ハーフトーンイメージを備える回折セキュリティエレメント
【課題】ハーフトーンイメージ（２）を有する回折セキュリティエレメント（１）を提供すること。
【解決手段】回折セキュリティエレメント（１）は、透明エンボス層及び保護ラッカー層の間の合成層に組み込まれた反射層に回折構造を備える。ハーフトーンイメージ（２）は、少なくとも１次元の１ｍｍ未満のイメージエレメント（４）に分割され、各イメージエレメント（４）の表面は、背景領域（５）及びイメージエレメントパターン（６）に分割される。イメージエレメント（４）の位置（Ｐ）でのハーフトーンイメージ（２）の表面輝度は、イメージエレメント（４）の表面に対するイメージエレメントパターン（６）の割合により決まる。背景領域（５）は、光変更効果においてイメージエレメントパターン（６）と異なる第１回折構造体を備える。０．３ｍｍまでの幅のパターンストリップは、さらに、ハーフトーンイメージ（２）の表面に広がる。パターンストリップは、背景領域（５）及びイメージエレメントパターン（６）の表面の小さな割合を占め、ハーフトーンイメージ（２）に有色ストリップ（４３）を形成する。
【解決手段】回折セキュリティエレメント（１）は、透明エンボス層及び保護ラッカー層の間の合成層に組み込まれた反射層に回折構造を備える。ハーフトーンイメージ（２）は、少なくとも１次元の１ｍｍ未満のイメージエレメント（４）に分割され、各イメージエレメント（４）の表面は、背景領域（５）及びイメージエレメントパターン（６）に分割される。イメージエレメント（４）の位置（Ｐ）でのハーフトーンイメージ（２）の表面輝度は、イメージエレメント（４）の表面に対するイメージエレメントパターン（６）の割合により決まる。背景領域（５）は、光変更効果においてイメージエレメントパターン（６）と異なる第１回折構造体を備える。０．３ｍｍまでの幅のパターンストリップは、さらに、ハーフトーンイメージ（２）の表面に広がる。パターンストリップは、背景領域（５）及びイメージエレメントパターン（６）の表面の小さな割合を占め、ハーフトーンイメージ（２）に有色ストリップ（４３）を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の分類部分に記載のハーフトーンイメージを備える回折セキュリティエレメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなセキュリティエレメントは、ドキュメント、預金通帳、通行証及び身分証明書の認証、あらゆる種類の貴重品等に用いられており、それらは、容易に証明できるが、模倣することは難しい。一般的に、セキュリティエレメントは、被認証物に接着剤により固定されている。
【０００３】
回折イメージエレメントからモザイク状に構成されるグラフィック構造のセキュリティパターンが、ＥＰ−Ａ０１０５０９９に開示されている。セキュリティパターンを視認する人がその面でセキュリティパターンを傾けたとき及び/又は回転させたとき、セキュリティパターンはその外観を変える。
【０００４】
ＥＰ−Ａ０３３０７３８には、セキュリティパターンの構造で個々に又は並んで配列された０．３ｍｍ未満の回折表面部を有するセキュリティパターンが記載されている。特に、表面部は、０．３ｍｍより低い高さのテキスト文字を形成する。表面部の形状又は文字は、優れた拡大鏡を用いることによってのみ認識することができる。
【０００５】
セキュリティエレメントに配置されるピクセルからなる複数の回折セキュリティパターンが、ＥＰ―Ａ０３７５８３３に開示されている。これによれば、通常の読字距離で所定の方向において裸眼で各セキュリティパターンを見ることができる。各セキュリティパターンは、セキュリティエレメントにより予め決められたラスタ領域のピクセルに分割される。セキュリティエレメントのラスタ領域は、セキュリティパターンの数に応じて回折表面割合に再分割される。各ラスタ領域において、ラスタ領域に関連したセキュリティパターンのピクセルは、それらの所定の表面割合を占める。
【０００６】
ドイツ公開特許公報Ｎｏ１９５７４７５及びＣＨ６５３７５２には、光学回折効果を有するキノフォームを用いた極めて微細なリリーフ構造の更なる種類が開示されている。キノフォームのリリーフ構造では、光を所定の立体角で偏向させる。キノフォームに保存された情報がディスプレイスクリーン上で見ることができるのは、キノフォームに十分なコヒーレント光が照射された場合だけである。キノフォームは、白色光又は日光をキノフォームにより予め決められた立体角で散乱させるが、その角の外側では、キノフォームの表面は、ダークグレーのように見える。
【０００７】
回折セキュリティパターンは、対象物に適用されるように設計されたプラスチック材料の合成層に設けられている。米国特許公報Ｎｏ４８５６８５７には、合成層の種々の構成が記載されており、適切な材料もそこに記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一方、印刷手段により形成されたハーフトーンイメージが米国特許公報Ｎｏ６１９８５４５に開示されており、イメージエレメント及び文字を備えるハーフトーンイメージは、ピクセルからなる。この場合、他のホワイト画素背景のブラック要素が選択されるため、視認者は、３０ｃｍから１ｍの視認距離でハーフトーンイメージを見ると共に、より慎重に視認した場合にのみ近接距離又は拡大鏡でイメージエレメント又は文字を認識することができる。その画像合成技術は、従来よく知られているように、「アーティスティックスクリーニング」と称される。複写技術における継続的に進歩した解像度の結果として、アーティスティックスクリーニングを用いることなくハーフトーンイメージの良質のコピーを形成することは容易である。
【０００９】
本発明の目的は、ハーフトーンイメージを示し且つ模倣又は複製することが困難な回折セキュリティエレメントを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によると、特定の目的は、請求項１の特徴部分に記載された特徴により達成される。本発明の有益な構成は、従属項に記載されている。
【００１１】
本発明の考案は、少なくとも２つの異なる認識パターンを有する回折セキュリティエレメントを形成することである。この場合、一つのパターンは、複数のイメージエレメントパターンからなるハーフトーンイメージであり、３０ｃｍから１ｍの視認距離で視覚的に認識可能である。イメージエレメントパターンは、背景に配置され、例えば、画素であり、ハーフトーンイメージにおいて部分的な表面輝度により予め決められた背景の割合を局所的に覆う。背景面及びイメージエレメントパターンの表面は、ホログラム、回折格子、マット構造及び反射面等の光学能動素子である。この場合、イメージエレメントパターンの表面の光学能動素子と背景面の光学能動要素とは、回折又は反射特性の点で異なっている。ハーフトーンイメージのイメージエレメントパターンは、例えば、拡大鏡を用いて又は用いずに３０ｃｍ未満の読字距離で視認されることのみにより認識可能である。セキュリティエレメントの別の実施例では、幅２５μｍまでのパターンストリップは、更なるストリップとしてハーフトーンイメージの表面に広がる。直線又は曲線のパターンストリップは、例えば、組み紐飾りパターン及びピクトグラムパターン等の背景パターンを形成する。パターンストリップの表面において、ラインエレメントは背景に配置される。パターンストリップの単位長さあたりのラインエレメントの表面の割合は、パターンストリップが広がるイメージエレメントパターンの部分的な表面輝度により決まる。ラインエレメントの表面は、それらの光学能動素子に基づいて、背景の表面及び/又はイメージエレメントパターンの表面と異なる。イメージエレメントパターン及びラインパターンは、キャラクタ、線、波状及びフリーズ状のパターン、文字等からなる。ＥＰ−Ａ０１０５０９９及びＥＰ−Ａ０３３０７３８に記載のセキュリティエレメントを、本明細書の初めの部分に記載された回折セキュリティパターンに組み込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施例を詳細に説明し図面に示す。
【００１３】
図１は、回折セキュリティエレメント１、パターンエレメントのハーフトーンイメージ２、セキュリティエレメント１の拡大部分３、イメージエレメント４、背景エリア又は領域５、及びイメージエレメントパターン６を示す。ハーフトーンイメージ２のパターンエレメントは、表面部からモザイク形状に形成されたピクセル状のイメージエレメント４である。イメージエレメント４の表面部における極めて微細な表面構造では、セキュリティエレメント１への入射光は、照明及び視認方向に依存して変更される。光変更表面構造による表面部は、少なくとも背景領域５及びイメージエレメントパターン６を含む。表面構造には、光変更作用を強化するための反射層を設けることができる。
【００１４】
図１において、説明を簡略化するために、セキュリティエレメント１の表面は、座標軸X及びYを有する座標に対して配置されている。また、明瞭性に関する理由で、背景領域５の表面及びイメージエレメントパターン６の表面は、それぞれラスタイメージ又は白の非ラスタイメージで示されており、この場合、印刷技術により形成されたハーフトーンイメージの状況と異なり、背景領域５及びイメージエレメントパターン６は、それらの照明及び視認方向を特定せずに、それらの表面輝度を表示しない。
【００１５】
図１の拡大部分３に示すように、１つの実施例では、セキュリティエレメント１の表面は、少なくとも１次元で１ｍｍ未満の複数のイメージエレメント４に分割されており、イメージエレメント４は、例えば、四角形、三角形又は多角形の形状、又は、これらの表面の１つの等角写像である。イメージエレメント４の間の境界線は、説明の明瞭化のためだけに図示されている。各イメージエレメント４の表面は、少なくとも背景領域５と、該背景領域５に配置されたイメージエレメントパターン６とを備え、この場合、イメージエレメントパターン６は、連続的な表面部又は表面部の集まりからなる。
【００１６】
座標（XP；YP）を有するイメージエレメント６の表面におけるイメージエレメントパターン６の表面の割合は、好ましくは、隣接するイメージエレメント４に対応するハーフトーンイメージ２での位置の表面輝度及び／又は位置Ｐでの表面輝度の変化度を考慮して、座標（ＸP；YP）を有するイメージエレメント４に対応する位置Ｐでのハーフトーンイメージ２の表面輝度により決まる。
【００１７】
例えば、ハーフトーンイメージ２のオリジナルのイメージの位置Pでの大きな表面輝度に従って、座標（XP；YP）を備えるイメージエレメント４のイメージエレメントパターン６の表面の割合は大きい。背景領域５は、ハーフトーンイメージ２が形成されるように、できるだけ少量の光を観察方向へ偏向させると共に、全てのイメージエレメントパターン６は、所定の照明及び観察方向で同じ光変更作用を備える必要がある。
【００１８】
イメージエレメントパターン６の形状がイメージエレメント４の形状に類似している場合、イメージエレメント４のイメージエレメントパターン６の表面の割合を、０％から１００％の間の範囲とすることができる。「類似形状」とは、対応する角は同一であるが、寸法は異なっていることを意味する。例えば、星型のイメージエレメントパターン６の境界形状がイメージエレメント４の形状と異なっている場合、イメージエレメント４のイメージエレメントパターン６の表面の割合は、上端部で制限される。即ち、イメージエレメント４にはまだ背景領域５の割合がある。しかしながら、イメージエレメントにおけるイメージエレメントパターン６の必要な表面割合を得るために、好ましくは、表面割合に応じて、異なったサイズ又は細いストリップでも、イメージエレメントパターン６の境界形状において、各イメージエレメントのイメージエレメントパターン６を認識することができる。ハーフトーンイメージ２の表示は、イメージエレメント４でのイメージエレメントパターン６の表面割合に関する所定のステップを備えるスケールに基づいており、オリジナルのイメージの表面輝度は、そのスケールによりハーフトーンイメージに変換される。
【００１９】
一例として、ハーフトーンイメージ２のオリジナルのイメージは、折り重ねたストリップ８及びストリップ８の中心に配置された矢印９をベース面７に備える。ハーフトーンイメージ２の表面は、イメージエレメント４に分割されている。オリジナルイメージの表面輝度は、例えば、ベース面７、ストリップ８及び矢印９等のパターンエレメントに応じてイメージエレメント４に関連している。図１では、異なるラスタで示されたベース面７、矢印９及びストリップ８の視認面は、それらの表面輝度に基づいて、オリジナルのイメージのように異なる。視認者は、異なる表面輝度クラデーションによって、セキュリティエレメント１で少なくともオリジナルのイメージのハーフトーンイメージ２を認識する。比較的大きなイメージエレメント４により、ハーフトーンイメージ２を十分認識するために、セキュリティエレメント１は、約０．３ｍ以上の最短視認距離から視認される。視認者は、３０ｃｍ未満の読字距離から、肉眼又はシンプルな拡大鏡により所定のイメージエレメントパターン６を認識することができる。例えば、図１では、イメージエレメントパターン６は星型である。セキュリティエレメント１の他の構成では、隣接するイメージエレメントパターン６は異なる。イメージエレメントパターン６の粗ラスタは、３０ｃｍ未満の読字距離からのハーフトーンイメージ２の認識を妨げる。
【００２０】
ハーフトーンイメージ２の実施例では、イメージエレメントパターン６は、全てのイメージエレメント４に類似している。図１に示された例では、部分３において、低レベルの表面輝度を含む部分、ここでは、ベース面７では、イメージエレメント４の星型のイメージエレメントパターン６は小さく示されている。例えば、ベース面７と異なる表面輝度の段階的に高いレベルを備えるストリップ８の部分が表されている場合、それに応じてイメージエレメントパターン６の表面割合は、イメージエレメント４において大きくなる。背景領域５の表面及びイメージエレメントパターン６の表面の両方は、例えば、反射層を備える一般的な回折表面構造を有する。背景領域５は、例えば、方位角、空間周波数、断面形状、断面の深さ及び溝の曲率等の表面構造の少なくとも一つの構造パラメータにおいてイメージエレメントパターン６と異なり、又は、例えば、反射層の部分的な除去により、背景領域５の表面又はイメージエレメントパターン６表面が透明又はカラー層（例えば、白又は黒）により覆われた場合、背景領域５は、イメージエレメントパターン６と異なる。従って、背景領域５の表面は、それらの表面構造の光変更作用によりイメージエレメントパターン６の表面と異なる。ハーフトーンイメージの実施例において、表面構造は、背景領域５の表面及び／又はイメージエレメントパターン６の表面に座標（X；Y）に依存した他の構造パラメータを有する。
【００２１】
ハーフトーンイメージ２のその簡単な例以外で、特に、有名な人物の表示（例えば、ポートレイト）はハーフトーンイメージ２に適しており、イメージエレメント６は、例えば、その人物により書かれた連続テキストの文字及び/又は楽譜に作曲されたメロディのような表示された人物に関する参考資料を有益に有する。
【００２２】
図２に示す例では、各イメージエレメント４は、背景領域５の背景に対して単一の文字の形式でそれぞれのイメージエレメントパターン６を有する。イメージエレメントパターン６の文字がテキストに対応した順序を含むように、イメージエレメント４は互いに並んで配列されている。イメージエレメント４の領域において、ハーフトーンイメージ２により予め決められた文字の表面割合は、文字の厚さ及び／又は大きさを変更することにより得られる。ハーフトーンイメージ２に良い解像度を提供する場合、文字の厚さは、連続的又は段階的に変化する。図２には、それは、文字Ｓ、Ｅ及びＵの場合で示されている。文字を有するイメージエレメント４の寸法は、文字が近くから視認された場合、即ち、通常の読字距離で視認された場合に、それらの文字を読むことができるように小さくなっているが、上述の視認距離ではそれらの文字を読むことはできない。他の実施例では、イメージエレメント４は極めて小さく、文字又は記録を顕微鏡のみで認識することができる。以下、少なくとも２０倍の倍率のみで認識することができるテキストを「ナノテキスト」と称す。図２は、簡略図であり、図２には、イメージエレメント４の寸法は示されていない。図２は、例えば、原稿テキストのような連続の長方形を含むイメージエレメント４の例えば比例スクリプト又はナノテキストに適応された文字を示す。
【００２３】
図３は、セキュリティエレメント１の典型的な断面図を示す。セキュリティエレメント１は、ハーフトーンイメージ２（図１）を含む合成層１０の一部である。合成層１０は、少なくともエンボス層１１及び保護ラッカー層１２を有する。それら２つの層１１及び１２は、プラスチック材料からなり、それらの間に反射層１３を有する。他の実施例では、ポリカーボネート、ポリエチレン及びテレフタル酸エステル等の傷が付き難く、硬く、透明な保護層１４は、反射層１３と反対側のエンボス層１１の側面の全面を覆う。少なくともエンボス層１１及び保護ラッカー層１４は、入射光１５のために少なくとも部分的に透明である。保護ラッカー層１２又は反射層１３と反対側の保護ラッカー層１２側に配置された任意の粘着層１６は、セキュリティエレメント１を基板１７に結合するために設けられている。基板１７は、セキュリティエレメント１で認証される貴重品、書類、預金通帳等である。合成層１０の更なる構成は、例えば、上述のＵＳ Ｎｏ４８５６８５７に記載されている。その文献には、合成層１０の構成に適した材料及び反射層１３に適した材料についてまとめて記載されている。反射層１３は、アルミニウム、銀、金、クロム、銅、ニッケル、テルル等のクループからの金属の薄層形状であり、例えば、ＭｇＦ２、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２等の無機誘電体からなる薄層により形成されている。反射層１３を、異なる無機誘電体の複数の層部分又は金属及び誘電体層の組み合わせで構成することも可能である。反射層１３の厚さ及び反射層１３の材料の選択は、セキュリティエレメント１が純粋に反射するか否によって行われるものであり、上述したように表面部だけの透明部分、即ち、部分的な透明部分又は所定の透明度を備える透明部分によって行われるものである。特に、テルル反射層１３は、個々のセキュリティエレメント１の個性化に適しており、反射テルル層は、照射位置での合成層１０のプラスチック層を介した細いレーザビームの効果に基づき透明になると共に、合成層１０に損害を与えずに窓４６が形成される。そのように形成された透明窓４６は、例えば、個々のコードを形成する。同じ方法で、個々のハーフトーンイメージ２が形成される場合、反射層１３は、それぞれ背景領域５の表面又はイメージエレメントパターン６の表面において除去される。
【００２４】
ハーフトーンイメージ２の領域における反射層１３は、入射光１５を回折する極めて微細な表面構造を有する。背景領域５の表面は第１構造体１８に占められており、第２構造体１９はイメージエレメントパターン６の表面に形成されている。これらの構造体１８、１９は、回折格子、ホログラム、マット構造、キノフォーム、モスアイ構造及び反射面から形成されたグループから選択された回折表面構造を用いることにより形成される。反射面は、平坦な色消し反射ミラー面及び有色ミラーのように作用する回折格子を有する。これらの有色反射回折格子は、線状格子又は交差格子で構成されており、２３００本/ｍｍより大きい空間周波数ｆを有し、光学活性構造の深さＴに応じて、反射法則に基づいて選択的に入射光の有色成分を反射する。光学活性構造の深さＴの値が約５０ｎｍより小さいと、入射光は部分的に且つ無色に反射される。また、合成層１０の表面に平行な平坦なミラー面は、極めて微細な表面構造のグループを備える単一のリリーフ構造として結合され、平坦な色消し反射ミラー面が有する空間周波数及び構造の深さは、それぞれ空間周波数ｆ＝∞又は０及び構造の深さＴ＝０である。キノフォームは、上述のドイツ公開特許公報Ｎｏ１９５７４７５及びＣＨ６５３７８２に記載されている。
【００２５】
一例として、上述の表面構造の一つは、ハーフトーンイメージ２に設けられた全面に背景領域５として広がる。その次に、イメージエレメントパターン６の表面は、所定の色で覆われる。４５で示されたカラーアプリケーションは、インクジェットプリント又はインタリオプリントにより、例えば、合成層１０の自由面、イメージエレメントパターン６の表面に作用する。セキュリティエレメント１の最も簡単な構成は、複写機により形成されたセキュリティエレメント１のコピーがオリジナルとは明らかに異なるという利益をもたらす。他の構成では、背景領域５の表面及びイメージエレメントパターン６の表面におけるカラーアプリケーション４５は、それぞれエンボス層１１と反射層１３との間に直接設けられる。図３とは対象的に、カラーアプリケーション４５は、背景領域５の全面又はイメージエレメントパターン６の全面にそれぞれ広がる。同様に、上記したような反射面１３除去作業により形成された窓４６は、それぞれ背景領域５の全面及びイメージエレメントパターン６の全面を有する。
【００２６】
一例として、背景領域５の反射層１３は、平坦なミラー面形状又は有色ミラーのように機能する回折格子形状の反射面を第１構造体１８として有する。日光又は多色人工光による照明により、入射光１５は、入射角αで合成層１０に作用する。この場合、入射角αは、入射角１５の方向と合成層１０の表面に対する垂線２０の間で測定される。第１構造体１８で反射された光２１は、反射法則に応じて、垂線２０に対して測定され且つ入射角αと同一な反射角βで合成層１０から離れる。背景領域５が明るい印象を与えるのは、視認者が直接反射光２１に近接した立体角を見る場合のみであり、その場合、平坦なミラーが変化していない日光を反射し、一方、２３００本/ｍｍより大きい空間周波数ｆの回折格子が典型的な混合色を反射する。上述の合成層１０のハーフトーンイメージ２の他の方向では、背景領域５は、実質的に黒である。
【００２７】
従って、特に、入射光１５を吸収し、「モスアイ構造」により知られ、規則的に配置されたピン型のリリーフ構造エレメントがリリーフのベース面上におよそ２００ｎｍから５００ｎｍで突出するリリーフは、第１構造体１８に適している。リリーフ構造エレメントは、４００ｎｍ以下で互いに間隔をおいて配置されている。そのようなモスアイ構造を有する表面は、あらゆる方向から入射した光１５の２％未満を反射させ且つ視認者が見たときに黒色であると認識させる。
【００２８】
第２構造体１９は、イメージエレメントパターン１６に形成され、第２構造体１９は、実質的に、反射光２１の方向の外側に入射光１５を偏向させる。１００本/ｍｍから２３００本/ｍｍの範囲からの空間周波数ｆを備える線状回折格子の極めて微細なリリーフは、その条件を満たす。色消し回折格子のために、空間周波数ｆは、ｆ＝１００本/ｍｍからｆ＝２５０本/ｍｍの値の範囲から選択される。入射光１５を色に分割する回折格子は、ｆ＝５００本/ｍｍとｆ＝２０００本/ｍｍとの間の範囲からの空間周波数に関する好ましい値を有する。格子ベクトルＫ（図１）の方向は、方位角θ（図１）により座標軸X（図１）に対して規定される。線状回折格子に関する特別なケースは、曲がった溝により形成されるが、曲がった溝が平均して直線に続くように形成される。これらの回折格子は、視認者が視認できる限り広い範囲の方位角を有する。
【００２９】
入射光１５は、反射光の方向からの波長に応じて、第２構造体１９で回折され、マイナスの第１回折次数に光波２２、２３の形状及びプラスの第１回折次数に光波２４、２５の形状に偏向する。この場合、ブルーバイオレット光波２３、２４は、最小の回折角±εにより反射光２１の方向から回折する。それに応じて、より大きな波長の光波２２、２５は、より大きな回折角で偏向する。
【００３０】
図３において、入射光１５及び垂線２０は、図面の面と一致し且つ座標軸ｙに平行なある視認面を規定する。視認方向及び垂線２０が反射角βを含む場合、観察者の視認方向は、観察面に向いており、観察者の目は、反射背景領域５の反射光２１を受ける。
【００３１】
格子ベクトルＫが、この場合、回折面と同一の観察面に平行に向けられていると、回折格子は、最適に作用する。
【００３２】
その場合、回折光線２１乃至２４は、観察面にあり、視認方向に応じて、観察者の目に所定の色の印象を与える。格子ベクトルＫが観察面に存在しない場合、即ち、観察面に対して約±１０oの視認角内に存在しない場合、又は、光線２１乃至２４が視認方向ではない場合、第２構造体１９で散乱した少量の光を受けることにより、観察者は、回折格子の表面又はイメージエレメントパターン６の表面の色がダークグレーであると認識する。従って、ハーフトーンイメージ２の内容に対する構造パラメータに関する賢い選択では、回折格子の１つを背景領域５の第１構造体１８として用いることもできる。一方、後述するマット構造の１つを回折格子に重ね合わせた場合、イメージエレメントパターン６の視認角は増加する。
【００３３】
図３に示す例では、第２構造体１９の断面は、周期的な格子の対称的な鋸歯状をなしている。また、特に、直線の溝、曲がった溝又は円形又は別の形に曲がった溝を形成する、例えば、非対称的な鋸歯状の断面、矩形断面、正弦及び正弦状の断面等のような他の周知の断面の１つは、構造体１８、１９に適している。値がおよそ１．５の屈折率ｎを有するエンボス層１１の材料は、構造体１８、１９を満たすと共に、光学活性構造の深さＴの値は、形成された幾何学構造の深さのｎ倍である。構造体１８、１９に用いられる周期的な格子の光学活性構造の深さＴの値は、８０ｎｍから１０μｍの範囲である。この場合、技術的な理由で、大きな構造深さＴを備えるリリーフ構造は、空間周波数ｆに対して低い値を有する。
【００３４】
イメージエレメントパターン６の第２構造体１９が、入射光１５を合成層１０上のハーフスペースの大きな立体角領域に偏向させる必要がある場合、例えば、キノフォームのようなマット構造、等方又は非等方なマット構造等が有益である。イメージエレメントパターン６は、マット構造により決められた立体角内で全ての視認方向から光の面として見える。これらの極めて微細なリリーフのリリーフ構造エレメントは、回折格子のように規則的に配置されていない。マット構造の形態は、例えば、平均粗さ値Ｒａ、相関長Ｉｃ等の統計的なパラメータにより実施される。セキュリティエレメント１に適したマット構造の極めて微細なリリーフ構造エレメントは、平均粗さ値Ｒａに関して２０ｎｍから２５００ｎｍの範囲の値を有する。この値の範囲は、好ましくは、５０ｎｍから１０００ｎｍの間である。少なくとも一つの方向では、相関長Ｉcは、２００ｎｍから５００００ｎｍの範囲の値である。この値の範囲は、好ましくは、１０００ｎｍから１００００ｎｍである。極めて微細なリリーフ構造エレメントが方位角の優先方向を有していない場合は、マット構造は等方的であり、散乱光は、例えば視認認知度により予め決められた上限値より大きな強度により、均等に、全ての方位角方向において、マット構造の散乱能力により予め決められた立体角に分散される。立体角は、その先端が入射光１５により照明された合成層１０の一部である円錐をなしており、その軸は反射光２１の方向と一致する。積極的に散乱するマット構造は、弱く散乱するマット構造よりも大きな立体角で散乱光を分散する。一方、極めて微細なリリーフ構造エレメントが方位角で好ましい方向を有すると、非等方に入射光１５を散乱させる非等方のマット構造がある。この場合、非等方マット構造の散乱能力により予め決められた立体角は、大きな主軸がリリーフ構造エレメントの好ましい方向に直行する断面楕円形状を有する。非色消しの回折格子と反対に、散乱光の色がマット構造に入射した光１５に実質的に対応するように、マット構造は入射光１５を無色に散乱させる、即ち、その波長とは別に散乱させる。観察者のために、マット構造の表面は、日光の照射時に高いレベルの表面輝度を有し、白い紙のように、マット構造の方位角の方向とは実質的に独立して見える。
【００３５】
図４は、エンボス層１１と保護ラッカー層１２との間に第２構造体１９として設けられたマット構造の一例を示す断面図である。回折格子の構造の深さＴ（図３）に応じて、マット構造の断面は平均粗さ値Ｒａであるが、マット構造の極めて微細なリリーフ構造の間には平均粗さ値Ｒａの約１０倍までの高さＨに大きな違いがある。従って、形成作業に重要なマット構造の高さの違いＨは、周期的な回折格子に関する構造の深さＴに対応する。マット構造の高さの違いＨの値の範囲は、構造の深さＴに関して上記した範囲である。
【００３６】
特別な実施として、マット構造は、「弱作用回折格子」に重ね合わされる。弱作用回折格子は、６０ｎｍから７０ｎｍの間の小さな構造の深さＴにより、低い回折効率を有する。この使用のためには、空間周波数の値の範囲は、f＝８００本/ｍｍから１０００本/ｍｍの間であることが好ましい。
【００３７】
０．５μｍから３μｍの周期を含み且つスパイラル形状又は円形の溝を備える円形の回折格子を、イメージエレメントパターン６に用いることができる。視認角を増加させる回折構造は、以下に、「回折散乱体」と略称する。従って、「回折散乱体」は、等方及び非等方マット構造、キノフォーム、０．５μｍから３μｍの溝間隔の円形の溝を備える回折格子及び弱作用回折格子に重ね合わされたマット構造のグループからの構造を示す。
【００３８】
図３に戻り、第１の構成において、ハーフトーンイメージ２（図１）は静止イメージであり、即ち、所定の視認距離で白色入射光１５の照明による通常の観察条件に基づく空間的定位に関する広範囲では、ハーフトーンイメージ２は変わらない。観察者は、精密検査のみによって、ハーフトーンイメージがイメージエレメント４（図１）に分割されイメージエレメントパターン６が所定の形状を有すると判断することができる。背景領域５の第１構造体１８は、入射光１５を反射又は吸収する。イメージエレメントパターン６の第２構造体１９は、回折散乱体の一つである。第２構造体１９は、イメージエレメントパターン６が回折散乱体により予め決められた大きな立体角で見えるように、入射光１５を散乱又は回折する。白色光１５によるセキュリティエレメント１の照明により、観察者は、グレースケールで上記視認距離に配置されたハーフトーンイメージ２を視認すると共に、観察者は、高レベルな表面輝度でのイメージエレメントパターン６の大きな表面割合を備えるイメージエレメント４及びより高レベルな表面輝度でイメージエレメントパターン６の小さな表面割合を備えるイメージエレメント４を知覚する。ハーフトーンイメージ２の視認性は、実質的に白黒で紙に印刷されたハーフトーンイメージ２のように機能する。しかしながら、視認方向が散乱又は回折光の立体角の外側であると、ハーフトーンイメージ２の認識は難しく又は認識できない、又は、ハーフトーンイメージのコントラスト反転が発生する。第１構造体１８が反射特性を有すると、ハーフトーンイメージ２が反射光２１の方向と反対に正確に視認できるようにセキュリティエレメント１が正確に配置される場合、コントラストは変換する。セキュリティエレメント１を傾ける前の光であるイメージエレメント４は、反射光２１でより明るい光である前の暗いイメージエレメント４より暗く、逆の場合も同じである。セキュリティエレメント１の傾斜動作は、観察面に直交し且つセキュリティエレメント１の面に平行な軸に成立する。
【００３９】
表１に要約された第１及び第２構造体１８、１９の組み合わせは、ハーフトーンイメージ２の表示に好ましい。
【００４０】
第２の構成では、セキュリティエレメント１が垂線２０に平行な軸についての回転角を介して傾く又は回転した場合、ハーフトーンイメージ２のコントラストが変わるように、構造体１８、１９は選択される。従って、セキュリティエレメント１の第１実施例と比較して、コントラスト反転を容易に観察することができる。背景領域５の第１構造体１８は、回折ベクトルＫが方位角θ=０°（図１）、即ち、座標軸Ｘの方向である、例えば、線状回折格子である。イメージエレメントパターン６は、回折散乱体の１つで占められる。第１構造体１８の回折ベクトルＫが実質的に観察面に平行に配置され且つ観察者の視認方向が光線２１乃至２５の１つの方向に向けられた場合以外は、観察者は、垂線２０についてセキュリティエレメント１を回転させ、５０ｃｍ以上の視認距離で配置されたハーフトーンイメージ２をグレースケールで視認する。座標軸Ｘに平行な軸について向けられたセキュリティエレメント１の傾きにより、コントラスト反転のハーフトーンイメージ２は、観察者の目に偏向した回折光線２２乃至２５に応じてその色を変える。ハーフトーンイメージ２は、回折次数の回折光線２２乃至２５により占められていない角度領域においてグレースケールモードで認識可能である。
【００４１】
セキュリティエレメント１の第３実施例では、両領域、背景領域５及びイメージエレメントパターン６は、入射光１５を色に分割し、格子ベクトルＫの方位角θに関してのみ異なる回折格子の構造１８、１９を有する。イメージエレメントパターン６の回折格子のための格子ベクトルＫは、座標軸ｙと平行に向けられており、即ち、それぞれ方位角θ＝９０°及び２７０°である。背景領域５の回折格子のための格子ベクトルＫは、方位角に関して、イメージエレメントパターン６における格子ベクトルＫと異なっており、例えば、それぞれ方位角θ＝０°及び１８０°である。座標軸ｙ及び第１構造体１８の格子ベクトルＫを含む回折面に平行な視認方向を有する観察者は、オリジナルのイメージに対比して回折色の一つにおいて上記視認距離でハーフトーンイメージ２を視認する。即ち、観察者は、背景領域５の散乱光よりも明るい第２構造体を備えるイメージエレメント６のライトアップ表面を見る。背景領域５の第１構造体１８の格子ベクトルＫは、観察面と平行に向けられ、これにより、背景領域５は明るくなると共に、合成層１０の回転中、それぞれ回転角α９０°及び２７０°で再生するように、コントラストは、ハーフトーンイメージ２において消える。観察者は、ハーフトーンイメージ２を逆コントラスト及び同じ色の条件で視認可能である。また、第１及び第２構造体１８、１９の空間周波数ｆが、例えば、１５％から２５％で異なると、回転により、単にハーフトーンイメージ２のコントラストだけではなく色も変わる。回折次数の回折光線２２、２３、２４、２５の外側の視認角で、ハーフトーンイメージ２は、コントラスト不足により認識不可能である。
【００４２】
第１及び/又は第２構造体１８、１９の空間周波数ｆが位置に依存して選択されると、ハーフトーンイメージ２は、所定の傾斜角で、例えば、オリジナルのイメージの色に対応するカラーイメージを示す。
【００４３】
図１の第２及び第３実施例の変形例では、背景領域５の第１構造体１８（図３）は、回折ベクトルＫの異なる方向を含む。即ち、セキュリティエレメント１の濃いコントラストのイメージにおいて少ない方位角範囲で合成層１０の回転中、回折ベクトルＫが観察面と厳密に平行であるこれらの構造体１８の表面が色づくように、方位角θの範囲は、−８０°≦θ≦８０°である。
【００４４】
図１の他の好ましい実施形態では、平行に向けられた格子ベクトルＫを備える回折格子が配列されるように、線状回折格子は、イメージエレメント４に並んで背景領域５に形成される。しかしながら、１つの列の格子ベクトルＫの方位角θは、イメージエレメント４の２つの隣接する列における背景領域５の格子ベクトルＫの方位角θと異なっている。例えば、所定の方位角値を有する３つの列Ａ、Ｂ、Ｃがある。イメージエレメントパターン６の格子ベクトルＫの場合のように、背景領域５の格子ベクトルＫは座標軸ｙと平行に向けられていない。従って、ハーフトーンイメージ２の座標軸ｙが観察面にあると、観察者は、正確なコントラストでハーフトーンイメージ２を視認する。イメージエレメントパターン６は明るく、背景領域５は暗い。垂線２０（図３）についての回転により、図１に示すように、合成層１０（図１）が同一の照明及び観察状況に基づき視認されると、セキュリティエレメント１はその外観を変える。列Ａ、Ｂ及びＣにおいて、回折ベクトルＫが観察面と厳密に平行である背景領域５が色づく場合、ハーフトン２イメージ２が、濃いコントラストの少ないイメージになる。
【００４５】
図５は、回転角δでの回転後の図１の部分３を示す。ハーフトーンイメージ２（図１）は、特定の視認距離で濃いコントラストの少ない表面として見える。背景領域５を備えるイメージエレメント４（図１）のＡ列２６により形成された明るく照らされたストリップは、ハーフトーンイメージ２の上に配置されており、回折ベクトルＫ（図１）は、回転角δで、合成層１０の面の観察面のトレース２７と平行に向けられている。
【００４６】
図６は、角度δ１での図１の部分３を示し、Ｂ列２８において背景領域５の格子ベクトルＫ（図１）がトレース２７と平行に向けられると、Ｂ列２８の背景領域５は直ちに明るくなる。Ａ列２６の背景領域５は、Ａ列２６の格子ベクトルＫが観察面から回転すると共にセキュリティエレメント１のコントラストの少ない暗い表面の一部を形成する。図７でも、同じ理由で、回転角δ２で、Ｃ列２８の背景領域５は明るく、これらの他の列２６、２８、２９は暗い。即ち、連続のＡＢＣ等の列２６、２８、２９が循環的に繰り返しセキュリティエレメント１（図１）に配置され、その後、セキュリティエレメント１の回転により、背景領域５で用いられる第１構造体１８（図３）の空間周波数ｆに依存して明るく色づいたストリップが、それぞれ回転角δ＝１８０°及び０°までセキュリティエレメント１の表面に続くと、イメージエレメントパターン６の第２構造体１９（図３）の回折ベクトルＫ（図１）及び座標軸ｙは、トレース２７と平行に配置されると共に、ハーフトーンイメージ２は、再び着色ストリップなしで視認可能になる。
【００４７】
第２構造体１９が回折散乱体の一つであると、ハーフトーンイメージ２は、回転角δと実質的に関係なく見える。この場合、セキュリティエレメント１の回転により、列２６、２８、２９の着色ストリップは、ハーフトーンイメージ２を移動するように見える。
【００４８】
読字距離より小さい距離で視認した場合、イメージエレメント４の列２６、２８、２９は分割され、背景領域５及びイメージエレメントパターン６（図１）は、それぞれ上述のように同じ状況のもとで認識可能である。
【００４９】
図８では、ハーフトーンイメージ２は、境界線３０で区切られたストリップ８がベース面７に配置された旗状の領域を有する。拡大部分３に見えるイメージエレメント４は、ベース面７よりもストリップ８のためのイメージエレメントパターン６の大きな表面割合を有する。イメージエレメントパターン６の表面は、回折散乱体の一つにより占められており、背景領域５の表面は、回折構造体の一つにより占められている。第１構造体１８（図３）が同一の空間周波数ｆ及び互いに平行な格子ベクトルＫ（図１）、即ち、それぞれ、同じ方位角θ≠９０°及び２７０°（図１）を含む背景領域５は、イメージエレメント４のシンプルな直線ストリップ２６（図７）、２８（図７）、２９（図７）に配置されていないが、これらの背景領域５を備えるイメージエレメント４が、所定の視認角で視認可能な少なくとも１つの小さなイメージ３１を形成するように配置されている。図８では、例えば、小さなイメージ３１乃至３５は、円形のリングセグメントを示す。小さなイメージ３１乃至３５は、空間周波数ｆ及び格子ベクトルＫ（図１）の方位角θ（図１）に関する値により区別される。これらの値は、背景領域５の第１構造体１８に用いられる。小さなイメージ３１乃至３５に用いられていない背景領域５は、例えば、反射面又はモスアイ構造を有する。観察者は、特定の視認距離で、回転角δ（図５）に関わりなくグレートーンでハーフトーンイメージ２を見る。観察者は、セキュリティエレメント１の回転により格子ベクトルが観察面に不規則に生じるこれらの小さなイメージ３１、３２、３３、３４、３５をセキュリティエレメント１の面（図１）で認識する。この場合、視認可能な小さなイメージ３１乃至３５の色は、空間周波数ｆ及びセキュリティエレメント１の傾斜角で決まる。
【００５０】
例えば、セキュリティエレメント１が垂線２０について回転すると、小さなイメージ３１乃至３５の１つ以上が所定の順番で明るくなり、連鎖印象を生み出す。即ち、垂線２０（図３）についての回転により、視認可能な小さなイメージ３１乃至３５の位置は、セキュリティエレメント１の表面を移動する。座標軸Ｘについての傾斜により、視認可能な小さなイメージ３１乃至３５の色は変わる。実施例において、これらの複数の小さなイメージ３１乃至３５が配置されているため、ここでは符号３１及び３２で示されたいくつかの小さなイメージは、回転角δ及び傾斜角により決められたセキュリティエレメント１の方向で、所定の文字を形成する。即ち、小さなイメージ３１乃至３５は、有益に、セキュリティエレメント１の所定の方向を空間で構築する。
【００５１】
小さなイメージ３１乃至３５は、シンプルな文字に限定されず、実施例では、小さなイメージ３１乃至３５を、例えば、ハーフトーンイメージ２の縮小コピー又は線及び/又は面素からなるグラフィック表示のようなピクセルに基づくイメージで構成することもできる。
【００５２】
ハーフトーンイメージ２の別の実施例では、例えば小さなイメージ３１の背景領域５は、第１構造体として、空間周波数f≧２３００本/ｍｍを含む反射交差格子を有する。観察者が、反射光２１（図３）を直視し、小さなイメージ３１を高い周波数の回折格子の特性を示す混合色で認識した場合、又は、観察者が、大きな回折角ε（図３）を考慮して、対応する傾斜角で小さなイメージ３１を視認し、小さなイメージ３１をセキュリティエレメント１の暗いい領域に対して明るいブルーグリーン色で認識した場合のみ、観察者は、小さなイメージ３１を視認することができる。
【００５３】
他の実施例では、背景領域５は、入射光１５を色に分割する方位角θ＝０°を備える回折格子を有する。回折散乱体は、イメージエレメントパターン６に仕上られる。ハーフトーンイメージ２は、回転角δ＝９０°及び２７０°で、逆コントラストの色の輝度段階及びこれらの回転角の外側でオリジナルイメージのコントラストのグレースケールで視認可能である。
【００５４】
別の実施例では、第１構造体１８としての背景領域５は、方位角θ＝０°、座標軸ｙと平行に配置された溝を備える非対称の回折格子を有する。イメージエレメントパターン６は、同一の非対称回折格子により占められているが、第２構造体１９の格子ベクトルKは、第１構造体１８の格子ベクトルKと反対、即ち、方位角の値θ＝１８０°に向けられている。ハーフトーンイメージ２は、空間周波数ｆ及び観察状況に依存した色で、又は、色消し非対称回折格子の場合、入射光１５（図３）の色で、回転角δがδ＝０°及び１８０°のときのみに視認可能である。この場合、１８０°の回転後、ハーフトーンイメージ２のコントラストはそれぞれ逆転する。これらの２つの回転角の外側で、ハーフトーンイメージ２のコントラストは消える。
【００５５】
表２は、背景領域５及びイメージエレメントパターン６の回折構造体の組み合わせを表しており、所定の回転角の値δでの色彩効果を備えるコントラストの反転又はコントラストの損失を含む。
【００５６】
図９は、イメージエレメント４の他の実施例を示す。イメージエレメントパターン６は、ストリップ形状をなしており、パターンの輪郭を示す。ここでは、星型である。ストリップ形状のイメージエレメントパターン６が閉まっている場合、背景領域５は少なくとも２つの表面部に分割される。イメージエレメント４におけるイメージエレメントパターン６の表面割合は、イメージエレメント６の幅により決まる。ハーフトーンイメージ２（図８）がイメージエレメント４及び背景領域５の過剰の一定配置により輝度の不要な変調を含まないように、隣接するイメージエレメント４のイメージエレメントパターン６は、例えば、座標系ｘ、ｙに対する方向に応じて異なる。観察距離で、観察者は、イメージエレメント４に配置されたイメージエレメントパターン６に分割するハーフトーンイメージ２を読字距離のみで見る。
【００５７】
セキュリティエレメント１の他の実施例では、図９の拡大部分３に示すように、パターンストリップ３６は、ハーフトーンイメージ２の表面に配置され、パターンストリップ３６は、少なくともハーフトーンイメージ２の表面の一部に広がる。パターンストリップ３６の幅Ｂの値の範囲は、１５μｍから３００μｍの間である。簡略化のために、図９は、互いに平行なパターンストリップ３６を示し、それらは、部分３から分かるように、例えば、ギリシャ風の装飾のような表面ストリップ４０からなるラインパターンを有する。他の実施例では、パターンストリップ３６のラインパターンは、文字がパターンストリップ３６の幅Ｂより小さい文字高さを有するナノテキストの形状である。ラインパターンの他の実施例は、シンプルな直線又は曲線、連続のピクトグラム等を含む。また、シンプルな直線又は曲線エレメントの配置は、単独又は装飾及び／又はナノテキスト及び／又はピクトグラムの組み合わせでラインパターンを形成する。ラインパターンの表面は、回折パターン構造体３７により占められ、その線幅の値の範囲は、５μｍから５０μｍの間である。第１及び第２構造体１８（図３）、１９（図３）により形成されたハーフトーンイメージ２が著しく乱されないように、ラインパターンは、背景領域５及び又はイメージエレメントパターン６をパターンストリップ３６の表面内で部分的に覆う。パターン構造体３７は、少なくとも１つの構造パラメータにおいて第１及び第２構造体１８、１９で異なる。好ましくは、入射光１５（図３）を色に分割し、８００本／ｍｍから２０００本／ｍｍの空間周波数ｆを含む回折格子は、ミクロ構造体３７に適している。第１及び／又は第２構造体１８、１９が回折散乱体により占められていない場合、回折散乱体は、また、パターン構造体３７に適している。パターンストリップ３６の実施例では、少なくとも、構造パラメータ、空間周波数ｆ及び/又はパターン構造３７の格子ベクトルの方位角方向は、位置に依存して選択され、即ち、特定の構造パラメータは、座標（ｘ，ｙ）の関数である。
【００５８】
図１０は、パターンストリップ３６を備えるイメージエレメント４を詳細に示す。パターンストリップ３６は、背景領域５及びイメージエレメントパターン６に広がる。一例として、簡略化のために、接続部により接続されたリム３８、３９を備えるＵ字形状に示されている。表面輝度は、パターンストリップ３６のラインパターンの表面割合によりイメージエレメント６内で制御される。図１０に示すように、表面輝度は、パターンストリップ３６のラインパターンの表面ストリップ４０の幅の増大により、イメージエレメントパターン６内で変化する。左側リム３８のイメージエレメントパターン６の表面輝度は、接続部分と比べて表面ストリップ４０の幅の増大に基づき減少する。接続部分の輝度に関して、例えば、右側のリム３９のイメージエレメントパターン６の輝度の増加のために、表面ストリップ４０の幅を減らす。効果的にするために、回折格子は、表面ストリップ４０において少なくとも３つ乃至５つの溝を有する必要があると共に、表面ストリップ４０の線幅の大きさは、空間周波数ｆ及び格子ベクトルＫ（図１）の方向に依存した最小値より小さくないかもしれない。より大きな領域がイメージエレメントパターン６の輝度の増加に寄与するように、イメージエレメントパターン６の輝度の増加により、表面ストリップ４０は小さなスポット４１に分割される。同じことが背景領域５の変更、例えば、領域４２に適応される。
【００５９】
図９に示すイメージエレメント４の実施例では、例えば、背景領域５の表面ストリップ４０の線幅は、ハーフトーンイメージ２の全面と同じであると同時に、イメージエレメントパターン６の表面輝度は、パターンストリップ３６の表面ストリップ４０の線幅によりハーフトーンイメージ２のオリジナルイメージに応じて制御される。表面ストリップ４０（図１０）及びスポット４１（図１０）の小さな寸法は、例えば、拡大鏡、顕微鏡等なしでは観察者の目により認識されないと同時に、イメージエレメントパターン６の表面輝度は、第２構造体１９（図３）の残りの面に比例する。
【００６０】
パターンストリップ３６がナノテキストの文字を含むと、図２に示したように、表面輝度の制御は、例えば、文字の厚さを増加又は減少、又は、文字間隔を増加させることにより行われる。
【００６１】
図１０の構成とは関係なく、観察者の目は、３０ｃｍ未満の通常の読字距離及び適切な観察状況でさえ、パターンストリップ３６をシンプルな光ラインとして認識すると共に、パターンストリップ３６のパターンを、拡大鏡又は顕微鏡によってのみ認識する。傾斜及び/又は回転により、パターンストリップ３６は、観察者の視点から、それらの色の変更し及び/又は明るくなり又は再び消える。パターン構造体３７（図９）の構造パラメータに関する適切な選択では、日光により照明され且つ特定の視認距離に配置されたハーフトーンイメージ２は、傾斜又は回転による複数のパターンストリップ３６により形成された虹色の有色ストリップ４３（図１）を有し、ストリップ４３は、色を変え及び/又はセキュリティエレメント１の表面を移動するように見える。
【００６２】
実施例では、ハーフトーンイメージ２は、ハーフトーンイメージ２から独立した回折格子により占められた表面エレメント４４からなるモザイクの一部であり、表面エレメント４４は、上記ＥＰ−Ａ０１０５０９９に応じて光学効果を分散する。特に、実施例では、パターンストリップ３６は、ハーフトーンイメージ２に広がる表面エレメント４４からなるモザイク部分である。
【００６３】
表３は、背景領域５、イメージエレメントパターン６及びパターンストリップ３６の構造体１８（図３）、１９（図３）及び３７の好ましい組み合わせを表す。
【００６４】
ここで記載された様々な実施例の特徴を組み合わせることは可能である。特に、「背景領域５」及び「イメージエレメントパターン６」又は「第１構造体１８」及び「第２構造体１９」は交換可能である。
【表１】
【表２】
【表３】
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】拡大部分を有するセキュリティエレメントを示す図である。
【図２】イメージエレメントにおけるイメージエレメントパターンとしての文字を示す図である。
【図３】セキュリティエレメントの断面図である。
【図４】マット構造を示す図である。
【図５】回転角δでの拡大部分を示す図である。
【図６】回転角δ１での拡大部分を示す図である。
【図７】回転角δ２での拡大部分を示す図である。
【図８】セキュリティエレメントにおける小さいサイズのイメージを示す図である。
【図９】イメージエレメントにおける詳細な構造を示す図である。
【図１０】パターンストリップを備える輝度制御を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の分類部分に記載のハーフトーンイメージを備える回折セキュリティエレメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなセキュリティエレメントは、ドキュメント、預金通帳、通行証及び身分証明書の認証、あらゆる種類の貴重品等に用いられており、それらは、容易に証明できるが、模倣することは難しい。一般的に、セキュリティエレメントは、被認証物に接着剤により固定されている。
【０００３】
回折イメージエレメントからモザイク状に構成されるグラフィック構造のセキュリティパターンが、ＥＰ−Ａ０１０５０９９に開示されている。セキュリティパターンを視認する人がその面でセキュリティパターンを傾けたとき及び/又は回転させたとき、セキュリティパターンはその外観を変える。
【０００４】
ＥＰ−Ａ０３３０７３８には、セキュリティパターンの構造で個々に又は並んで配列された０．３ｍｍ未満の回折表面部を有するセキュリティパターンが記載されている。特に、表面部は、０．３ｍｍより低い高さのテキスト文字を形成する。表面部の形状又は文字は、優れた拡大鏡を用いることによってのみ認識することができる。
【０００５】
セキュリティエレメントに配置されるピクセルからなる複数の回折セキュリティパターンが、ＥＰ―Ａ０３７５８３３に開示されている。これによれば、通常の読字距離で所定の方向において裸眼で各セキュリティパターンを見ることができる。各セキュリティパターンは、セキュリティエレメントにより予め決められたラスタ領域のピクセルに分割される。セキュリティエレメントのラスタ領域は、セキュリティパターンの数に応じて回折表面割合に再分割される。各ラスタ領域において、ラスタ領域に関連したセキュリティパターンのピクセルは、それらの所定の表面割合を占める。
【０００６】
ドイツ公開特許公報Ｎｏ１９５７４７５及びＣＨ６５３７５２には、光学回折効果を有するキノフォームを用いた極めて微細なリリーフ構造の更なる種類が開示されている。キノフォームのリリーフ構造では、光を所定の立体角で偏向させる。キノフォームに保存された情報がディスプレイスクリーン上で見ることができるのは、キノフォームに十分なコヒーレント光が照射された場合だけである。キノフォームは、白色光又は日光をキノフォームにより予め決められた立体角で散乱させるが、その角の外側では、キノフォームの表面は、ダークグレーのように見える。
【０００７】
回折セキュリティパターンは、対象物に適用されるように設計されたプラスチック材料の合成層に設けられている。米国特許公報Ｎｏ４８５６８５７には、合成層の種々の構成が記載されており、適切な材料もそこに記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一方、印刷手段により形成されたハーフトーンイメージが米国特許公報Ｎｏ６１９８５４５に開示されており、イメージエレメント及び文字を備えるハーフトーンイメージは、ピクセルからなる。この場合、他のホワイト画素背景のブラック要素が選択されるため、視認者は、３０ｃｍから１ｍの視認距離でハーフトーンイメージを見ると共に、より慎重に視認した場合にのみ近接距離又は拡大鏡でイメージエレメント又は文字を認識することができる。その画像合成技術は、従来よく知られているように、「アーティスティックスクリーニング」と称される。複写技術における継続的に進歩した解像度の結果として、アーティスティックスクリーニングを用いることなくハーフトーンイメージの良質のコピーを形成することは容易である。
【０００９】
本発明の目的は、ハーフトーンイメージを示し且つ模倣又は複製することが困難な回折セキュリティエレメントを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によると、特定の目的は、請求項１の特徴部分に記載された特徴により達成される。本発明の有益な構成は、従属項に記載されている。
【００１１】
本発明の考案は、少なくとも２つの異なる認識パターンを有する回折セキュリティエレメントを形成することである。この場合、一つのパターンは、複数のイメージエレメントパターンからなるハーフトーンイメージであり、３０ｃｍから１ｍの視認距離で視覚的に認識可能である。イメージエレメントパターンは、背景に配置され、例えば、画素であり、ハーフトーンイメージにおいて部分的な表面輝度により予め決められた背景の割合を局所的に覆う。背景面及びイメージエレメントパターンの表面は、ホログラム、回折格子、マット構造及び反射面等の光学能動素子である。この場合、イメージエレメントパターンの表面の光学能動素子と背景面の光学能動要素とは、回折又は反射特性の点で異なっている。ハーフトーンイメージのイメージエレメントパターンは、例えば、拡大鏡を用いて又は用いずに３０ｃｍ未満の読字距離で視認されることのみにより認識可能である。セキュリティエレメントの別の実施例では、幅２５μｍまでのパターンストリップは、更なるストリップとしてハーフトーンイメージの表面に広がる。直線又は曲線のパターンストリップは、例えば、組み紐飾りパターン及びピクトグラムパターン等の背景パターンを形成する。パターンストリップの表面において、ラインエレメントは背景に配置される。パターンストリップの単位長さあたりのラインエレメントの表面の割合は、パターンストリップが広がるイメージエレメントパターンの部分的な表面輝度により決まる。ラインエレメントの表面は、それらの光学能動素子に基づいて、背景の表面及び/又はイメージエレメントパターンの表面と異なる。イメージエレメントパターン及びラインパターンは、キャラクタ、線、波状及びフリーズ状のパターン、文字等からなる。ＥＰ−Ａ０１０５０９９及びＥＰ−Ａ０３３０７３８に記載のセキュリティエレメントを、本明細書の初めの部分に記載された回折セキュリティパターンに組み込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施例を詳細に説明し図面に示す。
【００１３】
図１は、回折セキュリティエレメント１、パターンエレメントのハーフトーンイメージ２、セキュリティエレメント１の拡大部分３、イメージエレメント４、背景エリア又は領域５、及びイメージエレメントパターン６を示す。ハーフトーンイメージ２のパターンエレメントは、表面部からモザイク形状に形成されたピクセル状のイメージエレメント４である。イメージエレメント４の表面部における極めて微細な表面構造では、セキュリティエレメント１への入射光は、照明及び視認方向に依存して変更される。光変更表面構造による表面部は、少なくとも背景領域５及びイメージエレメントパターン６を含む。表面構造には、光変更作用を強化するための反射層を設けることができる。
【００１４】
図１において、説明を簡略化するために、セキュリティエレメント１の表面は、座標軸X及びYを有する座標に対して配置されている。また、明瞭性に関する理由で、背景領域５の表面及びイメージエレメントパターン６の表面は、それぞれラスタイメージ又は白の非ラスタイメージで示されており、この場合、印刷技術により形成されたハーフトーンイメージの状況と異なり、背景領域５及びイメージエレメントパターン６は、それらの照明及び視認方向を特定せずに、それらの表面輝度を表示しない。
【００１５】
図１の拡大部分３に示すように、１つの実施例では、セキュリティエレメント１の表面は、少なくとも１次元で１ｍｍ未満の複数のイメージエレメント４に分割されており、イメージエレメント４は、例えば、四角形、三角形又は多角形の形状、又は、これらの表面の１つの等角写像である。イメージエレメント４の間の境界線は、説明の明瞭化のためだけに図示されている。各イメージエレメント４の表面は、少なくとも背景領域５と、該背景領域５に配置されたイメージエレメントパターン６とを備え、この場合、イメージエレメントパターン６は、連続的な表面部又は表面部の集まりからなる。
【００１６】
座標（XP；YP）を有するイメージエレメント６の表面におけるイメージエレメントパターン６の表面の割合は、好ましくは、隣接するイメージエレメント４に対応するハーフトーンイメージ２での位置の表面輝度及び／又は位置Ｐでの表面輝度の変化度を考慮して、座標（ＸP；YP）を有するイメージエレメント４に対応する位置Ｐでのハーフトーンイメージ２の表面輝度により決まる。
【００１７】
例えば、ハーフトーンイメージ２のオリジナルのイメージの位置Pでの大きな表面輝度に従って、座標（XP；YP）を備えるイメージエレメント４のイメージエレメントパターン６の表面の割合は大きい。背景領域５は、ハーフトーンイメージ２が形成されるように、できるだけ少量の光を観察方向へ偏向させると共に、全てのイメージエレメントパターン６は、所定の照明及び観察方向で同じ光変更作用を備える必要がある。
【００１８】
イメージエレメントパターン６の形状がイメージエレメント４の形状に類似している場合、イメージエレメント４のイメージエレメントパターン６の表面の割合を、０％から１００％の間の範囲とすることができる。「類似形状」とは、対応する角は同一であるが、寸法は異なっていることを意味する。例えば、星型のイメージエレメントパターン６の境界形状がイメージエレメント４の形状と異なっている場合、イメージエレメント４のイメージエレメントパターン６の表面の割合は、上端部で制限される。即ち、イメージエレメント４にはまだ背景領域５の割合がある。しかしながら、イメージエレメントにおけるイメージエレメントパターン６の必要な表面割合を得るために、好ましくは、表面割合に応じて、異なったサイズ又は細いストリップでも、イメージエレメントパターン６の境界形状において、各イメージエレメントのイメージエレメントパターン６を認識することができる。ハーフトーンイメージ２の表示は、イメージエレメント４でのイメージエレメントパターン６の表面割合に関する所定のステップを備えるスケールに基づいており、オリジナルのイメージの表面輝度は、そのスケールによりハーフトーンイメージに変換される。
【００１９】
一例として、ハーフトーンイメージ２のオリジナルのイメージは、折り重ねたストリップ８及びストリップ８の中心に配置された矢印９をベース面７に備える。ハーフトーンイメージ２の表面は、イメージエレメント４に分割されている。オリジナルイメージの表面輝度は、例えば、ベース面７、ストリップ８及び矢印９等のパターンエレメントに応じてイメージエレメント４に関連している。図１では、異なるラスタで示されたベース面７、矢印９及びストリップ８の視認面は、それらの表面輝度に基づいて、オリジナルのイメージのように異なる。視認者は、異なる表面輝度クラデーションによって、セキュリティエレメント１で少なくともオリジナルのイメージのハーフトーンイメージ２を認識する。比較的大きなイメージエレメント４により、ハーフトーンイメージ２を十分認識するために、セキュリティエレメント１は、約０．３ｍ以上の最短視認距離から視認される。視認者は、３０ｃｍ未満の読字距離から、肉眼又はシンプルな拡大鏡により所定のイメージエレメントパターン６を認識することができる。例えば、図１では、イメージエレメントパターン６は星型である。セキュリティエレメント１の他の構成では、隣接するイメージエレメントパターン６は異なる。イメージエレメントパターン６の粗ラスタは、３０ｃｍ未満の読字距離からのハーフトーンイメージ２の認識を妨げる。
【００２０】
ハーフトーンイメージ２の実施例では、イメージエレメントパターン６は、全てのイメージエレメント４に類似している。図１に示された例では、部分３において、低レベルの表面輝度を含む部分、ここでは、ベース面７では、イメージエレメント４の星型のイメージエレメントパターン６は小さく示されている。例えば、ベース面７と異なる表面輝度の段階的に高いレベルを備えるストリップ８の部分が表されている場合、それに応じてイメージエレメントパターン６の表面割合は、イメージエレメント４において大きくなる。背景領域５の表面及びイメージエレメントパターン６の表面の両方は、例えば、反射層を備える一般的な回折表面構造を有する。背景領域５は、例えば、方位角、空間周波数、断面形状、断面の深さ及び溝の曲率等の表面構造の少なくとも一つの構造パラメータにおいてイメージエレメントパターン６と異なり、又は、例えば、反射層の部分的な除去により、背景領域５の表面又はイメージエレメントパターン６表面が透明又はカラー層（例えば、白又は黒）により覆われた場合、背景領域５は、イメージエレメントパターン６と異なる。従って、背景領域５の表面は、それらの表面構造の光変更作用によりイメージエレメントパターン６の表面と異なる。ハーフトーンイメージの実施例において、表面構造は、背景領域５の表面及び／又はイメージエレメントパターン６の表面に座標（X；Y）に依存した他の構造パラメータを有する。
【００２１】
ハーフトーンイメージ２のその簡単な例以外で、特に、有名な人物の表示（例えば、ポートレイト）はハーフトーンイメージ２に適しており、イメージエレメント６は、例えば、その人物により書かれた連続テキストの文字及び/又は楽譜に作曲されたメロディのような表示された人物に関する参考資料を有益に有する。
【００２２】
図２に示す例では、各イメージエレメント４は、背景領域５の背景に対して単一の文字の形式でそれぞれのイメージエレメントパターン６を有する。イメージエレメントパターン６の文字がテキストに対応した順序を含むように、イメージエレメント４は互いに並んで配列されている。イメージエレメント４の領域において、ハーフトーンイメージ２により予め決められた文字の表面割合は、文字の厚さ及び／又は大きさを変更することにより得られる。ハーフトーンイメージ２に良い解像度を提供する場合、文字の厚さは、連続的又は段階的に変化する。図２には、それは、文字Ｓ、Ｅ及びＵの場合で示されている。文字を有するイメージエレメント４の寸法は、文字が近くから視認された場合、即ち、通常の読字距離で視認された場合に、それらの文字を読むことができるように小さくなっているが、上述の視認距離ではそれらの文字を読むことはできない。他の実施例では、イメージエレメント４は極めて小さく、文字又は記録を顕微鏡のみで認識することができる。以下、少なくとも２０倍の倍率のみで認識することができるテキストを「ナノテキスト」と称す。図２は、簡略図であり、図２には、イメージエレメント４の寸法は示されていない。図２は、例えば、原稿テキストのような連続の長方形を含むイメージエレメント４の例えば比例スクリプト又はナノテキストに適応された文字を示す。
【００２３】
図３は、セキュリティエレメント１の典型的な断面図を示す。セキュリティエレメント１は、ハーフトーンイメージ２（図１）を含む合成層１０の一部である。合成層１０は、少なくともエンボス層１１及び保護ラッカー層１２を有する。それら２つの層１１及び１２は、プラスチック材料からなり、それらの間に反射層１３を有する。他の実施例では、ポリカーボネート、ポリエチレン及びテレフタル酸エステル等の傷が付き難く、硬く、透明な保護層１４は、反射層１３と反対側のエンボス層１１の側面の全面を覆う。少なくともエンボス層１１及び保護ラッカー層１４は、入射光１５のために少なくとも部分的に透明である。保護ラッカー層１２又は反射層１３と反対側の保護ラッカー層１２側に配置された任意の粘着層１６は、セキュリティエレメント１を基板１７に結合するために設けられている。基板１７は、セキュリティエレメント１で認証される貴重品、書類、預金通帳等である。合成層１０の更なる構成は、例えば、上述のＵＳ Ｎｏ４８５６８５７に記載されている。その文献には、合成層１０の構成に適した材料及び反射層１３に適した材料についてまとめて記載されている。反射層１３は、アルミニウム、銀、金、クロム、銅、ニッケル、テルル等のクループからの金属の薄層形状であり、例えば、ＭｇＦ２、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２等の無機誘電体からなる薄層により形成されている。反射層１３を、異なる無機誘電体の複数の層部分又は金属及び誘電体層の組み合わせで構成することも可能である。反射層１３の厚さ及び反射層１３の材料の選択は、セキュリティエレメント１が純粋に反射するか否によって行われるものであり、上述したように表面部だけの透明部分、即ち、部分的な透明部分又は所定の透明度を備える透明部分によって行われるものである。特に、テルル反射層１３は、個々のセキュリティエレメント１の個性化に適しており、反射テルル層は、照射位置での合成層１０のプラスチック層を介した細いレーザビームの効果に基づき透明になると共に、合成層１０に損害を与えずに窓４６が形成される。そのように形成された透明窓４６は、例えば、個々のコードを形成する。同じ方法で、個々のハーフトーンイメージ２が形成される場合、反射層１３は、それぞれ背景領域５の表面又はイメージエレメントパターン６の表面において除去される。
【００２４】
ハーフトーンイメージ２の領域における反射層１３は、入射光１５を回折する極めて微細な表面構造を有する。背景領域５の表面は第１構造体１８に占められており、第２構造体１９はイメージエレメントパターン６の表面に形成されている。これらの構造体１８、１９は、回折格子、ホログラム、マット構造、キノフォーム、モスアイ構造及び反射面から形成されたグループから選択された回折表面構造を用いることにより形成される。反射面は、平坦な色消し反射ミラー面及び有色ミラーのように作用する回折格子を有する。これらの有色反射回折格子は、線状格子又は交差格子で構成されており、２３００本/ｍｍより大きい空間周波数ｆを有し、光学活性構造の深さＴに応じて、反射法則に基づいて選択的に入射光の有色成分を反射する。光学活性構造の深さＴの値が約５０ｎｍより小さいと、入射光は部分的に且つ無色に反射される。また、合成層１０の表面に平行な平坦なミラー面は、極めて微細な表面構造のグループを備える単一のリリーフ構造として結合され、平坦な色消し反射ミラー面が有する空間周波数及び構造の深さは、それぞれ空間周波数ｆ＝∞又は０及び構造の深さＴ＝０である。キノフォームは、上述のドイツ公開特許公報Ｎｏ１９５７４７５及びＣＨ６５３７８２に記載されている。
【００２５】
一例として、上述の表面構造の一つは、ハーフトーンイメージ２に設けられた全面に背景領域５として広がる。その次に、イメージエレメントパターン６の表面は、所定の色で覆われる。４５で示されたカラーアプリケーションは、インクジェットプリント又はインタリオプリントにより、例えば、合成層１０の自由面、イメージエレメントパターン６の表面に作用する。セキュリティエレメント１の最も簡単な構成は、複写機により形成されたセキュリティエレメント１のコピーがオリジナルとは明らかに異なるという利益をもたらす。他の構成では、背景領域５の表面及びイメージエレメントパターン６の表面におけるカラーアプリケーション４５は、それぞれエンボス層１１と反射層１３との間に直接設けられる。図３とは対象的に、カラーアプリケーション４５は、背景領域５の全面又はイメージエレメントパターン６の全面にそれぞれ広がる。同様に、上記したような反射面１３除去作業により形成された窓４６は、それぞれ背景領域５の全面及びイメージエレメントパターン６の全面を有する。
【００２６】
一例として、背景領域５の反射層１３は、平坦なミラー面形状又は有色ミラーのように機能する回折格子形状の反射面を第１構造体１８として有する。日光又は多色人工光による照明により、入射光１５は、入射角αで合成層１０に作用する。この場合、入射角αは、入射角１５の方向と合成層１０の表面に対する垂線２０の間で測定される。第１構造体１８で反射された光２１は、反射法則に応じて、垂線２０に対して測定され且つ入射角αと同一な反射角βで合成層１０から離れる。背景領域５が明るい印象を与えるのは、視認者が直接反射光２１に近接した立体角を見る場合のみであり、その場合、平坦なミラーが変化していない日光を反射し、一方、２３００本/ｍｍより大きい空間周波数ｆの回折格子が典型的な混合色を反射する。上述の合成層１０のハーフトーンイメージ２の他の方向では、背景領域５は、実質的に黒である。
【００２７】
従って、特に、入射光１５を吸収し、「モスアイ構造」により知られ、規則的に配置されたピン型のリリーフ構造エレメントがリリーフのベース面上におよそ２００ｎｍから５００ｎｍで突出するリリーフは、第１構造体１８に適している。リリーフ構造エレメントは、４００ｎｍ以下で互いに間隔をおいて配置されている。そのようなモスアイ構造を有する表面は、あらゆる方向から入射した光１５の２％未満を反射させ且つ視認者が見たときに黒色であると認識させる。
【００２８】
第２構造体１９は、イメージエレメントパターン１６に形成され、第２構造体１９は、実質的に、反射光２１の方向の外側に入射光１５を偏向させる。１００本/ｍｍから２３００本/ｍｍの範囲からの空間周波数ｆを備える線状回折格子の極めて微細なリリーフは、その条件を満たす。色消し回折格子のために、空間周波数ｆは、ｆ＝１００本/ｍｍからｆ＝２５０本/ｍｍの値の範囲から選択される。入射光１５を色に分割する回折格子は、ｆ＝５００本/ｍｍとｆ＝２０００本/ｍｍとの間の範囲からの空間周波数に関する好ましい値を有する。格子ベクトルＫ（図１）の方向は、方位角θ（図１）により座標軸X（図１）に対して規定される。線状回折格子に関する特別なケースは、曲がった溝により形成されるが、曲がった溝が平均して直線に続くように形成される。これらの回折格子は、視認者が視認できる限り広い範囲の方位角を有する。
【００２９】
入射光１５は、反射光の方向からの波長に応じて、第２構造体１９で回折され、マイナスの第１回折次数に光波２２、２３の形状及びプラスの第１回折次数に光波２４、２５の形状に偏向する。この場合、ブルーバイオレット光波２３、２４は、最小の回折角±εにより反射光２１の方向から回折する。それに応じて、より大きな波長の光波２２、２５は、より大きな回折角で偏向する。
【００３０】
図３において、入射光１５及び垂線２０は、図面の面と一致し且つ座標軸ｙに平行なある視認面を規定する。視認方向及び垂線２０が反射角βを含む場合、観察者の視認方向は、観察面に向いており、観察者の目は、反射背景領域５の反射光２１を受ける。
【００３１】
格子ベクトルＫが、この場合、回折面と同一の観察面に平行に向けられていると、回折格子は、最適に作用する。
【００３２】
その場合、回折光線２１乃至２４は、観察面にあり、視認方向に応じて、観察者の目に所定の色の印象を与える。格子ベクトルＫが観察面に存在しない場合、即ち、観察面に対して約±１０oの視認角内に存在しない場合、又は、光線２１乃至２４が視認方向ではない場合、第２構造体１９で散乱した少量の光を受けることにより、観察者は、回折格子の表面又はイメージエレメントパターン６の表面の色がダークグレーであると認識する。従って、ハーフトーンイメージ２の内容に対する構造パラメータに関する賢い選択では、回折格子の１つを背景領域５の第１構造体１８として用いることもできる。一方、後述するマット構造の１つを回折格子に重ね合わせた場合、イメージエレメントパターン６の視認角は増加する。
【００３３】
図３に示す例では、第２構造体１９の断面は、周期的な格子の対称的な鋸歯状をなしている。また、特に、直線の溝、曲がった溝又は円形又は別の形に曲がった溝を形成する、例えば、非対称的な鋸歯状の断面、矩形断面、正弦及び正弦状の断面等のような他の周知の断面の１つは、構造体１８、１９に適している。値がおよそ１．５の屈折率ｎを有するエンボス層１１の材料は、構造体１８、１９を満たすと共に、光学活性構造の深さＴの値は、形成された幾何学構造の深さのｎ倍である。構造体１８、１９に用いられる周期的な格子の光学活性構造の深さＴの値は、８０ｎｍから１０μｍの範囲である。この場合、技術的な理由で、大きな構造深さＴを備えるリリーフ構造は、空間周波数ｆに対して低い値を有する。
【００３４】
イメージエレメントパターン６の第２構造体１９が、入射光１５を合成層１０上のハーフスペースの大きな立体角領域に偏向させる必要がある場合、例えば、キノフォームのようなマット構造、等方又は非等方なマット構造等が有益である。イメージエレメントパターン６は、マット構造により決められた立体角内で全ての視認方向から光の面として見える。これらの極めて微細なリリーフのリリーフ構造エレメントは、回折格子のように規則的に配置されていない。マット構造の形態は、例えば、平均粗さ値Ｒａ、相関長Ｉｃ等の統計的なパラメータにより実施される。セキュリティエレメント１に適したマット構造の極めて微細なリリーフ構造エレメントは、平均粗さ値Ｒａに関して２０ｎｍから２５００ｎｍの範囲の値を有する。この値の範囲は、好ましくは、５０ｎｍから１０００ｎｍの間である。少なくとも一つの方向では、相関長Ｉcは、２００ｎｍから５００００ｎｍの範囲の値である。この値の範囲は、好ましくは、１０００ｎｍから１００００ｎｍである。極めて微細なリリーフ構造エレメントが方位角の優先方向を有していない場合は、マット構造は等方的であり、散乱光は、例えば視認認知度により予め決められた上限値より大きな強度により、均等に、全ての方位角方向において、マット構造の散乱能力により予め決められた立体角に分散される。立体角は、その先端が入射光１５により照明された合成層１０の一部である円錐をなしており、その軸は反射光２１の方向と一致する。積極的に散乱するマット構造は、弱く散乱するマット構造よりも大きな立体角で散乱光を分散する。一方、極めて微細なリリーフ構造エレメントが方位角で好ましい方向を有すると、非等方に入射光１５を散乱させる非等方のマット構造がある。この場合、非等方マット構造の散乱能力により予め決められた立体角は、大きな主軸がリリーフ構造エレメントの好ましい方向に直行する断面楕円形状を有する。非色消しの回折格子と反対に、散乱光の色がマット構造に入射した光１５に実質的に対応するように、マット構造は入射光１５を無色に散乱させる、即ち、その波長とは別に散乱させる。観察者のために、マット構造の表面は、日光の照射時に高いレベルの表面輝度を有し、白い紙のように、マット構造の方位角の方向とは実質的に独立して見える。
【００３５】
図４は、エンボス層１１と保護ラッカー層１２との間に第２構造体１９として設けられたマット構造の一例を示す断面図である。回折格子の構造の深さＴ（図３）に応じて、マット構造の断面は平均粗さ値Ｒａであるが、マット構造の極めて微細なリリーフ構造の間には平均粗さ値Ｒａの約１０倍までの高さＨに大きな違いがある。従って、形成作業に重要なマット構造の高さの違いＨは、周期的な回折格子に関する構造の深さＴに対応する。マット構造の高さの違いＨの値の範囲は、構造の深さＴに関して上記した範囲である。
【００３６】
特別な実施として、マット構造は、「弱作用回折格子」に重ね合わされる。弱作用回折格子は、６０ｎｍから７０ｎｍの間の小さな構造の深さＴにより、低い回折効率を有する。この使用のためには、空間周波数の値の範囲は、f＝８００本/ｍｍから１０００本/ｍｍの間であることが好ましい。
【００３７】
０．５μｍから３μｍの周期を含み且つスパイラル形状又は円形の溝を備える円形の回折格子を、イメージエレメントパターン６に用いることができる。視認角を増加させる回折構造は、以下に、「回折散乱体」と略称する。従って、「回折散乱体」は、等方及び非等方マット構造、キノフォーム、０．５μｍから３μｍの溝間隔の円形の溝を備える回折格子及び弱作用回折格子に重ね合わされたマット構造のグループからの構造を示す。
【００３８】
図３に戻り、第１の構成において、ハーフトーンイメージ２（図１）は静止イメージであり、即ち、所定の視認距離で白色入射光１５の照明による通常の観察条件に基づく空間的定位に関する広範囲では、ハーフトーンイメージ２は変わらない。観察者は、精密検査のみによって、ハーフトーンイメージがイメージエレメント４（図１）に分割されイメージエレメントパターン６が所定の形状を有すると判断することができる。背景領域５の第１構造体１８は、入射光１５を反射又は吸収する。イメージエレメントパターン６の第２構造体１９は、回折散乱体の一つである。第２構造体１９は、イメージエレメントパターン６が回折散乱体により予め決められた大きな立体角で見えるように、入射光１５を散乱又は回折する。白色光１５によるセキュリティエレメント１の照明により、観察者は、グレースケールで上記視認距離に配置されたハーフトーンイメージ２を視認すると共に、観察者は、高レベルな表面輝度でのイメージエレメントパターン６の大きな表面割合を備えるイメージエレメント４及びより高レベルな表面輝度でイメージエレメントパターン６の小さな表面割合を備えるイメージエレメント４を知覚する。ハーフトーンイメージ２の視認性は、実質的に白黒で紙に印刷されたハーフトーンイメージ２のように機能する。しかしながら、視認方向が散乱又は回折光の立体角の外側であると、ハーフトーンイメージ２の認識は難しく又は認識できない、又は、ハーフトーンイメージのコントラスト反転が発生する。第１構造体１８が反射特性を有すると、ハーフトーンイメージ２が反射光２１の方向と反対に正確に視認できるようにセキュリティエレメント１が正確に配置される場合、コントラストは変換する。セキュリティエレメント１を傾ける前の光であるイメージエレメント４は、反射光２１でより明るい光である前の暗いイメージエレメント４より暗く、逆の場合も同じである。セキュリティエレメント１の傾斜動作は、観察面に直交し且つセキュリティエレメント１の面に平行な軸に成立する。
【００３９】
表１に要約された第１及び第２構造体１８、１９の組み合わせは、ハーフトーンイメージ２の表示に好ましい。
【００４０】
第２の構成では、セキュリティエレメント１が垂線２０に平行な軸についての回転角を介して傾く又は回転した場合、ハーフトーンイメージ２のコントラストが変わるように、構造体１８、１９は選択される。従って、セキュリティエレメント１の第１実施例と比較して、コントラスト反転を容易に観察することができる。背景領域５の第１構造体１８は、回折ベクトルＫが方位角θ=０°（図１）、即ち、座標軸Ｘの方向である、例えば、線状回折格子である。イメージエレメントパターン６は、回折散乱体の１つで占められる。第１構造体１８の回折ベクトルＫが実質的に観察面に平行に配置され且つ観察者の視認方向が光線２１乃至２５の１つの方向に向けられた場合以外は、観察者は、垂線２０についてセキュリティエレメント１を回転させ、５０ｃｍ以上の視認距離で配置されたハーフトーンイメージ２をグレースケールで視認する。座標軸Ｘに平行な軸について向けられたセキュリティエレメント１の傾きにより、コントラスト反転のハーフトーンイメージ２は、観察者の目に偏向した回折光線２２乃至２５に応じてその色を変える。ハーフトーンイメージ２は、回折次数の回折光線２２乃至２５により占められていない角度領域においてグレースケールモードで認識可能である。
【００４１】
セキュリティエレメント１の第３実施例では、両領域、背景領域５及びイメージエレメントパターン６は、入射光１５を色に分割し、格子ベクトルＫの方位角θに関してのみ異なる回折格子の構造１８、１９を有する。イメージエレメントパターン６の回折格子のための格子ベクトルＫは、座標軸ｙと平行に向けられており、即ち、それぞれ方位角θ＝９０°及び２７０°である。背景領域５の回折格子のための格子ベクトルＫは、方位角に関して、イメージエレメントパターン６における格子ベクトルＫと異なっており、例えば、それぞれ方位角θ＝０°及び１８０°である。座標軸ｙ及び第１構造体１８の格子ベクトルＫを含む回折面に平行な視認方向を有する観察者は、オリジナルのイメージに対比して回折色の一つにおいて上記視認距離でハーフトーンイメージ２を視認する。即ち、観察者は、背景領域５の散乱光よりも明るい第２構造体を備えるイメージエレメント６のライトアップ表面を見る。背景領域５の第１構造体１８の格子ベクトルＫは、観察面と平行に向けられ、これにより、背景領域５は明るくなると共に、合成層１０の回転中、それぞれ回転角α９０°及び２７０°で再生するように、コントラストは、ハーフトーンイメージ２において消える。観察者は、ハーフトーンイメージ２を逆コントラスト及び同じ色の条件で視認可能である。また、第１及び第２構造体１８、１９の空間周波数ｆが、例えば、１５％から２５％で異なると、回転により、単にハーフトーンイメージ２のコントラストだけではなく色も変わる。回折次数の回折光線２２、２３、２４、２５の外側の視認角で、ハーフトーンイメージ２は、コントラスト不足により認識不可能である。
【００４２】
第１及び/又は第２構造体１８、１９の空間周波数ｆが位置に依存して選択されると、ハーフトーンイメージ２は、所定の傾斜角で、例えば、オリジナルのイメージの色に対応するカラーイメージを示す。
【００４３】
図１の第２及び第３実施例の変形例では、背景領域５の第１構造体１８（図３）は、回折ベクトルＫの異なる方向を含む。即ち、セキュリティエレメント１の濃いコントラストのイメージにおいて少ない方位角範囲で合成層１０の回転中、回折ベクトルＫが観察面と厳密に平行であるこれらの構造体１８の表面が色づくように、方位角θの範囲は、−８０°≦θ≦８０°である。
【００４４】
図１の他の好ましい実施形態では、平行に向けられた格子ベクトルＫを備える回折格子が配列されるように、線状回折格子は、イメージエレメント４に並んで背景領域５に形成される。しかしながら、１つの列の格子ベクトルＫの方位角θは、イメージエレメント４の２つの隣接する列における背景領域５の格子ベクトルＫの方位角θと異なっている。例えば、所定の方位角値を有する３つの列Ａ、Ｂ、Ｃがある。イメージエレメントパターン６の格子ベクトルＫの場合のように、背景領域５の格子ベクトルＫは座標軸ｙと平行に向けられていない。従って、ハーフトーンイメージ２の座標軸ｙが観察面にあると、観察者は、正確なコントラストでハーフトーンイメージ２を視認する。イメージエレメントパターン６は明るく、背景領域５は暗い。垂線２０（図３）についての回転により、図１に示すように、合成層１０（図１）が同一の照明及び観察状況に基づき視認されると、セキュリティエレメント１はその外観を変える。列Ａ、Ｂ及びＣにおいて、回折ベクトルＫが観察面と厳密に平行である背景領域５が色づく場合、ハーフトン２イメージ２が、濃いコントラストの少ないイメージになる。
【００４５】
図５は、回転角δでの回転後の図１の部分３を示す。ハーフトーンイメージ２（図１）は、特定の視認距離で濃いコントラストの少ない表面として見える。背景領域５を備えるイメージエレメント４（図１）のＡ列２６により形成された明るく照らされたストリップは、ハーフトーンイメージ２の上に配置されており、回折ベクトルＫ（図１）は、回転角δで、合成層１０の面の観察面のトレース２７と平行に向けられている。
【００４６】
図６は、角度δ１での図１の部分３を示し、Ｂ列２８において背景領域５の格子ベクトルＫ（図１）がトレース２７と平行に向けられると、Ｂ列２８の背景領域５は直ちに明るくなる。Ａ列２６の背景領域５は、Ａ列２６の格子ベクトルＫが観察面から回転すると共にセキュリティエレメント１のコントラストの少ない暗い表面の一部を形成する。図７でも、同じ理由で、回転角δ２で、Ｃ列２８の背景領域５は明るく、これらの他の列２６、２８、２９は暗い。即ち、連続のＡＢＣ等の列２６、２８、２９が循環的に繰り返しセキュリティエレメント１（図１）に配置され、その後、セキュリティエレメント１の回転により、背景領域５で用いられる第１構造体１８（図３）の空間周波数ｆに依存して明るく色づいたストリップが、それぞれ回転角δ＝１８０°及び０°までセキュリティエレメント１の表面に続くと、イメージエレメントパターン６の第２構造体１９（図３）の回折ベクトルＫ（図１）及び座標軸ｙは、トレース２７と平行に配置されると共に、ハーフトーンイメージ２は、再び着色ストリップなしで視認可能になる。
【００４７】
第２構造体１９が回折散乱体の一つであると、ハーフトーンイメージ２は、回転角δと実質的に関係なく見える。この場合、セキュリティエレメント１の回転により、列２６、２８、２９の着色ストリップは、ハーフトーンイメージ２を移動するように見える。
【００４８】
読字距離より小さい距離で視認した場合、イメージエレメント４の列２６、２８、２９は分割され、背景領域５及びイメージエレメントパターン６（図１）は、それぞれ上述のように同じ状況のもとで認識可能である。
【００４９】
図８では、ハーフトーンイメージ２は、境界線３０で区切られたストリップ８がベース面７に配置された旗状の領域を有する。拡大部分３に見えるイメージエレメント４は、ベース面７よりもストリップ８のためのイメージエレメントパターン６の大きな表面割合を有する。イメージエレメントパターン６の表面は、回折散乱体の一つにより占められており、背景領域５の表面は、回折構造体の一つにより占められている。第１構造体１８（図３）が同一の空間周波数ｆ及び互いに平行な格子ベクトルＫ（図１）、即ち、それぞれ、同じ方位角θ≠９０°及び２７０°（図１）を含む背景領域５は、イメージエレメント４のシンプルな直線ストリップ２６（図７）、２８（図７）、２９（図７）に配置されていないが、これらの背景領域５を備えるイメージエレメント４が、所定の視認角で視認可能な少なくとも１つの小さなイメージ３１を形成するように配置されている。図８では、例えば、小さなイメージ３１乃至３５は、円形のリングセグメントを示す。小さなイメージ３１乃至３５は、空間周波数ｆ及び格子ベクトルＫ（図１）の方位角θ（図１）に関する値により区別される。これらの値は、背景領域５の第１構造体１８に用いられる。小さなイメージ３１乃至３５に用いられていない背景領域５は、例えば、反射面又はモスアイ構造を有する。観察者は、特定の視認距離で、回転角δ（図５）に関わりなくグレートーンでハーフトーンイメージ２を見る。観察者は、セキュリティエレメント１の回転により格子ベクトルが観察面に不規則に生じるこれらの小さなイメージ３１、３２、３３、３４、３５をセキュリティエレメント１の面（図１）で認識する。この場合、視認可能な小さなイメージ３１乃至３５の色は、空間周波数ｆ及びセキュリティエレメント１の傾斜角で決まる。
【００５０】
例えば、セキュリティエレメント１が垂線２０について回転すると、小さなイメージ３１乃至３５の１つ以上が所定の順番で明るくなり、連鎖印象を生み出す。即ち、垂線２０（図３）についての回転により、視認可能な小さなイメージ３１乃至３５の位置は、セキュリティエレメント１の表面を移動する。座標軸Ｘについての傾斜により、視認可能な小さなイメージ３１乃至３５の色は変わる。実施例において、これらの複数の小さなイメージ３１乃至３５が配置されているため、ここでは符号３１及び３２で示されたいくつかの小さなイメージは、回転角δ及び傾斜角により決められたセキュリティエレメント１の方向で、所定の文字を形成する。即ち、小さなイメージ３１乃至３５は、有益に、セキュリティエレメント１の所定の方向を空間で構築する。
【００５１】
小さなイメージ３１乃至３５は、シンプルな文字に限定されず、実施例では、小さなイメージ３１乃至３５を、例えば、ハーフトーンイメージ２の縮小コピー又は線及び/又は面素からなるグラフィック表示のようなピクセルに基づくイメージで構成することもできる。
【００５２】
ハーフトーンイメージ２の別の実施例では、例えば小さなイメージ３１の背景領域５は、第１構造体として、空間周波数f≧２３００本/ｍｍを含む反射交差格子を有する。観察者が、反射光２１（図３）を直視し、小さなイメージ３１を高い周波数の回折格子の特性を示す混合色で認識した場合、又は、観察者が、大きな回折角ε（図３）を考慮して、対応する傾斜角で小さなイメージ３１を視認し、小さなイメージ３１をセキュリティエレメント１の暗いい領域に対して明るいブルーグリーン色で認識した場合のみ、観察者は、小さなイメージ３１を視認することができる。
【００５３】
他の実施例では、背景領域５は、入射光１５を色に分割する方位角θ＝０°を備える回折格子を有する。回折散乱体は、イメージエレメントパターン６に仕上られる。ハーフトーンイメージ２は、回転角δ＝９０°及び２７０°で、逆コントラストの色の輝度段階及びこれらの回転角の外側でオリジナルイメージのコントラストのグレースケールで視認可能である。
【００５４】
別の実施例では、第１構造体１８としての背景領域５は、方位角θ＝０°、座標軸ｙと平行に配置された溝を備える非対称の回折格子を有する。イメージエレメントパターン６は、同一の非対称回折格子により占められているが、第２構造体１９の格子ベクトルKは、第１構造体１８の格子ベクトルKと反対、即ち、方位角の値θ＝１８０°に向けられている。ハーフトーンイメージ２は、空間周波数ｆ及び観察状況に依存した色で、又は、色消し非対称回折格子の場合、入射光１５（図３）の色で、回転角δがδ＝０°及び１８０°のときのみに視認可能である。この場合、１８０°の回転後、ハーフトーンイメージ２のコントラストはそれぞれ逆転する。これらの２つの回転角の外側で、ハーフトーンイメージ２のコントラストは消える。
【００５５】
表２は、背景領域５及びイメージエレメントパターン６の回折構造体の組み合わせを表しており、所定の回転角の値δでの色彩効果を備えるコントラストの反転又はコントラストの損失を含む。
【００５６】
図９は、イメージエレメント４の他の実施例を示す。イメージエレメントパターン６は、ストリップ形状をなしており、パターンの輪郭を示す。ここでは、星型である。ストリップ形状のイメージエレメントパターン６が閉まっている場合、背景領域５は少なくとも２つの表面部に分割される。イメージエレメント４におけるイメージエレメントパターン６の表面割合は、イメージエレメント６の幅により決まる。ハーフトーンイメージ２（図８）がイメージエレメント４及び背景領域５の過剰の一定配置により輝度の不要な変調を含まないように、隣接するイメージエレメント４のイメージエレメントパターン６は、例えば、座標系ｘ、ｙに対する方向に応じて異なる。観察距離で、観察者は、イメージエレメント４に配置されたイメージエレメントパターン６に分割するハーフトーンイメージ２を読字距離のみで見る。
【００５７】
セキュリティエレメント１の他の実施例では、図９の拡大部分３に示すように、パターンストリップ３６は、ハーフトーンイメージ２の表面に配置され、パターンストリップ３６は、少なくともハーフトーンイメージ２の表面の一部に広がる。パターンストリップ３６の幅Ｂの値の範囲は、１５μｍから３００μｍの間である。簡略化のために、図９は、互いに平行なパターンストリップ３６を示し、それらは、部分３から分かるように、例えば、ギリシャ風の装飾のような表面ストリップ４０からなるラインパターンを有する。他の実施例では、パターンストリップ３６のラインパターンは、文字がパターンストリップ３６の幅Ｂより小さい文字高さを有するナノテキストの形状である。ラインパターンの他の実施例は、シンプルな直線又は曲線、連続のピクトグラム等を含む。また、シンプルな直線又は曲線エレメントの配置は、単独又は装飾及び／又はナノテキスト及び／又はピクトグラムの組み合わせでラインパターンを形成する。ラインパターンの表面は、回折パターン構造体３７により占められ、その線幅の値の範囲は、５μｍから５０μｍの間である。第１及び第２構造体１８（図３）、１９（図３）により形成されたハーフトーンイメージ２が著しく乱されないように、ラインパターンは、背景領域５及び又はイメージエレメントパターン６をパターンストリップ３６の表面内で部分的に覆う。パターン構造体３７は、少なくとも１つの構造パラメータにおいて第１及び第２構造体１８、１９で異なる。好ましくは、入射光１５（図３）を色に分割し、８００本／ｍｍから２０００本／ｍｍの空間周波数ｆを含む回折格子は、ミクロ構造体３７に適している。第１及び／又は第２構造体１８、１９が回折散乱体により占められていない場合、回折散乱体は、また、パターン構造体３７に適している。パターンストリップ３６の実施例では、少なくとも、構造パラメータ、空間周波数ｆ及び/又はパターン構造３７の格子ベクトルの方位角方向は、位置に依存して選択され、即ち、特定の構造パラメータは、座標（ｘ，ｙ）の関数である。
【００５８】
図１０は、パターンストリップ３６を備えるイメージエレメント４を詳細に示す。パターンストリップ３６は、背景領域５及びイメージエレメントパターン６に広がる。一例として、簡略化のために、接続部により接続されたリム３８、３９を備えるＵ字形状に示されている。表面輝度は、パターンストリップ３６のラインパターンの表面割合によりイメージエレメント６内で制御される。図１０に示すように、表面輝度は、パターンストリップ３６のラインパターンの表面ストリップ４０の幅の増大により、イメージエレメントパターン６内で変化する。左側リム３８のイメージエレメントパターン６の表面輝度は、接続部分と比べて表面ストリップ４０の幅の増大に基づき減少する。接続部分の輝度に関して、例えば、右側のリム３９のイメージエレメントパターン６の輝度の増加のために、表面ストリップ４０の幅を減らす。効果的にするために、回折格子は、表面ストリップ４０において少なくとも３つ乃至５つの溝を有する必要があると共に、表面ストリップ４０の線幅の大きさは、空間周波数ｆ及び格子ベクトルＫ（図１）の方向に依存した最小値より小さくないかもしれない。より大きな領域がイメージエレメントパターン６の輝度の増加に寄与するように、イメージエレメントパターン６の輝度の増加により、表面ストリップ４０は小さなスポット４１に分割される。同じことが背景領域５の変更、例えば、領域４２に適応される。
【００５９】
図９に示すイメージエレメント４の実施例では、例えば、背景領域５の表面ストリップ４０の線幅は、ハーフトーンイメージ２の全面と同じであると同時に、イメージエレメントパターン６の表面輝度は、パターンストリップ３６の表面ストリップ４０の線幅によりハーフトーンイメージ２のオリジナルイメージに応じて制御される。表面ストリップ４０（図１０）及びスポット４１（図１０）の小さな寸法は、例えば、拡大鏡、顕微鏡等なしでは観察者の目により認識されないと同時に、イメージエレメントパターン６の表面輝度は、第２構造体１９（図３）の残りの面に比例する。
【００６０】
パターンストリップ３６がナノテキストの文字を含むと、図２に示したように、表面輝度の制御は、例えば、文字の厚さを増加又は減少、又は、文字間隔を増加させることにより行われる。
【００６１】
図１０の構成とは関係なく、観察者の目は、３０ｃｍ未満の通常の読字距離及び適切な観察状況でさえ、パターンストリップ３６をシンプルな光ラインとして認識すると共に、パターンストリップ３６のパターンを、拡大鏡又は顕微鏡によってのみ認識する。傾斜及び/又は回転により、パターンストリップ３６は、観察者の視点から、それらの色の変更し及び/又は明るくなり又は再び消える。パターン構造体３７（図９）の構造パラメータに関する適切な選択では、日光により照明され且つ特定の視認距離に配置されたハーフトーンイメージ２は、傾斜又は回転による複数のパターンストリップ３６により形成された虹色の有色ストリップ４３（図１）を有し、ストリップ４３は、色を変え及び/又はセキュリティエレメント１の表面を移動するように見える。
【００６２】
実施例では、ハーフトーンイメージ２は、ハーフトーンイメージ２から独立した回折格子により占められた表面エレメント４４からなるモザイクの一部であり、表面エレメント４４は、上記ＥＰ−Ａ０１０５０９９に応じて光学効果を分散する。特に、実施例では、パターンストリップ３６は、ハーフトーンイメージ２に広がる表面エレメント４４からなるモザイク部分である。
【００６３】
表３は、背景領域５、イメージエレメントパターン６及びパターンストリップ３６の構造体１８（図３）、１９（図３）及び３７の好ましい組み合わせを表す。
【００６４】
ここで記載された様々な実施例の特徴を組み合わせることは可能である。特に、「背景領域５」及び「イメージエレメントパターン６」又は「第１構造体１８」及び「第２構造体１９」は交換可能である。
【表１】
【表２】
【表３】
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】拡大部分を有するセキュリティエレメントを示す図である。
【図２】イメージエレメントにおけるイメージエレメントパターンとしての文字を示す図である。
【図３】セキュリティエレメントの断面図である。
【図４】マット構造を示す図である。
【図５】回転角δでの拡大部分を示す図である。
【図６】回転角δ１での拡大部分を示す図である。
【図７】回転角δ２での拡大部分を示す図である。
【図８】セキュリティエレメントにおける小さいサイズのイメージを示す図である。
【図９】イメージエレメントにおける詳細な構造を示す図である。
【図１０】パターンストリップを備える輝度制御を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面構造を備える少なくとも透明エンボス層（１１）、保護ラッカー層（１２）及び前記エンボス層（１１）と前記保護ラッカー層（１２）との間に組み込まれた反射層（１３）を含む合成層（１０）に設けられた極めて微細な表面構造に占められた表面部分を備え、ハーフトーンイメージ（２）の表面が前記表面部分からなり且つ少なくとも１次元で１ｍｍ未満のイメージエレメント（４）に分割されたハーフトーンイメージ（２）を備える回折セキュリティエレメント（１）において、
前記イメージエレメント（４）のそれぞれは、背景領域（５）及びイメージエレメントパターン（６）のグループから少なくとも１つの前記表面部分を含み、
前記イメージエレメントパターン（６）は、暗い領域（５）に配置され、
前記イメージエレメント（４）の表面に対するイメージエレメントパターン（６）の表面の割合は、隣接する前記イメージエレメント（４）の表面輝度を考慮して、前記イメージエレメント（４）の位置での前記ハーフトーンイメージ（２）のオリジナルイメージの少なくとも表面輝度により決まり、
前記背景領域（５）の表面が、光変更作用において前記合成層（１０）の半分のスペースで所定の視認方向でのみ前記イメージエレメントパターン（６）の表面と異なるように、前記背景領域（５）の表面は、第１表面構造体（１８）を有し、イメージエレメントパターン（６）の全ての表面は、前記第1表面構造体（１８）とは異なる第２表面構造体（１９）を有することを特徴とするハーフトーンイメージ（２）を備える回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項２】
前記イメージエレメントパターン（６）の形状は、全てのイメージエレメント（４）で同様の形状であることを特徴とする請求項１に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項３】
前記イメージエレメントパターン（６）の前記表面は、文字形状であり、前記イメージエレメント（４）における前記イメージエレメントパターン（６）の前記表面の割合は、前記文字の厚さ及び/又は文字の高さにより決まることを特徴とする請求項１に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項４】
前記表面構造体（１８、１９）は、格子ベクトル（Ｋ）を備える線状の回折格子であり、前記イメージエレメントパターン（６）において、前記格子ベクトル（Ｋ）は平行であり、前記イメージエレメントパターン（６）の格子ベクトル（Ｋ）は、前記背景領域（５）の前記第１表面構造（１８）の格子ベクトル（Ｋ）と方位角（θ）において異なることを特徴とする請求項１に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項５】
前記背景領域（５）において前記格子ベクトル（Ｋ）の同じ方位角（θ）を有する前記イメージエレメント（４）は、前記格子ベクトル（Ｋ）の方位角（θ）に応じて、前記ハーフトーンイメージ（２）で列（２６、２８、２９）に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項６】
前記格子ベクトル（Ｋ）の前記方位角（θ）が異なる隣接する前記列（２６、２８、２９）は、ＡＢＣの順序で循環的に繰り返し配列されていることを特徴とする請求項５に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項７】
前記第１表面構造体（１８）及び前記第２表面構造体（１９）は、空間周波数が１５０本/ｍｍから２０００本/ｍｍの範囲から選択される蛇行回折格子であり、前記背景領域（５）及び前記イメージエレメントパターン（６）の前記蛇行回折格子は、前記格子ベクトル（Ｋ）の少なくとも前記方位角（θ）で異なっていることを特徴とする請求項１に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項８】
前記第１表面構造体（１８）及び前記第２表面構造体（１９）は、非対称回折格子であり、前記第１表面構造体（１８）の前記非対称回折格子の格子ベクトル（Ｋ）は、前記第２表面構造体（１９）の格子ベクトル（Ｋ）と反対に向けられていることを特徴とする請求項１に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項９】
前記イメージエレメントパターン（６）の前記表面において、前記第２表面構造体（１９）は、等方及び非等方マット構造、キノフォーム、１から３μｍの溝間隔の円形の溝を備える回折格子及び回折格子に重ねられたマット構造のグループから選択された回折散乱体であることを特徴とする請求項１に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項１０】
前記第１表面構造体（１８）としての前記背景領域（５）は、平坦ミラー、２３００本/ｍｍより大きい空間周波数を備える交差格子及びモスアイ構造を含むグループからの構造であることを特徴とする請求項９に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項１１】
前記第１表面構造体（１８）としての前記背景領域（５）は、１５０本/ｍｍから２０００本/ｍｍの範囲からの空間周波数及び互いに平行に向けられた格子ベクトル（Ｋ）を備える線状の回折格子であることを特徴とする請求項９に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項１２】
前記第１表面構造体（１８）及び前記第２表面構造体（１９）は、空間周波数（ｆ）が異なる線状又は蛇行回折格子であることを特徴とする請求項１に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項１３】
１５μｍから３００μｍの幅のパターンストリップ（３６）は、少なくとも前記ハーフトーンイメージ（２）の表面の一部に広がり、前記パターンストリップ（３６）において、５μｍから５０μｍの範囲の線幅の表面ストリップ（４０）は、文字、テキスト、ラインエレメント及びピクトグラムを含むグループからのラインパターンを形成し、前記パターンストリップ（３６）の表面の前記ラインパターンの前記表面ストリップ（４０）は、パターン構造体（３７）を備える前記背景領域（５）及び前記イメージエレメントパターン（６）を部分的に覆い、前記パターン構造体（３７）は、少なくとも１つの構造パラメータにおいて前記第１及び第２表面構造体（１８、１９）と異なることを特徴とする請求項１に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項１４】
前記全てのイメージエレメント（４）において、前記イメージエレメントパターン（６）は同じサイズであり、前記背景領域（５）の前記表面ストリップ（４０）の線幅は一定であると共に、前記イメージエレメントパターン（６）の表面輝度は、前記パターンストリップ（３６）の前記表面ストリップ（４０）の線幅により前記ハーフトーンイメージ（２）のオリジナルイメージに応じて制御されることを特徴とする請求項１３に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項１５】
前記パターン構造体（３７）の前記線状回折格子の前記空間周波数（ｆ）は、前記ハーフトーンイメージ（２）の位置に依存していることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項１６】
前記ハーフトーンイメージ（２）は、前記ハーフトーンイメージ（２）から独立した表面構造により占められた表面部分（４４）のモザイクの一部であることを特徴とする請求項１に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項１７】
前記合成層（１０）は、基板（１７）に接着剤により固定されていることを特徴とする請求項１に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項１】
表面構造を備える少なくとも透明エンボス層（１１）、保護ラッカー層（１２）及び前記エンボス層（１１）と前記保護ラッカー層（１２）との間に組み込まれた反射層（１３）を含む合成層（１０）に設けられた極めて微細な表面構造に占められた表面部分を備え、ハーフトーンイメージ（２）の表面が前記表面部分からなり且つ少なくとも１次元で１ｍｍ未満のイメージエレメント（４）に分割されたハーフトーンイメージ（２）を備える回折セキュリティエレメント（１）において、
前記イメージエレメント（４）のそれぞれは、背景領域（５）及びイメージエレメントパターン（６）のグループから少なくとも１つの前記表面部分を含み、
前記イメージエレメントパターン（６）は、暗い領域（５）に配置され、
前記イメージエレメント（４）の表面に対するイメージエレメントパターン（６）の表面の割合は、隣接する前記イメージエレメント（４）の表面輝度を考慮して、前記イメージエレメント（４）の位置での前記ハーフトーンイメージ（２）のオリジナルイメージの少なくとも表面輝度により決まり、
前記背景領域（５）の表面が、光変更作用において前記合成層（１０）の半分のスペースで所定の視認方向でのみ前記イメージエレメントパターン（６）の表面と異なるように、前記背景領域（５）の表面は、第１表面構造体（１８）を有し、イメージエレメントパターン（６）の全ての表面は、前記第1表面構造体（１８）とは異なる第２表面構造体（１９）を有することを特徴とするハーフトーンイメージ（２）を備える回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項２】
前記イメージエレメントパターン（６）の形状は、全てのイメージエレメント（４）で同様の形状であることを特徴とする請求項１に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項３】
前記イメージエレメントパターン（６）の前記表面は、文字形状であり、前記イメージエレメント（４）における前記イメージエレメントパターン（６）の前記表面の割合は、前記文字の厚さ及び/又は文字の高さにより決まることを特徴とする請求項１に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項４】
前記表面構造体（１８、１９）は、格子ベクトル（Ｋ）を備える線状の回折格子であり、前記イメージエレメントパターン（６）において、前記格子ベクトル（Ｋ）は平行であり、前記イメージエレメントパターン（６）の格子ベクトル（Ｋ）は、前記背景領域（５）の前記第１表面構造（１８）の格子ベクトル（Ｋ）と方位角（θ）において異なることを特徴とする請求項１に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項５】
前記背景領域（５）において前記格子ベクトル（Ｋ）の同じ方位角（θ）を有する前記イメージエレメント（４）は、前記格子ベクトル（Ｋ）の方位角（θ）に応じて、前記ハーフトーンイメージ（２）で列（２６、２８、２９）に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項６】
前記格子ベクトル（Ｋ）の前記方位角（θ）が異なる隣接する前記列（２６、２８、２９）は、ＡＢＣの順序で循環的に繰り返し配列されていることを特徴とする請求項５に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項７】
前記第１表面構造体（１８）及び前記第２表面構造体（１９）は、空間周波数が１５０本/ｍｍから２０００本/ｍｍの範囲から選択される蛇行回折格子であり、前記背景領域（５）及び前記イメージエレメントパターン（６）の前記蛇行回折格子は、前記格子ベクトル（Ｋ）の少なくとも前記方位角（θ）で異なっていることを特徴とする請求項１に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項８】
前記第１表面構造体（１８）及び前記第２表面構造体（１９）は、非対称回折格子であり、前記第１表面構造体（１８）の前記非対称回折格子の格子ベクトル（Ｋ）は、前記第２表面構造体（１９）の格子ベクトル（Ｋ）と反対に向けられていることを特徴とする請求項１に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項９】
前記イメージエレメントパターン（６）の前記表面において、前記第２表面構造体（１９）は、等方及び非等方マット構造、キノフォーム、１から３μｍの溝間隔の円形の溝を備える回折格子及び回折格子に重ねられたマット構造のグループから選択された回折散乱体であることを特徴とする請求項１に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項１０】
前記第１表面構造体（１８）としての前記背景領域（５）は、平坦ミラー、２３００本/ｍｍより大きい空間周波数を備える交差格子及びモスアイ構造を含むグループからの構造であることを特徴とする請求項９に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項１１】
前記第１表面構造体（１８）としての前記背景領域（５）は、１５０本/ｍｍから２０００本/ｍｍの範囲からの空間周波数及び互いに平行に向けられた格子ベクトル（Ｋ）を備える線状の回折格子であることを特徴とする請求項９に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項１２】
前記第１表面構造体（１８）及び前記第２表面構造体（１９）は、空間周波数（ｆ）が異なる線状又は蛇行回折格子であることを特徴とする請求項１に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項１３】
１５μｍから３００μｍの幅のパターンストリップ（３６）は、少なくとも前記ハーフトーンイメージ（２）の表面の一部に広がり、前記パターンストリップ（３６）において、５μｍから５０μｍの範囲の線幅の表面ストリップ（４０）は、文字、テキスト、ラインエレメント及びピクトグラムを含むグループからのラインパターンを形成し、前記パターンストリップ（３６）の表面の前記ラインパターンの前記表面ストリップ（４０）は、パターン構造体（３７）を備える前記背景領域（５）及び前記イメージエレメントパターン（６）を部分的に覆い、前記パターン構造体（３７）は、少なくとも１つの構造パラメータにおいて前記第１及び第２表面構造体（１８、１９）と異なることを特徴とする請求項１に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項１４】
前記全てのイメージエレメント（４）において、前記イメージエレメントパターン（６）は同じサイズであり、前記背景領域（５）の前記表面ストリップ（４０）の線幅は一定であると共に、前記イメージエレメントパターン（６）の表面輝度は、前記パターンストリップ（３６）の前記表面ストリップ（４０）の線幅により前記ハーフトーンイメージ（２）のオリジナルイメージに応じて制御されることを特徴とする請求項１３に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項１５】
前記パターン構造体（３７）の前記線状回折格子の前記空間周波数（ｆ）は、前記ハーフトーンイメージ（２）の位置に依存していることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項１６】
前記ハーフトーンイメージ（２）は、前記ハーフトーンイメージ（２）から独立した表面構造により占められた表面部分（４４）のモザイクの一部であることを特徴とする請求項１に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【請求項１７】
前記合成層（１０）は、基板（１７）に接着剤により固定されていることを特徴とする請求項１に記載の回折セキュリティエレメント（１）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公表番号】特表２００７−５１０１７８（Ｐ２００７−５１０１７８Ａ）
【公表日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５３７２３６（Ｐ２００６−５３７２３６）
【出願日】平成１６年１１月２日（２００４．１１．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０１２３７８
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０４２２６８
【国際公開日】平成１７年５月１２日（２００５．５．１２）
【出願人】（５０６１５１６２６）オーファウデー キネグラム アーゲー (30)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月２日（２００４．１１．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０１２３７８
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０４２２６８
【国際公開日】平成１７年５月１２日（２００５．５．１２）
【出願人】（５０６１５１６２６）オーファウデー キネグラム アーゲー (30)
【Ｆターム（参考）】
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