側にある同色の２つの表面素子１４、１５が、同じように輝いて見える。すなわち、２つの表面素子１４、１５の間のコントラストがごくわずかであるので、共通の境界線１８を認識することができない。
【００２１】
図６は、セキュリティ素子２を検査するための照明装置である。回折面は、図６に示される図では図面の平面であり、セキュリティ素子２に垂直な表面と座標ｘを含んでいる。ほぼ白色の光を生成する光源１９は、集束された直線偏光２１を、偏向フィルタ２０を通して、回折面と平行な関係にセキュリティ素子２の表面パターン１２（図５）に照射する。偏光２１の一部は、反射光および／または回折次数ゼロに反射される光として、反射法則によって定められる反射方向２２に偏向させられる。これに対し、偏光２１の残りの部分は正の回折次数２３および負の回折次数２４で回折される。回折構造Ｂ（ｘ，ｙ，Ｔ＝０°）と回折構造Ｂ（ｘ，ｙ，Ｔ＝９０°）が相異なる偏向特性を有しているので、直線偏光２１下で２つの表面素子１４、１５を区別することができる。
【００２２】
図７では、表面パターン１２をｓ偏光２１（図６）で照明している。格子ベクトル１６（図３）およびレリーフベクトル１７（図３）が座標ｘに対して実質的に平行に方向付けられていると、ｓ偏光２１は第１の表面素子１４に反射される。これに対し、格子ベクトル１６が座標ｘに対して平行に方向付けられ且つレリーフベクトル１７（図５）が格子ベクトル１６に対して実質的に直角の角度を備えていると、ｓ偏光２１は第２の表面素子１５に吸収される。そのため、明るい第１の表面素子１４に対し、第２の表面素子１５は暗い表面として際立って目立つ。
【００２３】
図８では、同じ表面パターン１２を、第１の表面素子１４には吸収されるが第２の表面素子１５には反射されるｐ偏光２１（図６）で照明した。したがって、第１の表面素子１４の暗い表面に対し、第２の表面素子１５は明るい表面として際立って目立つ。
【００２４】
２つの表面素子１４、１５は、コントラストが最も際立って見えるように互いに隣接することが有利である。
【実施例】
【００２５】
実施例１
格子構造Ｇ（ｘ）＝０．５ ξ ｈＧ ξ ｓｉｎｅ（ｘ）は、周期５，０００ｎｍおよび光学的有効輪郭高さｈＧ＝４５０ｎｍの正弦関数である。レリーフ構造Ｒ（ｘ）＝０．５ ξ ｈＲ ξ ｓｉｎ（ｘ）もまた、周期３３３ｎｍおよび光学的有効輪郭高さｈＲ＝１８５ｎｍの正弦関数に従う。ｐ偏光２１の場合、回折構造Ｂ（ｘ）＝Ｇ（ｘ）＋Ｒ（ｘ）の回折効率は全回折次数２３、２４（図６）において非常に低いが、ｓ偏光２１の場合、回折構造Ｂ（ｘ）の回折効率は、３次回折が１０％超であり、他の回折次数が５％超である。
【００２６】
実施例２
図９の回折構造Ｂ（ｘ）は、乗法的重ね合わせＢ（ｘ）＝Ｇ（ｘ）ξ｛Ｒ（ｘ）＋Ｃ｝である。格子構造Ｇ（ｘ）は、関数値［０，ｈＧ］、周期４，０００ｎｍ、光学的有効輪郭高さｈＧ＝３２０ｎｍの矩形関数である。レリーフ構造Ｒ（ｘ）＝０．５ ξ ｈＲ ξ ｓｉｎ（ｘ）は、周期２５０ｎｍ、光学的有効輪郭高さｈＲ＝２００ｎｍの正弦関数である。Ｃは定数であり、Ｃ＝ｈＧ−ｈＲで与えられる。格子ベクトル１６およびレリーフベクトル１７は座標軸ｘに対して平行である。両層５、６間の境界面８は、レリーフ構造Ｒ（ｘ）を備えた矩形構造の隆起面上では変化しているが、矩形構造の溝の底では滑らかである。ｐ偏光２１（図６）の場合は、回折構造Ｂ（ｘ）の回折効率が、方向２２のゼロ次回折だけでなく、すべての回折次数の回折２３、２４（図６）において非常に低いが、ｓ偏光２１の場合は、回折構造Ｂ（ｘ）は、＋１次および−１次の回折に限って高レベルの回折効率を有する。
【００２７】
図１０では、境界面８に形成される回折構造Ｂ（ｘ，ｙ）が、矩形の格子構造Ｇ（ｘ）とレリーフ構造Ｒ（ｙ）の乗法的重ね合わせによって作られている。格子構造Ｇ（ｘ）およびレリーフ構造Ｒ（ｙ）は、レリーフベクトル１７が座標ｘではなく座標ｙの方向に向けられていることを除き、前述の回折構造Ｂ（ｘ）と同じパラメータを含む。方向２２（図６）のゼロ次回折の場合を除き、ｓ偏光２１の場合、回折構造Ｂ（ｘ，ｙ）＝Ｇ（ｘ）ξ｛Ｒ（ｙ）＋Ｃ｝は、すべての回折次数２３、２４（図６）において回折効率が非常に低レベルであるが、ｐ偏光２１（図５）の場合、＋１次および−１次の回折に限って高い回折効率を有する。
【００２８】
第１の表面素子１４の回折構造Ｂ（ｘ）および第２の表面素子１５の回折構造Ｂ（ｘ，ｙ）が前述のように配置されると（図５）、表面パターン１２は、図５、７、および８を参照しながら説明した上記作用を伴う。
【００２９】
照明方向および観察方向を保持しながら表面パターン１２（図５）をその平面内で回転移動させた後、格子ベクトル１６が回折面に向いてなければ、回折次数２３、２４に回折される光が観察者の目に入ることはない。表面パターン１２に対する照明が非偏向光で行われる場合、観察者が反射方向２２からの光を受けるようにセキュリティ素子２（図６）を傾斜させると、観察者は、ゼロ次の回折次数に回折させられる色光を目にするが、２つの表面素子１４、１５（図５）の表面輝度が回転角度と無関係であることに気づくであろう。照明が直線偏光２１（図６）で行われる場合、２つ表面素子１４、１５の表面輝度は９０°回転毎に入れ替わる。
【００３０】
ここで図２に戻ると、表面パターン１２では、回折構造Ｂ（ｘ，ｙ，Ｔ＝０°）を備えた第１の表面素子１４および回折構造Ｂ（ｘ，ｙ，Ｔ＝９０°）を備えた第２の表面素子１５が、表面パターンをその長さ方向に周期的に交互に横切ることが有利である。直線偏光２１（図６）によって、真正性を証明する印象的なパターンが表面パターン１２に発現する。例えば、図２の図中、第１の表面素子１４内では、回折構造はＢ（ｘ，ｙ，Ｔ＝０°）に対応し、第２の表面素子１５内では、回折構造はＢ（ｘ，ｙ，Ｔ＝９０°）に対応し、領域２５では、回折構造はＢ（ｘ，ｙ，Ｔ＝０°）、外側の領域２６では、回折構造はＢ（ｘ，ｙ，Ｔ＝９０°）に対応している、などとなっている。
【００３１】
したがって、表面素子１４、１５の表面および領域２５、２６の表面は、裸眼ではっきりと見ることができ、細長い表面要素１３、１４、１５および領域２５、２６は、それぞれ、少なくとも０．５ｍｍの横寸法を有している。
【００３２】
ここまでは、分かりやすくするために、表面パターン１２が、第１および第２の表面素子１４、１５による少なくとも一対の表面［１４，１５］を備え、格子構造Ｇ（ｘ，ｙ）の格子ベクトル１６（図３）が、例えば座標ｘの方向に沿って２つの表面素子１４、１５の方向に向けられている、と見なしてきた。セキュリティ素子２の別の実施形態では、複数対の表面［１４，１５］を、各表面対［１４，１５］の格子ベクトル１６が別の表面対［１４，１５］の格子ベクトル１６と方位角の角度だけ異なるように、表面パターン１２に配置できる。
【００３３】
例として、２つの格子ベクトル１６が放射状（すなわち、わずかに散開する関係）に方向付けられている表面対［１４，１５］を、表面パターン１２の円環部２７に挿入する。同一表面対［１４，１５］の２つの格子ベクトル１６は、観察可能効果および回折構造Ｂ（ｘ，ｙ，Ｔ）の可視度に関して実質的な損失なく、０°〜１０°の範囲内の方位角で角度を備えることができる。前述の可視効果を達成するためには、表面対［１４，１５］の２つの格子ベクトル１６が、実質的に平行、例えば０°〜１０°の範囲内、に方向付けられているだけでよい。好適な実施形態において、表面対［１４，１５］の２つの格子ベクトル１６は平行である。例として、別の実施形態では、複数の同一円環部２７が円環２８上に相互に近接した関係で配置され、放射状に方向付けられた格子ベクトル１６により、第２の表面素子１５が第１の表面素子１４の次に続き、そして第２の表面素子１５の次に第１の表面素子１４が続くなどとする。この循環配列の利点は、セキュリティ素子２がその平面内での回転移動時に取る位置とは関係なく、観察者が見ることができ且つ偏光２１による照明時に前述の効果を有するように方向付けられた、少なくとも第１の表面素子と第２の表面素子が常に存在していることである。第１の表面素子１４および第２の表面素子１５は、円環２８に隣接する一対または二対の表面対［１４，１５］に属している。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】セキュリティ素子の断面図である。
【図２】セキュリティ素子の平面図である。
【図３】第１の回折構造を示す図である。
【図４】第２の回折構造を示す図である。
【図５】昼光中での表面パターンを示す図である。
【図６】照明装置を示す図である。
【図７】ｓ偏光中の表面パターンを示す図である。
【図８】ｐ偏光中の表面パターンを示す図である。
【図９】第３の回折構造を示す図である。
【図１０】第４の回折構造を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    薄層複合体／積層体
２    セキュリティ素子／表面素子
３    基材
４    カバー層
５    成形層
６    保護層
７    接着層
８    境界面
９    光学的有効構造
１０    透明部
１１    可視入射光
１２    表面パターン
１３    表面素子
１３    表面要素
１４    表面素子
１５    表面素子
１６    格子ベクトル
１７    レリーフベクトル
１８    境界線
１９    光源
２０    偏向フィルタ
２１    直線偏光
２７    円環部
２８    円環
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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