モアレ拡大素子
【課題】セキュリティ素子として使用できるモアレ拡大素子を実現すること。
【解決手段】本発明によるモアレ拡大素子は透明な基材を有し、この透明な基材は、ｉ）第１表面上の微細合焦要素の規則的な配列であって、これらの合焦要素は焦点面を規定している微細合焦要素の配列と、ｉｉ）合焦要素の焦点面と実質的に一致したプレーン内に配置された微細画像要素単位セルの対応する配列であって、それぞれの単位セルは少なくとも２つの微細画像コンポーネントを有する、微細画像要素単位セルの配列と、を担持している。モアレ効果に起因して微細画像コンポーネントの拡大されたバージョンが生成される。更なる有色層が、微細画像要素単位セルの配列上に、又はこの上部に延在するように、設けられ、少なくとも第２微細画像コンポーネントが、更なる有色層に少なくとも部分的に依存し、第１微細画像コンポーネントの色とは異なる色に見える。
【解決手段】本発明によるモアレ拡大素子は透明な基材を有し、この透明な基材は、ｉ）第１表面上の微細合焦要素の規則的な配列であって、これらの合焦要素は焦点面を規定している微細合焦要素の配列と、ｉｉ）合焦要素の焦点面と実質的に一致したプレーン内に配置された微細画像要素単位セルの対応する配列であって、それぞれの単位セルは少なくとも２つの微細画像コンポーネントを有する、微細画像要素単位セルの配列と、を担持している。モアレ効果に起因して微細画像コンポーネントの拡大されたバージョンが生成される。更なる有色層が、微細画像要素単位セルの配列上に、又はこの上部に延在するように、設けられ、少なくとも第２微細画像コンポーネントが、更なる有色層に少なくとも部分的に依存し、第１微細画像コンポーネントの色とは異なる色に見える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、銀行券、小切手、パスポート、身分証明書、正規品証明書（ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｅ ｏｆ ａｕｔｈｅｎｔｉｃｉｔｙ）、収入印紙、並びに、価値又は身元を保証するその他の文書などのセキュリティ文書及びその他の有価物品において使用されるセキュリティ素子などのモアレ拡大素子に関する。また、本発明は、包装又はこれに類似したものに使用される光学素子にも関する。
【背景技術】
【０００２】
モアレ拡大は、多年にわたってセキュリティ素子の原理として使用されている。いくつかの例が国際特許出願公開第１９９４／２７２５４号パンフレット及び欧州特許出願公開第１６９５１２１号明細書に記述されている。このような素子においては、焦点面を規定する微細合焦要素の規則的な配列が、合焦要素の焦点面と実質的にアライメントされたプレーン内に配置された画像要素の対応する配列の上方に設けられている。画像要素の配列のピッチ又は周期性は、合焦要素のピッチ又は周期性とわずかに異なるように選択されており、かつ、この不整合は、画像要素の拡大されたバージョンが生成されることを意味している。
【０００３】
拡大倍率は、周期性又はピッチの間の差によって左右される。微細レンズ配列と微細画像配列との間のピッチ不整合は、微細レンズ配列及び微細画像配列が回転ミスアライメントを有するように、微細レンズ配列に対して微細画像配列を回転させることによって、又はこの逆を実行することによって、簡便に生成することもできる。回転ミスアライメント又はわずかなピッチ不整合は、結果的に、眼が画像の異なる部分をそれぞれの隣接するレンズ内において観察することをもたらし、この結果、拡大された画像が得られる。そして、眼がレンズ／画像配列に対して移動した場合には、画像の異なる部分が観察され、これによって、画像が異なる位置に存在しているという印象がもたらされる。眼が滑らかに移動した場合には、一連の画像が観察され、これによって、画像が表面に対して移動しているという印象がもたらされる。ピッチ不整合を回転ミスアライメントによって生成した場合には、拡大された画像の配列が微細画像配列に対して回転し、かつ、この結果、拡大された画像の見かけの動きを結果的にもたらすパララックス効果も回転することになる。これをスキューパララックスとして知られている。モアレ拡大素子内において観察される拡大された画像の拡大及び回転に対するピッチ不整合及び回転ミスアライメントの影響については、Ｍ． Ｈｕｔｌｅｙ，Ｒ Ｈｕｎｔ、Ｒ Ｆ Ｓｔｅｖｅｎｓ及びＰ Ｓａｖａｎｄｅｒ，“Ｔｈｅ Ｍｏｉｒｅ Ｍａｇｎｉｆｉｅｒ”，Ｐｕｒｅ Ａｐｐｌ． Ｏｐｔ． ３（１９９４），１３３〜１４２，ＩＯＰ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｌｉｍｉｔｅｄ社、に記述されている。
【０００４】
動き及び向きの変化の特性については、モアレの理論から説明することが可能であり、これについては、Ｉ． Ａｍｉｄｒｏｒ，“Ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｍｏｉｒｅ ｐｈｅｎｏｍｅｍｏｎ”（ＩＳＢＮ ０−７９２３−５９４９−６），Ｋｌｕｉｖｅｒ Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ社，２０００年、に詳細に記述されている。２つの周期的な構造体のモアレ効果は、２つの構造体の周波数ベクトルを検討することによって説明／予測することができる。周波数ベクトルの向きは、周期性の方向を表しており、かつ、長さは、周波数（すなわち、１／周期）を表している。このベクトルは、そのデカルト座標（ｕ，ｖ）によって表現され、ここで、ｕ及びｖは、周波数の水平及び垂直成分である。
【０００５】
関係する原理については、国際特許出願公開第２００５／１０６６０１号パンフレットに更に詳細に記述されている。
【０００６】
通常、合焦要素は、微細レンズ又は微細ミラーを有し、かつ、画像要素は、単純なアイコン又はこれに類似したものによって規定されている。
【０００７】
これまで、見当が相互に合った既定の状態において異なる色の複数の画像アイコンを示すモアレ拡大素子は、公に実証されてはいない。これは、既定の方式で組み合わせられた又は見当が合わせられた２つの別個の微細画像アレイを印刷することが技術的に非常に困難であることに起因している。
【０００８】
本発明によれば、モアレ拡大素子は、透明な基材を有し、この透明な基材は、
ｉ）第１表面上の微細合焦要素の規則的な配列であって、これらの合焦要素は、焦点面を規定している、微細合焦要素の配列と、
ｉｉ）合焦要素の焦点面と実質的に一致したプレーン内に配置された微細画像要素単位セルの対応する配列であって、それぞれの単位セルは、少なくとも２つの微細画像コンポーネントを有する、微細画像要素単位セルの配列と、
を担持しており、
微細合焦要素及び微細画像要素単位セルの配列のピッチ並びにこれらの相対的な場所は、微細合焦要素の配列が微細画像要素単位セルの配列と協働し、モアレ効果に起因して微細画像コンポーネントの拡大されたバージョンを生成するようになっており、
単位セルの第１微細画像コンポーネントは、残りの第２微細画像コンポーネントの色濃度とは異なる色濃度を有し、かつ、
本素子が観察された際に、少なくとも第２微細画像コンポーネントが、更なる有色層に少なくとも部分的に依存した、かつ、第１微細画像コンポーネントの色とは異なる色に見えるように、微細画像要素単位セルの配列上に、又はこの上部に延在するように、更なる有色層が設けられている。
【０００９】
本発明によれば、単一の印刷動作によって異なる色の単位セルの２つの微細画像コンポーネントを提供すること又はこれに類似したことを試みるのではなく、本発明者らは、結果的に得られる拡大された微細画像コンポーネントが、更なる有色層と、第２微細画像コンポーネントと、恐らくは第１画像コンポーネント（それが不透明であるかどうかに応じて）と、の色を組み合わせた結果として、見えるように、更なる有色層が微細画像コンポーネントを通じて観察されることを可能にする色濃度（この場合に、「色」とは、黒色を含む）を微細画像コンポーネントが有するような方式によって、少なくとも１つの、かつ、恐らくは、両方の微細画像コンポーネントを提供している。第１及び第２微細画像コンポーネントの色濃度の差を適切に選択することによって、結果的に得られる色が異なることになる。これによって、２つの微細画像コンポーネントが異なる色において当初提供されているという印象が得られる。
【００１０】
第１及び第２微細画像コンポーネントは、別個の微細画像を規定することが可能であり、かつ、これらは、互いに離隔してもよく、隣接してもよく、又は、場合によっては、当接してもよい。又、これら２つの微細画像コンポーネントは、後述するように、更に大きなシンボル又はその他の英数字、グラヒックデザイン、又は、これらに類似したものの各部分を形成することもできる。
【００１１】
微細画像コンポーネントの間における色濃度の変動を実現するための便利な方法は、ハーフトーンスクリーンなどのスクリーニングされたパターンの形態でいずれかを印刷するというものである。ただし、使用される印刷法に応じて、異なるインク厚みの適用などのように、色濃度の差を実現するためのその他の方法を使用することもできる。異なるインク厚みは、例えば、深度が変化する彫刻されたセルを有するシリンダを利用したグラビア印刷によって、又は、従来の凹版印刷を使用することより、実現することができる。
【００１２】
一般に、第１微細画像コンポーネントは、不透明な色によって形成されるが、これは、必須ではない。
【００１３】
更なる有色層は、通常は、均一な色を有しているが、素子に跨って横方向に変化する色で更なる有色層を設けることによって、効果の再生を更に困難にすることができる。この結果、微細画像コンポーネントの非常に複雑な拡大されたバージョンを得ることができる。
【００１４】
以上においては、本発明者らは、拡大された合成微細画像コンポーネントが同一の深度に見える素子について説明している。
【００１５】
ただし、いくつかのケースにおいては、第１微細画像コンポーネントは、第１ピッチを有する第１配列を規定しており、かつ、第２微細画像コンポーネントは、第２の異なるピッチを有する第２配列を規定しており、それぞれのピッチは、微細形成要素のピッチとは異なり、これによって、第１及び第２コンポーネントの拡大されたバージョンは、異なる深度に見える。
【００１６】
この結果、更なるセキュリティと、真贋判定器（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｏｒ）用の容易に認識可能な特徴と、が得られる。ただし、いくつかのケースにおいては、２つの配列のピッチが異なり、かつ、したがって、１つの配列の微細画像コンポーネントが、もう１つの配列の儀細画像コンポーネントと重複するというリスクが存在しているため、問題が発生する可能性がある。この問題を回避するために、好ましくは、第１及び第２配列の横方向寸法は、第１配列の微細画像コンポーネントが第２配列の微細画像コンポーネントと重複しないようになっている。
【００１７】
微細画像コンポーネントは、通常、シンボル、幾何学的図形、英数字、及びこれらに類似したものなどのアイコンを有してもよく、かつ、最も好ましくは、情報を提供する。
【００１８】
好適な例においては、微細画像コンポーネントは、グラビア、湿式又は乾式リソグラフィ印刷、スクリーン印刷、凹版印刷、及びフレキソ印刷などの任意の適切な印刷プロセスを使用し、基材上に印刷される。ただし、微細画像コンポーネントは、基材上の格子構造体、凹部、又はその他のレリーフパターンとして形成することもできる。国際特許出願公開第２００５／１０６６０１号パンフレットに記述されているように、反射防止構造体を使用してもよい。
【００１９】
微細レンズ及び凹面鏡などの微細合焦要素は、好ましくは、基材表面内へのエンボス加工、注型硬化（ｃａｓｔ−ｃｕｒｉｎｇ）、又はこれらに類似したものによって、形成される。
【００２０】
本発明によって生成されるモアレ拡大素子は、２次元（２Ｄ）又は１次元（１Ｄ）構造体であってよい。球面レンズを使用する２Ｄモアレ拡大構造体が欧州特許出願公開第１６９５１２１号明細書及び国際特許出願公開第１９９４／２７２５４号パンフレットに更に詳細に記述されている。２Ｄモアレ拡大素子においては、微細画像は、すべての方向において拡大される。１Ｄモアレ拡大構造体においては、球面微細レンズ又は微細ミラーが、円筒形の微細レンズ又は微細ミラーの反復配列によって置換される。この結果は、１つの軸だけにおいて、微細画像要素にモアレ拡大が適用されるというものであり、この軸は、ミラーがその曲がり又はレリーフの周期的変動を示す軸である。この結果、微細画像は、拡大軸に沿って強力に圧縮又は拡大解除（ｄｅ−ｍａｇｎｉｆｙ）されるが、拡大軸に垂直の軸に沿った微細画像要素のサイズ又は寸法は、観察者から見て、実質的に同一であり、すなわち、拡大又は引き伸ばしが発生しない。
【００２１】
本発明によって生成されるモアレ拡大素子は、それ自体としてセキュリティ素子を形成することができるが、ホログラム、回折格子、及びその他の光学可変効果生成構造体などのその他のセキュリティ機能との関連において使用することもできる。
【００２２】
本素子を使用し、基材の特性、具体的には、光学素子の対応する特性に影響を及ぼすその厚み及び柔軟性によって、様々な基材を真贋判定することができる。
【００２３】
本発明は、紙、特に、銀行券などの曲がり易い基材の保護において特別な価値を有しており、この場合に、本素子は、パッチ、ストリップ、又はスレッドを規定することができる。本素子の厚みは、銀行券の印刷プロセスにおける紙の連形状（ｐａｐｅｒ ｒｅａｍ ｓｈａｐｅ）の変形を回避するために本素子が銀行券内において用いられる方法と、更には、銀行券自体の形態及び柔軟性と、の影響を受けることになるが、本素子の厚みは、銀行券自体の厚み（通常は、８５〜１２０μｍ）の半分を超過しないことが望ましく、したがって、任意の実施形態において、本光学素子は、固定接着剤を含んで５０μｍ未満となるものと予想され、かつ、実質的にそのようになることが好ましい。
【００２４】
例えば、銀行券に適用されるパッチとしては、望ましい厚みは、ラベルの場合には、数μｍ（ミクロン）（固定接着剤を除く）から最大で３５〜４０μｍ（この場合にも、接着剤を除く）の範囲となる。ストリップの場合には、厚みは、この場合にも、箔押し（ｈｏｔ−ｓｔａｍｐｅｄ）又は転写されるストリップの場合における数μｍから最大では非転写型ストリップの場合の３５〜４０μｍの範囲をとることになり（この場合にも、固定接着剤を除く）、この場合に、ストリップを銀行券の基材内の機械的アパーチャ上に貼付する場合には、必要に応じて、支持担持層が保持される。
【００２５】
窓を有するスレッド（ｗｉｎｄｏｗｅｄ ｔｈｒｅａｄ）の場合には、好ましい最終厚みは、２０〜５０μｍの範囲である。
【００２６】
パスポートの紙のページ、プラスチックのパスポートカバー、査証、身分証明書、ブランド識別ラベル、改竄防止ラベル、任意の視覚的に真贋判定可能な物品を含む用途においては、セキュリティ素子の更に厚いバージョン（最大で３００μｍ）を利用することもできる。
【００２７】
更には、本素子をセキュリティ文書の透明な窓内に設けることによって、本素子を透過状態において観察できるようにすることもできる。
【００２８】
以下、本発明によるセキュリティ素子のいくつかの例について添付図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】銀行券の概略平面図である。
【図２Ａ】セキュリティ素子の第１の例の３つのバージョンの外観を示す平面図である。
【図２Ｂ】セキュリティ素子の第１の例の３つのバージョンの外観を示す平面図である。
【図２Ｃ】セキュリティ素子の第１の例の３つのバージョンの外観を示す平面図である。
【図３】図２に示されている拡大された画像の場所を概略的に示す図である。
【図４Ａ】図２及び図３に示されている素子の背景を単位セル及び部分的な配列として示す図である。
【図４Ｂ】図２及び図３に示されている素子の背景を単位セル及び部分的な配列として示す図である。
【図４Ｃ】図２及び図３に示されている画像の前景画像を単位セル及び部分的な配列として示す図である。
【図４Ｄ】図２及び図３に示されている画像の前景画像を単位セル及び部分的な配列として示す図である。
【図５】図２の例に使用される透過に基づいたセキュリティ素子の断面を示す概略図である。
【図６】本発明による単位セルの第１の例を示す図である。
【図７】本発明による単位セルの第２の例を示す図である。
【図８】本発明による素子の概略断面図である。
【図９】観察された際の素子の外観を示す図である。
【図１０Ａ】単位セル及び結果的に得られる拡大された画像の別の例を示す図である。
【図１０Ｂ】単位セル及び結果的に得られる拡大された画像の別の例を示す図である。
【図１１】本発明による素子の更なる例を示す図である。
【図１１Ａ】図９の変更されたバージョンを示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａの異なる単位セルを示す図である。
【図１２】微細画像コンポーネントを形成するための様々な方法を示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態によるモアレ拡大素子と、いくつかのホログラム画像生成構造体と、が設けられたセキュリティラベルの平面図である。
【図１４】モアレ拡大素子がホログラム画像生成構造体に内蔵されたラベルの別の例を示す図である。
【図１５】金属被覆が剥離された画像と組み合わせられた本発明によるモアレ拡大素子の一実施形態を示す図である。
【図１６Ａ】図１５の線Ａ−Ａにおける断面を示す図である。
【図１６Ｂ】図１５の線Ｂ−Ｂにおける断面を示す図である。
【図１７】図８に類似した、ただし、ミラーに基づいた実施形態の、断面である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、窓において露出したセキュリティスレッド２と、更なる透明な窓３と、を有する銀行券１を概略的に示している。銀行券１は、紙又はポリマー（二軸配向されたポリプロピレンなど）から製造してもよく、かつ、セキュリティスレッド２及び窓３のいずれか又は両方は、本発明によるセキュリティ素子を内蔵する。
【００３１】
本発明の例について説明する前に、本発明者らは、図２〜図５を参照して、背景について少し説明することとする。
【００３２】
図２〜図５は、セキュリティ素子の比較例を示している。図２Ａにおいて観察することができるように、通常通りに、即ち、垂直方向において、観察された際のセキュリティ素子の外観は、拡大された画像要素の第１配列１０であり、これは、この場合には、大きな星と小さな星のペアとして青色の星の拡大された組によって形成された背景１１を伴う数字５の形態の赤色のアイコン１０Ａである。アイコン１０Ａ及び背景１１の相対的な深度は、図３において更に明瞭に観察することが可能であり、この場合には、“５”アイコン１１は、基材７の上部表面の下方に見えており、背景プレーン１１は、“５”アイコン１０Ａの下方に位置している。
【００３３】
図４は、セキュリティ素子の構成要素を更に詳細に示している。この図は、背景１１が、図４Ｂに示されているように、１つの配列内において隣り合った状態に配置された単位セル１１Ａ（図４Ａ）の配列によって形成されていることを示している。“５”アイコン１０Ａは、図４Ｃ及び図４Ｄに示されているように、単位セルの１つの配列として形成されている。図４に示されているように、Ｘ及びＹ方向における背景配列１１の単位セル１１Ａのピッチは、Ａ２ｘ、Ａ２ｙである。“５”アイコン１０Ａのピッチは、Ａ１ｘ、Ａ１ｙである。通常、Ａ２ｘは、Ａ２ｙに等しく、かつ、Ａ１ｘは、Ａ１ｙに等しい。ただし、一方における“５”アイコン１０Ａのピッチと、他方における背景１０の単位セルのピッチとの間には、わずかな差が存在している。
【００３４】
図５は、図２〜図４に示されている素子の全体的な構造を断面において示している。すなわち、本素子は、透明なＰＥＴ又はその他のポリマー層２０（基材７に対応している）を有し、その上部表面上には、球面微細レンズ２２の二次元配列が形成されている。微細レンズ２２の直径は、通常、１〜１００μｍ（ミクロン）、好ましくは、１〜５０μｍ（ミクロン）、かつ、場合によっては、更に好ましくは、１０〜３０μｍ（ミクロン）の範囲であり、これによって、類似した範囲のピッチを規定している。
【００３５】
微細レンズ２２の焦点距離（その平坦な背面から計測したもの）は、印刷受容層の表面と実質的に一致する焦点面２４を規定するように、この例においては基材２０の厚みに微細レンズ配列２２とは反対側の基材２０の表面上の印刷受容層２１の厚みを加えたものを有する光学スペーサ層の厚みｔに実質的に等しい。印刷受容層２１上には、まず、赤色で“５”アイコン１０Ａの微細画像配列を印刷する。次いで、背景配列１１を青色で印刷する。２つの配列は、それぞれ、焦点面２４と一致する印刷受容層２１上に印刷されているが、背景印刷１１は、参照符号２５によって示されているように、“５”アイコンの配列１０と重複していることを図５において観察されたい。
【００３６】
本発明は、任意の特定のタイプ又は形状の微細レンズに限定されるものではなく、唯一の要件は、微細レンズを使用して画像を形成することができるというものである。本発明に適した微細レンズは、平凸レンズレット、両凸レンズレット、及びフレネルレンズなどの均質な材料の適切に湾曲した表面において光を屈折させるものを含む。好ましくは、本発明は、球面微細レンズを有することになるが、円柱形レンズを含む任意の対称性を有するレンズを利用することもできる。球面及び非球面表面の両方を本発明に適用可能である。微細レンズが湾曲した表面を有することは不可欠ではない。傾斜屈折率（Ｇｒａｄｉｅｎｔ Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ Ｉｎｄｅｘ：ＧＲＩＮ）レンズは、屈折率の小さな変動の結果として材料の容積の全体を通じた漸進的な屈折によって光を結像する。フレネルゾーンプレートなどの回折に基づいた微細レンズを使用することもできる。ＧＲＩＮレンズ及び振幅又はマスクに基づいたフレネルゾーンプレートは、微細レンズ配列を含む表面が平坦になることを可能にし、かつ、印刷受容性及び耐久性における利点を提供する。
【００３７】
複製プロセスによって生成されたレンズの周期的な配列を使用することが好ましい。光熱法、フォトレジストの溶解及びリフロー、及びフォトレジストの彫塑などのいくつかの技法によって、マスタ微細レンズ配列を製造することができる。このような技法については、当業者に知られており、かつ、１９９８年に再版されたＴａｙｌｏｒ ａｎｄ Ｆｒａｎｃｉｓ社から刊行されているＨａｎｓ Ｐｅｔｅｒ Ｈｅｒｚｉｇ編集による“Ｍｉｃｒｏ−Ｏｐｔｉｃｓ： Ｅｌｅｍｅｎｔｓ， Ｓｙｓｔｅｍｓ， ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”の第５章に詳述されている。次いで、ホットエンボス加工、成形、又は鋳造などの市場において入手可能な複製法によって、マスタ微細レンズ構造を物理的に複写することができる。微細レンズ構造をその内部に複製することができる材料は、限定を伴うことなしに、ホットエンボス加工及び成形プロセス用のポリカーボネート及びポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などの熱可塑性ポリマー及び鋳造プロセス用の熱又は放射線によって硬化可能なアクリル化エポキシ材料を含む。好ましいプロセスにおいては、微細レンズ配列は、鋳造によって、ＰＥＴなどの担持体ポリマー薄膜に適用されたＵＶ硬化可能な被覆内に複製される。
【００３８】
分かり易くするために、以下の例及び実施形態においては、球面微細レンズの使用について説明する。
【００３９】
モアレ拡大の現象を生成し、かつ、移動する画像の生成を可能にするために、ピッチ不整合を微細画像配列と微細レンズ配列との間に導入する。１つの方法は、実質的に同一のピッチを有する微細レンズ及び微細画像配列を有するというものであり、この場合に、ピッチ不整合は、微細画像と微細レンズ配列との間に小さな回転ミスアライメントを導入することによって実現される。微細画像と微細レンズ配列との間の回転ミスアライメントの程度は、好ましくは、１５°〜０．０５°の範囲であり、これは、結果的に、微細画像配列の〜４×−１０００×という拡大範囲をもたらす。更に好ましくは、回転ミスアライメントは、２°〜０．１°の範囲であり、これは、結果的に、微細画像配列の〜２５×−５００×という拡大範囲をもたらす。
【００４０】
又は、この代わりに、微細画像配列及び微細レンズ配列は、実質的に完全な回転アライメント状態にあるが、わずかなピッチ不整合を有する。わずかなピッチ不整合は、２５％〜０．１％の範囲の微細レンズ配列との関係における微細画像配列のピッチの比率増大／減少と等しく、これは、結果的に、微細画像配列の〜４×−１０００×という拡大範囲をもたらす。更に好ましくは、微細レンズ配列に対する微細画像配列のピッチの比率増大／減少は、４％〜０．２％の範囲であり、これは、結果的に、微細画像配列の〜２５×−５００×という拡大範囲をもたらす。
【００４１】
わずかなピッチ不整合とわずかな回転ミスアライメントとの組合せを使用することによって、モアレ拡大の現象を生成すると共に移動する画像の生成を可能にすることもできる。
【００４２】
配列１０、１１と球面レンズ配列２２との間のピッチ不整合の結果として、（図３に示されているように）異なる深度において微細画像のモアレ拡大が生成される。
【００４３】
実現される拡大の程度は、Ｍ． Ｈｕｔｌｅｙ、Ｒ Ｈｕｎｔ、Ｒ Ｓｔｅｖｅｎｓ、及びＰ Ｓａｖａｎｄｅｒによる“Ｔｈｅ Ｍｏｉｒｅ ｍａｇｎｉｆｉｅｒ”（Ｐｕｒｅ Ａｐｐｌ． Ｏｐｔ． ３（１９９４）、１３３〜１４２頁）において導出されている式によって規定される。
【００４４】
この式の関係する部分を要約すれば、微細画像ピッチ＝Ａであり、かつ、微細レンズピッチ＝Ｂであると仮定したときに、拡大Ｍは、次式によって得られる。
Ｍ＝Ａ／ＳＱＲＴ［（Ｂｃｏｓ（θ）−Ａ）2−（Ｂｓｉｎ（θ））2］
ここで、θは、２つの配列の間の回転角に等しい。
Ａ≠Ｂであり、かつ、ｃｏｓ（θ）≒１及びｓｉｎ（θ）≒０となるように、θが非常に小さい場合には、次式のとおりである。
Ｍ＝Ａ／（Ｂ−Ａ）＝Ｓ／（１−Ｓ）
ここで、Ｓ＝Ｂ／Ａである。
しかしながら、Ｍ＞＞１０というようにＭが大きい場合には、Ｓ≒１でなければならず、したがって、次式が得られる。
Ｍ≒１（１−Ｓ）
【００４５】
表面プレーンに対する合成画像の深度は、焦点距離ｆのレンズのプレーンから距離ｖに位置する画像の拡大に関係するなじみ深いレンズ等式から導出される。これは、次式のとおりである。
Ｍ＝ｖ／ｆ−１
又は、通常は、ｖ／ｆ＞＞１であるため、次式が得られる。
Ｍ≒ｖ／ｆ
したがって、合成的に拡大された画像の深度ｖは＝Ｍ＊ｆである。
【００４６】
図２Ａ〜図２Ｃは、第１配列１０に対して異なる見当合わせ位置にある第２配列１１を示している。重要な点は、第１及び第２配列要素又はアイコン１０Ａ、１１Ａの設計及び選択肢は、１つの配列の位置がもう１つの配列に対して変化した際に、情報、内容、象徴的関連性、又は審美的外観が大きく変化しないようなものになっている、すなわち、２つの配列は、見当合わせの影響を受けにくいか、又は非常に好ましい見当合わせ要件を有しているということである。第２配列１１は、第１配列１０によって見にくくなっているか又は遮られているため、例えば、額面金額の又は英数字のシンボルなどの特に情報を有するアイコンタイプは、第２配列１１の前面に位置していことから可視状態になっている第１配列１０内に配置されることが好ましいことに留意されたい。更には、図２に示されている例においては、第２配列１１のそれぞれの単位セル１１Ａは、２つの同一のアイコン、すなわち、大きい星と小さい星から構成されており、この結果、情報の観点において、それぞれの単位セル内に情報の冗長性が存在している。この冗長性特性は、２つの配列の間のなんらかの相対的な見当合わせ状態において、第１配列のアイコンパターン（５）が大きな星の配列を実質的に見にくくした場合に、第１配列からの著しい妨害又は干渉を伴うことなしに、小さな星のアイコン配列を容易に可視状態にすることができるということを意味している。この結果、観察者は、偏移した表面プレーンの背後又は前面における所与の深度に位置した赤色の５の第１パターンと、異なる画像深度においてこのパターンの背後に位置した青色の（５０％だけ大きく、かつ、５０％だけ小さい）星の第２パターンと、を有する２つの合成的に拡大されたアイコン配列をはっきりと観察することになる。公的認知の観点において、視覚的効果又は外観は、第２パターンに対する第１パターンの位置に伴って大幅に異なることにはならない。
【００４７】
図２に示されている画像設計を要約すれば、記述可能な光学可変効果は、第２配列１１に対する第１アイコン配列１０の見当合わせ状態の制御されていない製造変動の影響を受けにくい（すなわち、実質的に不変である）。これは、本発明の重要な側面である。
【００４８】
第１及び第２画像配列１０、１１に対照的な色を使用することは、観察者が、特に個々の要素が重複している領域内において２つの配列を弁別するのに有用であり、かつ、したがって、このような素子の公的認知及び検証に有用である。色による弁別の利益の理解を促進するために、本発明者らは、図２Ｄに、従来と同一の２つの画像配列を示しており、この場合には、第１及び第２配列の両方が、単一の色によって提供／又は印刷されている（図２Ａと同様に、配列の３つの異なる相対的な位置が示されている）。観察することができるように、第１及び第２パターンの画像要素が重複しているところにおいては、上部の第１配列要素のアウトラインと下部の第２配列要素を弁別することが困難であり、これは、観察者又は閲覧者を混乱させるように作用し、その結果、複数の画像プレーンを有することの有効性が低減される可能性がある。
【００４９】
例：
図２及び図５の構造が、４０μｍ又は０．０４ｍｍの焦点距離ｆを有する微細レンズ２２から構成されていると仮定しよう。更には、微細レンズ及び支持基材２０の両方が、いずれも、１．５の屈折率ｎを有する材料から構成されていると仮定しよう。この結果、レンズの基部直径Ｄは、式Ｄ≦ｆ＊２（ｎ−１）によって制約されることになり、かつ、したがって、Ｄ≦０．０４＊２（１．５−１）であり、これによって、Ｄ≦０．０４ｍｍが得られる。
【００５０】
この結果、本発明者らは、０．０３５ｍｍのＤの値と、（それぞれの軸に沿って）０．０４ｍｍのレンズピッチＢと、を選択し、これによって、妥当な最密充てん（レンズ間ギャップ：５μｍ）を有する１に近いｆ／＃値を有するレンズ配列が結果的に得られることになろう。
【００５１】
第１の例において、本発明者らが、第１画像配列１０が基材の表面プレーンの背後の２ｍｍに位置することを、そして、第２画像配列１１が表面プレーンの背後の６ｍｍに位置することを必要としたと仮定しよう（表面プレーンの背後の画像は、定義によれば虚像であり、かつ、更に詳細な分析は、これらが、微細画像オブジェクト配列に対して非倒立型となることを示している）。
更に説明をわかりやすくするために、本発明者らは、Ａ１ｙ＝Ａ１ｘであり、かつ、Ａ２ｙ＝Ａ２ｘであると仮定する。
Ｍ＝ｖ／ｆとすると、ｆ＝０．０４ｍｍであり、かつ、ｖ＝２ｍｍである場合には、Ｍ１＝２／０．０４＝５０となる。
したがって、Ｍ１＝Ａ／（Ｂ−Ａ）＝５０であるため、５０（Ｂ−Ａ１）＝Ａ１であり、これによって、Ａ１＝Ｂ（５０／５１）が得られることになる。
Ｂ＝０．０４ｍｍを代入することによって、本発明者らは、Ａ１＝０．０３９２ｍｍを得る。
同様に、Ｍ２＝６／０．０４＝１５０であり、かつ、したがって、１５０（Ｂ−Ａ２）＝Ａ２であり、これによって、Ａ２＝Ｂ（１５０／１５１）＝０．０３９７ｍｍが得られる。
【００５２】
第２の例において、本発明者らが、第２画像配列１１が表面プレーンの背後の６ｍｍに位置した状態に留まっている間に、第１画像配列１１が表面プレーンの前面の２ｍｍに位置することを必要としたと仮定しよう。
【００５３】
以前の例とは対照的に、ここでは、第１画像配列１０は、実像の倒立画像を形成することになり、かつ、したがって、拡大の符号が負となる（これは、以前の拡大の式の画像距離ｖに負の値を割り当てることの結果として生じる）。
したがって、Ｍ１＝−２／０．０４＝−５０であり、したがって、−５０（Ｂ−Ａ１）＝Ａ１であり、これによって、Ａ１＝５０／４９Ｂ＝０．０４０８ｍｍが得られる。
【００５４】
したがって、第１画像配列が表面プレーンの前面に位置するためには（すなわち、浮かんでいるように見えるためには）、その微細画像配列がレンズピッチよりも大きなピッチを有する必要があることがわかる。逆に、画像ピッチがレンズピッチを下回っている場合には、画像配列は、表面プレーンの下方に位置しているように見えることになる。
【００５５】
以上の説明においては、微細合焦要素は、レンズを有している。ただし、これらは、当技術分野において知られているように、凹面反射器によって置換することができる。
【００５６】
本発明に適用可能である以上の背景に基づいて、以下、本発明者らは、本発明のいくつかの例について説明することとする。
【００５７】
図６は、インクによってべた印刷された又は不透明なＫと、これに後続するスクリーニングされた（かつ、したがって、準半透明である）５と、の例からなる微細画像単位セル１００を示しており、このスクリーニングは、図６に示されているようなリニアスクリーンの、又は、図７の単位セル１００’に示されているようなハーフトーンスクリーンの、又は、これらの中間の任意の変形の、形態をとってもよい。この素子の断面図が図８に示されており、微細レンズ配列２５２がその１つの表面上に設けられると共に印刷受容層２５１がもう１つの表面上に設けられた透明なプラスチック基材２５０を示しており、印刷受容層上には、微細画像配列（層１）２５４が設けられている。印刷受容層２５１は、焦点調節層として機能することもできる。
【００５８】
第１印刷配列２５４の適用に続いて、本素子の同一の面は、第２色２５６によって上塗りされ、これは、５の拡大された合成画像が、第１及び第２色の重ね合せである色を有するという効果を有する。例えば、Ｋ５の単位セル１００を印刷するのに使用される第１色が青色であり、かつ、均一な被覆２５６として適用される第２色が黄色であると仮定すれば、図９に示されているように、合成的に拡大された画像配列内において、Ｋは、青色で見えることになり（Ｋは、実質的に不透明な色によって印刷されているため）、かつ、５は、緑色のシェードで見えることになり、その色相は、５に存在している青色及び黄色の相対的な重みによって左右されることになる。
【００５９】
可視化されたアイコンと背景の間の良好なコントラストを保証するために、背景色２５６は、単位セル２５４の色との関係において色相及び輝度の両方において対照をなしていることが望ましい。印刷される微細画像のインク又は着色剤の厚みは、０．２〜３μｍの、ただし、とりわけ、０．５〜１．０μｍの範囲になるものと想定される。
【００６０】
背景色のインク又は着色剤の厚みは、不透明性の要件に応じて変化することになるが、０．５〜５μｍ、とりわけ、１〜３μｍの範囲になるものと想定される。
【００６１】
本発明者らは、１つの設計例を提供しており、当然のことながら、２つの異なる色、色相、又は輝度で見えるが良好な相対的見当合わせ状態に留まる２つの画像アイコンを得るためのこの一般的な原理は、例えば、国の通貨のシンボル及び関係する額面金額（例えば、£又は＄など、並びに、額面金額）などの様々なアイコンタイプ及び連想に対して適用することができる。
【００６２】
この例においては、第２色は、均一な被覆２５６として適用されている。ただし、例えば、色が素子に跨って横方向に変化するなどのように、様々なその他のタイプの有色被覆を使用することもできる。
【００６３】
以上において説明した例においては、単位セル１００は、Ｋと５という２つの別個の微細画像コンポーネントを有している。互いに当接すると共に更に複雑な画像の各部分を形成する微細画像コンポーネントを利用することもできる。一例が、図１０に示されており、この場合には、図１０Ａの単位セルは、２つの微細画像コンポーネントから構成されており、べた印刷された円３００は、部分的な切欠きを有しており、その内部に、スクリーニングされた円３０２の一部が印刷されている。本素子が観察された際には（図１０Ｂ）、数字８の色が垂直方向に変化する状態において、“８”の配列が観察されることになる。
【００６４】
上述の図６〜図１０に示されている例に示されているものに対する更なる変更例においては、Ｋ及び５（結合されたシンボル又はアイコン）は、可視状態にある場合に、異なる色であるのみならず、異なる深度のプレーン内に位置している。後者と関連する問題点は、この場合には、Ｋ及び５の微細画像配列又は格子が異なるピッチを有することを要し、かつ、この結果、２つの配列が、図１１に概略的に示されているように、同期した状態から逸脱するという点にある。図１１の画像の左手の配列を検討すれば、円によって示されている配列の中央においては、Ｋ及び５は、望ましい見当合わせ状態にあることがわかるが、５の配列は、Ｋの配列よりも小さなピッチを有していることから、これらは、見当が合った状態から徐々にはずれ、かつ、最終的に、配列の寸法が拡張された場合には、微細画像は、重複すると共に干渉することになり、これは、可視化された画像に対して有害な影響を及ぼすことになることがわかる。これを改善するためには、微細画像が重複することになる位置に２つの配列が絶対に到達しないように、２つの微細画像配列の位相がリセットされる画像中断部２６０を生成する必要がある。この中断部は、セキュリティスレッド又はこれに類似したものを形成する際に切断領域を規定するようにして、簡便に形成することができる。
【００６５】
合成画像配列は、図９のとおりであるが、拡大されたＫ及び５の要素が異なる画像プレーンを有し、かつ、５の要素が、例えば、表面プレーンの背後６ｍｍに位置し、かつ、Ｋが表面プレーンの背後４ｍｍに位置する素子の生成を本発明者らが所望していると仮定しよう。
【００６６】
この場合には、対応する微細画像配列は、図１１Ａに示されている概略図のような外観を有することになる。配列の中央においては、Ｋ及び５は、望ましい相互間の見当合わせ状態を有しているが、Ｋの配列は、その相対的に小さな深度と、したがって、拡大と、によって、両方の軸において相対的に小さなピッチを有することになり、これによって、コーナーの場所（左上に示されているもの）において２つのシンボルが仮想的に接触する時点まで、２つの配列は、見当が合った状態からわずかにはずれることになり、本発明者らは、このコーナーの場所を許容可能性の限度であると見なしている。
【００６７】
図１１Ａは、中央の要素と、上部コーナーの要素と、を示しており、かつ、見当合わせ状態のシフトは、差ΔＸ−ΔＸ1及び差ΔＹ−ΔＹ1（図１１Ｂ）によって特徴付けられる。本発明者らは、シフトが制限値に到達する配列のサイズを次のように算出してもよい。
中央視点からの最大許容シフト＝ΔＸ−ΔＸ1
これは、次式によって得られる微細画像反復の回数ｎｘにわたって発生する。
ｎx＝（ΔＸ−ΔＸ1）／（Ａ1Ｘ−Ａ2Ｘ）
したがって、第１及び第２配列の相互の位置が見当が合った状態にあるＸ方向に沿った配列のスパンＷｘは、次式によって得られる。
Ｗｘ＝２ｎx＊（Ａ1Ｘ＋Ａ2Ｘ）／２＝（ΔＸ1−ΔＸ）＊（Ａ1Ｘ＋Ａ2Ｘ）／（Ａ1Ｘ−Ａ2Ｘ）
同様に、第１及び第２配列の相互の位置が、見当が合った状態にあるＹ軸に沿った配列のスパンの高さＨｙは、次式によって得られる。
Ｎｙ＝（ΔＹ−ΔＹ1）／（Ａ1ｙ−Ａ2ｙ）、及び、したがって、Ｈｙ＝（ΔＹ1−ΔＸ）＊（Ａ1Ｙ＋Ａ2Ｙ）／（Ａ1Ｙ−Ａ2Ｙ）
【００６８】
代替肢として、セキュリティ素子は、図１４に示されているように、ミラーに基づいたモアレ素子として製造することもできる。この場合には、球面微細レンズ配列は、透明なポリマー基材３１０の１つの表面上に形成された球面又は非球面凹面鏡配列３００によって置換される。もう１つの表面には、図８を参照して説明したものと同一の微細画像セルの配列が設けられる。この印刷された配列２５４の適用に続いて、本素子の同一の面は、第２色２５６によって上塗りされ、これは、５の拡大された合成画像が、第１及び第２色の重ね合わせである色を有するという効果を有する。
【００６９】
この構造は、反射モードにおいてだけ観察することを意図しており、かつ、したがって、不透明な基材上への適用（ストリップ及びパッチ）又は不透明な基材への部分的な埋め込み（窓を有するスレッド）に最も適している。レンズシステムと同様に、印刷された微細画像は、ミラーシステムの焦点深度又は視野によって決定される精度においてミラーの焦点面と一致しなければならない。
【００７０】
入射光は、ミラーの配列によってコリメート光として反射される前に、第２色の層と、第１色の微細画像セルと、を通過又は透過しなければならないため、少なくとも第２色層と、微細画像要素のコンポーネントの少なくとも１つ（この場合には、５）と、は、これらが意図された色で見えるように、少なくとも部分的に半透明でなければならないということになる。この例におけるように、微細画像コンポーネントの１つが不透明である場合には、このコンポーネントは、最終的な素子において、黒色で見えることになる。
【００７１】
ミラー上の金属被覆は、背景色と、１つ又は複数の半透明な微細画像コンポーネントの色と、をも実現することになる。この金属被覆は、アルミニウムなどの「白色」反射器であってもよく、又は、銅やその合金などのその他の有色金属を使用してもよい。銀、金、プラチナ、クローム、ニッケル、ニッケル−クローム、パラジウム、すずなどのその他の金属を使用してもよい。
【００７２】
凹面鏡の焦点距離は、その曲率半径Ｒの半分に等しく、かつ、したがって、ミラー基部の直径の４分の１に近接した制限最小値を有することができることに留意されたい。要すれば、所与の基部直径において、ミラーの焦点距離及びＦ値は、（１．５という一般的な屈折率を仮定した場合に）等価なレンズの値の４分の１となろう。ただし、Ｆ値の低減は、焦点深度の低減と等しいことから、実際には、多くの場合に、２Ｒを格段に下回るミラー基部直径を有することが望ましくなる。
【００７３】
例えば、先程引用された好ましい素子厚みを検討することによって、本発明者らは、ミラーの焦点距離が４０μｍとなることを必要とすることになり、この場合に、これは、ミラーの半径Ｒが８０μｍという値を有することを必要とし、かつ、したがって、１６０μｍに近接する最大理論直径と、したがって、Ｆ値ｆ／＃＝０．２５ｍｍと、を必要とする。
【００７４】
上述の例においては、微細画像要素は、基材上に印刷することによって設けられている。画像要素の一部又はすべてをレリーフ構造体として設けることも可能であり、かつ、これらのいくつかの例が図１２のＡ〜Ｊに示されている。これらの図において、“ＩＭ”は、画像を生成するレリーフの部分を示しており、“ＮＩ”は、画像を生成しない部分を示している。
【００７５】
図１２のＡは、エンボス加工された又は凹入した画像要素を示している。図１２のＢは、デボス加工された画像要素を示している。図１２のＣは、格子構造体の形態を有する画像要素を示しており、図１２のＤは、蛾の目（ｍｏｔｈ−ｅｙｅ）又はその他の微細ピッチ格子構造体を示している。
【００７６】
これらの構造体は、組み合わせることができる。例えば、図１２のＥは、凹部エリア内において格子によって形成された画像要素を示しており、図１２のＦは、デボス加工されたエリア上における格子を示している。
【００７７】
図１２のＧは、粗いエンボス加工の使用を示している。
【００７８】
図１２のＨは、エンボス加工されたエリア上における印刷の提供を示しており、図１２のＩは、“Ａｚｔｅｃ”形状の構造体を示している。
【００７９】
図１２のＪは、インクが充填された凹部を示している。
【００８０】
上述の素子構造の様々な実施形態は、既知の方法によって、プラスチック又は紙の基材に内蔵するために、パッチ、フォイル、ストライプ、ストリップ、又はスレッドに切り裂くか又は切断することができる。
【００８１】
一実施形態においては、本発明は、窓を有するスレッドとして証券用紙に内蔵することができる。
【００８２】
更なる例においては、セキュリティ素子は、１つ又は複数のその他の光学セキュリティ機能をも含む。この例が図１３に示されている。この例においては、モアレ拡大器素子４００は、図６〜図１０を参照して説明したように形成されている。また、このセキュリティ素子は、いくつかのホログラム画像生成構造体４１１〜４１６をも含む。これらのホログラム画像構造体は、微細レンズと同一の樹脂内に鋳造又はエンボス加工することができるが、同様に、微細レンズを鋳造するのに適したものとホログラム構造体をエンボス加工するのに適したものという２つの異なる樹脂を見当の合った状態において適用することもできる。又は、この代わりに、ホログラム構造体は、微細レンズとは反対のポリマー層の面に位置したポリマーラッカー内にエンボス加工することもできる。
【００８３】
ホログラム生成構造体は、ホログラム又はＤＯＶＩＤ画像要素の形態を有することができる。図１３に示されているラベル構造においては、微細レンズと、２つの拡大された画像配列の可視化されたものと、は、中央の水平な帯又はラベルの領域内に配置されており、ホログラム生成構造体は、両側部に配置されている。ただし、この例は、純粋に例示を目的としたものであり、かつ、例えば、モアレ拡大素子３０が両側部上の１つ又は複数の領域内に設けられた状態において、ホログラム生成構造体１００を中央の帯又はストリップ内に配置することもできることを理解されたい。又は、この代わりに、モアレ拡大された画像と、ホログラム生成構造体によって提供される画像と、を、単一画像のそれぞれの提供コンポーネントによって、単一画像に統合することもできる。
【００８４】
図１４はこのような統合された設計の一例を示している。この場合には、ホログラム生成構造体４２０は、巻物（ｓｃｒｏｌｌ）を形成しており、かつ、この巻物の中間部分において、ホログラム構造体は、この場合には移動する“５”及び星であるモアレ拡大された画像を生成するために、モアレ拡大素子４２２によって置換されている。
【００８５】
ホログラム構造体１００、１０１の場合には、これらは、任意の従来の形態を有することが可能であり、かつ、完全に又は部分的に金属被覆することができる。又は、この代わりに、反射改善金属被覆層をＺｎＳなどの実質的に透明な無機高屈折率層によって置換することもできる。
【００８６】
どのような構成が規定されるのかとは無関係に、図１３及び図１４において２つの異なる光学効果に対して割り当てられている個々の領域は、それらの効果の明瞭な可視化を促進するために十分に大きいことが有利である。
【００８７】
以上の図面に示されているセキュリティ素子は、保護対象文書に接触する素子の外側表面に対する感熱又は感圧接着剤の適用を通常必要とする文書を保護するためのラベルとして適用されるのに適している。更には、任意選択の保護被覆／ワニスを素子の露出した外側表面に適用することもできる。保護被覆／ワニスの機能は、セキュリティ基材上への転写の際及び流通の際の、素子の耐久性を増大させることである。
【００８８】
ラベルではなく転写要素の場合には、セキュリティ素子は、好ましくは、担持体基材上に予め製造され、かつ、後続の作業ステップにおいて基材に転写される。セキュリティ素子は、接着剤層を使用して文書に貼付することができる。接着剤層は、セキュリティ素子に、又はその素子が貼付される保護対象文書の表面に、適用される。露出した層、又はこの代わりに担持体層が、外側保護層として機能する構造の一部として留まることができるため、転写の後に、担持体ストリップを除去し、これによって、セキュリティ素子を残すことができる。微細光学構造体を有する注型硬化素子に基づいてセキュリティ素子を転写するための適切な方法が欧州特許第１８９７７００号明細書に記述されている。
【００８９】
また、本発明のセキュリティ素子は、セキュリティストリップ又はスレッドとして内蔵することもできる。いまや、セキュリティスレッドは、世界の多くの通貨だけでなく、証票、パスポート、トラベラーズチェック、及びその他の文書にも、存在している。多くの場合に、スレッドは、部分的に埋め込まれた方式又は窓を有する方式によって設けられており、この場合に、スレッドは、紙の内外に編み込まれているように見える。所謂窓を有するスレッドを有する紙を製造する１つの方法は、欧州特許第００５９０５６号明細書において見出すことができる。欧州特許第０８６０２９８号明細書及び国際特許出願公開第２００３／０９５１８８号パンフレットは、幅の広い部分的に露出したスレッドを紙の基材に埋め込むための様々な方法について記述している。更なる露出エリアが本発明などの光学的に変化可能な素子の良好な使用法を許容するため、通常は２〜６ｍｍの幅を有する幅広のスレッドが特に有用である。
【００９０】
本発明のセキュリティ素子は、いずれかの層に検出可能な材料を導入することによって、又は、別個の機械可読層を導入することによって、機械によって判読可能なものにすることができる。外部刺激に対して反応する検出可能な材料は、限定を伴うことなしに、蛍光性材料、燐光性材料、赤外線吸収材料、サーモクロミック材料、フォトクロミック材料、磁性材料、エレクトロクロミック材料、導電性材料、及びピエゾクロミック材料を含む。
【００９１】
薄膜干渉要素、液晶材料、及びフォトニック結晶材料などの更なる光学的に変化可能な材料をセキュリティ素子に含むことができる。このような材料は、フィルミック層の形態であってもよく、又は、印刷による適用に適した着色された材料であってもよい。
【００９２】
本発明のセキュリティ素子は、不透明な層を有してもよい。
【００９３】
図１５及び図１６は、本発明のセキュリティ素子に内蔵された金属被覆が剥離された（ｄｅｍｅｔａｌｌｉｓｅｄ）画像５００の形態を有する更なるセキュリティ機能を示している。素子の拡大された画像配列５１０が、この素子の中央の帯内において観察される。これは、強力なレンチキュラータイプのアニメーションに起因した第１セキュリティ効果を提供する。図１６において観察することができるように、断面Ａ−Ａに沿った図１５内に示されている機能の構造は、図８に示されているとおりである。モアレ拡大を示す中央の帯の外の領域においては（断面Ｂ−Ｂに沿って観察されるように）、印刷受容層は、金属被覆されている５２０。金属層の各部分の金属被覆を剥離させることによって、金属被覆が剥離された画像を規定しており、かつ、これによって、反射光において観察可能であるが更に好ましくは透過光においても観察可能である金属被覆が剥離された標識の生成を可能にしている。
【００９４】
更なる例においては、かつ、図１７に示されているミラーに基づいたモアレの例を参照すれば、微細ミラーを形成する金属被覆された層は、微細ミラーを超えて延在してもよく、かつ、次いで、この層の各部分の金属被覆を剥離させて金属被覆が剥離された画像を規定することができる。
【００９５】
制御され且つ明確に規定されたエリア内に金属が存在していない部分的に金属被覆された／金属被覆が剥離された薄膜を製造するための１つ方法は、米国特許第４６５２０１５号明細書に記述されているものなどのレジスト及びエッチング法を使用して領域の金属被覆を選択的に剥離させるというものである。類似の効果を実現するためのその他の技法としては、例えば、アルミニウムをマスクを通じて真空蒸着させることが可能であり、又は、アルミニウムをプラスチック担持体の複合ストリップから選択的に除去することが可能であり、かつ、アルミニウムをエキシマレーザーを使用して選択的に除去することができる。又は、この代わりに、Ｅｃｋａｒｔ社が販売するＭｅｔａｌｓｔａｒ（登録商標）インクなどの金属質の外観を有する金属効果インクを印刷することによって、金属質の領域を設けてもよい。
【００９６】
代替機械可読実施形態においては、透明な磁性層を素子構造内の任意の位置に内蔵することができる。所定のサイズを有すると共に磁気層が透明な状態に留まる濃度において分布した磁性材料の粒子の分布を含む適切な透明磁性層が国際特許出願公開第２００３／０９１９５３号パンフレット及び国際特許出願公開第２００３／０９１９５２号パンフレットに記述されている。
【００９７】
更なる例においては、本発明のセキュリティ素子は、その素子が文書の透明領域に内蔵されるように、セキュリティ文書に内蔵してもよい。セキュリティ文書は、紙及びポリマーを含む任意の従来の材料から形成された基材を有してもよい。当技術分野においては、これらのタイプの基材のうちのそれぞれの基材内に透明な領域を形成するための技法が知られている。例えば、国際特許出願公開第１９８３／００６５９号パンフレットは、基材の両面上に不透明被覆を有する透明基材から形成されたポリマー銀行券について記述している。基材の両面上の局所領域内において不透明被覆を省略し、透明領域を形成している。
【００９８】
欧州特許第１１４１４８０号明細書は、紙の基材内に透明領域を製造する方法について記述している。紙の基材内に透明領域を形成するためのその他の方法は、欧州特許第０７２３５０１号明細書、欧州特許第０７２４５１９号明細書、欧州特許第１３９８１７４号明細書、及び国際特許出願公開第２００３／０５４２９７号パンフレットに記述されている。
【００９９】
本発明の微細画像配列のうちの１つ又は複数の配列は、非可視放射に対して可視的に応答する材料を有するインクによって印刷してもよい。当業者には、蛍光又は燐光特性を有する材料を含むものとして、ルミネセント材料が知られている。また、フォトクロミック材料及びサーモクロミック材料などの非可視放射に対して可視的に応答するその他の材料の使用も周知である。例えば、拡大された配列のうちの１つだけが通常の昼光条件において可視となり、第２の拡大された画像がＵＶ照明下においてだけ可視になってもよいであろう。又は、この代わりに、２つの拡大された配列が、通常の昼光条件においては、同一色に見え、かつ、フィルタを使用して観察された際には、又は、ＵＶ照明下において観察された際には、異なる色に見えることもできる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、銀行券、小切手、パスポート、身分証明書、正規品証明書（ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｅ ｏｆ ａｕｔｈｅｎｔｉｃｉｔｙ）、収入印紙、並びに、価値又は身元を保証するその他の文書などのセキュリティ文書及びその他の有価物品において使用されるセキュリティ素子などのモアレ拡大素子に関する。また、本発明は、包装又はこれに類似したものに使用される光学素子にも関する。
【背景技術】
【０００２】
モアレ拡大は、多年にわたってセキュリティ素子の原理として使用されている。いくつかの例が国際特許出願公開第１９９４／２７２５４号パンフレット及び欧州特許出願公開第１６９５１２１号明細書に記述されている。このような素子においては、焦点面を規定する微細合焦要素の規則的な配列が、合焦要素の焦点面と実質的にアライメントされたプレーン内に配置された画像要素の対応する配列の上方に設けられている。画像要素の配列のピッチ又は周期性は、合焦要素のピッチ又は周期性とわずかに異なるように選択されており、かつ、この不整合は、画像要素の拡大されたバージョンが生成されることを意味している。
【０００３】
拡大倍率は、周期性又はピッチの間の差によって左右される。微細レンズ配列と微細画像配列との間のピッチ不整合は、微細レンズ配列及び微細画像配列が回転ミスアライメントを有するように、微細レンズ配列に対して微細画像配列を回転させることによって、又はこの逆を実行することによって、簡便に生成することもできる。回転ミスアライメント又はわずかなピッチ不整合は、結果的に、眼が画像の異なる部分をそれぞれの隣接するレンズ内において観察することをもたらし、この結果、拡大された画像が得られる。そして、眼がレンズ／画像配列に対して移動した場合には、画像の異なる部分が観察され、これによって、画像が異なる位置に存在しているという印象がもたらされる。眼が滑らかに移動した場合には、一連の画像が観察され、これによって、画像が表面に対して移動しているという印象がもたらされる。ピッチ不整合を回転ミスアライメントによって生成した場合には、拡大された画像の配列が微細画像配列に対して回転し、かつ、この結果、拡大された画像の見かけの動きを結果的にもたらすパララックス効果も回転することになる。これをスキューパララックスとして知られている。モアレ拡大素子内において観察される拡大された画像の拡大及び回転に対するピッチ不整合及び回転ミスアライメントの影響については、Ｍ． Ｈｕｔｌｅｙ，Ｒ Ｈｕｎｔ、Ｒ Ｆ Ｓｔｅｖｅｎｓ及びＰ Ｓａｖａｎｄｅｒ，“Ｔｈｅ Ｍｏｉｒｅ Ｍａｇｎｉｆｉｅｒ”，Ｐｕｒｅ Ａｐｐｌ． Ｏｐｔ． ３（１９９４），１３３〜１４２，ＩＯＰ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｌｉｍｉｔｅｄ社、に記述されている。
【０００４】
動き及び向きの変化の特性については、モアレの理論から説明することが可能であり、これについては、Ｉ． Ａｍｉｄｒｏｒ，“Ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｍｏｉｒｅ ｐｈｅｎｏｍｅｍｏｎ”（ＩＳＢＮ ０−７９２３−５９４９−６），Ｋｌｕｉｖｅｒ Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ社，２０００年、に詳細に記述されている。２つの周期的な構造体のモアレ効果は、２つの構造体の周波数ベクトルを検討することによって説明／予測することができる。周波数ベクトルの向きは、周期性の方向を表しており、かつ、長さは、周波数（すなわち、１／周期）を表している。このベクトルは、そのデカルト座標（ｕ，ｖ）によって表現され、ここで、ｕ及びｖは、周波数の水平及び垂直成分である。
【０００５】
関係する原理については、国際特許出願公開第２００５／１０６６０１号パンフレットに更に詳細に記述されている。
【０００６】
通常、合焦要素は、微細レンズ又は微細ミラーを有し、かつ、画像要素は、単純なアイコン又はこれに類似したものによって規定されている。
【０００７】
これまで、見当が相互に合った既定の状態において異なる色の複数の画像アイコンを示すモアレ拡大素子は、公に実証されてはいない。これは、既定の方式で組み合わせられた又は見当が合わせられた２つの別個の微細画像アレイを印刷することが技術的に非常に困難であることに起因している。
【０００８】
本発明によれば、モアレ拡大素子は、透明な基材を有し、この透明な基材は、
ｉ）第１表面上の微細合焦要素の規則的な配列であって、これらの合焦要素は、焦点面を規定している、微細合焦要素の配列と、
ｉｉ）合焦要素の焦点面と実質的に一致したプレーン内に配置された微細画像要素単位セルの対応する配列であって、それぞれの単位セルは、少なくとも２つの微細画像コンポーネントを有する、微細画像要素単位セルの配列と、
を担持しており、
微細合焦要素及び微細画像要素単位セルの配列のピッチ並びにこれらの相対的な場所は、微細合焦要素の配列が微細画像要素単位セルの配列と協働し、モアレ効果に起因して微細画像コンポーネントの拡大されたバージョンを生成するようになっており、
単位セルの第１微細画像コンポーネントは、残りの第２微細画像コンポーネントの色濃度とは異なる色濃度を有し、かつ、
本素子が観察された際に、少なくとも第２微細画像コンポーネントが、更なる有色層に少なくとも部分的に依存した、かつ、第１微細画像コンポーネントの色とは異なる色に見えるように、微細画像要素単位セルの配列上に、又はこの上部に延在するように、更なる有色層が設けられている。
【０００９】
本発明によれば、単一の印刷動作によって異なる色の単位セルの２つの微細画像コンポーネントを提供すること又はこれに類似したことを試みるのではなく、本発明者らは、結果的に得られる拡大された微細画像コンポーネントが、更なる有色層と、第２微細画像コンポーネントと、恐らくは第１画像コンポーネント（それが不透明であるかどうかに応じて）と、の色を組み合わせた結果として、見えるように、更なる有色層が微細画像コンポーネントを通じて観察されることを可能にする色濃度（この場合に、「色」とは、黒色を含む）を微細画像コンポーネントが有するような方式によって、少なくとも１つの、かつ、恐らくは、両方の微細画像コンポーネントを提供している。第１及び第２微細画像コンポーネントの色濃度の差を適切に選択することによって、結果的に得られる色が異なることになる。これによって、２つの微細画像コンポーネントが異なる色において当初提供されているという印象が得られる。
【００１０】
第１及び第２微細画像コンポーネントは、別個の微細画像を規定することが可能であり、かつ、これらは、互いに離隔してもよく、隣接してもよく、又は、場合によっては、当接してもよい。又、これら２つの微細画像コンポーネントは、後述するように、更に大きなシンボル又はその他の英数字、グラヒックデザイン、又は、これらに類似したものの各部分を形成することもできる。
【００１１】
微細画像コンポーネントの間における色濃度の変動を実現するための便利な方法は、ハーフトーンスクリーンなどのスクリーニングされたパターンの形態でいずれかを印刷するというものである。ただし、使用される印刷法に応じて、異なるインク厚みの適用などのように、色濃度の差を実現するためのその他の方法を使用することもできる。異なるインク厚みは、例えば、深度が変化する彫刻されたセルを有するシリンダを利用したグラビア印刷によって、又は、従来の凹版印刷を使用することより、実現することができる。
【００１２】
一般に、第１微細画像コンポーネントは、不透明な色によって形成されるが、これは、必須ではない。
【００１３】
更なる有色層は、通常は、均一な色を有しているが、素子に跨って横方向に変化する色で更なる有色層を設けることによって、効果の再生を更に困難にすることができる。この結果、微細画像コンポーネントの非常に複雑な拡大されたバージョンを得ることができる。
【００１４】
以上においては、本発明者らは、拡大された合成微細画像コンポーネントが同一の深度に見える素子について説明している。
【００１５】
ただし、いくつかのケースにおいては、第１微細画像コンポーネントは、第１ピッチを有する第１配列を規定しており、かつ、第２微細画像コンポーネントは、第２の異なるピッチを有する第２配列を規定しており、それぞれのピッチは、微細形成要素のピッチとは異なり、これによって、第１及び第２コンポーネントの拡大されたバージョンは、異なる深度に見える。
【００１６】
この結果、更なるセキュリティと、真贋判定器（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｏｒ）用の容易に認識可能な特徴と、が得られる。ただし、いくつかのケースにおいては、２つの配列のピッチが異なり、かつ、したがって、１つの配列の微細画像コンポーネントが、もう１つの配列の儀細画像コンポーネントと重複するというリスクが存在しているため、問題が発生する可能性がある。この問題を回避するために、好ましくは、第１及び第２配列の横方向寸法は、第１配列の微細画像コンポーネントが第２配列の微細画像コンポーネントと重複しないようになっている。
【００１７】
微細画像コンポーネントは、通常、シンボル、幾何学的図形、英数字、及びこれらに類似したものなどのアイコンを有してもよく、かつ、最も好ましくは、情報を提供する。
【００１８】
好適な例においては、微細画像コンポーネントは、グラビア、湿式又は乾式リソグラフィ印刷、スクリーン印刷、凹版印刷、及びフレキソ印刷などの任意の適切な印刷プロセスを使用し、基材上に印刷される。ただし、微細画像コンポーネントは、基材上の格子構造体、凹部、又はその他のレリーフパターンとして形成することもできる。国際特許出願公開第２００５／１０６６０１号パンフレットに記述されているように、反射防止構造体を使用してもよい。
【００１９】
微細レンズ及び凹面鏡などの微細合焦要素は、好ましくは、基材表面内へのエンボス加工、注型硬化（ｃａｓｔ−ｃｕｒｉｎｇ）、又はこれらに類似したものによって、形成される。
【００２０】
本発明によって生成されるモアレ拡大素子は、２次元（２Ｄ）又は１次元（１Ｄ）構造体であってよい。球面レンズを使用する２Ｄモアレ拡大構造体が欧州特許出願公開第１６９５１２１号明細書及び国際特許出願公開第１９９４／２７２５４号パンフレットに更に詳細に記述されている。２Ｄモアレ拡大素子においては、微細画像は、すべての方向において拡大される。１Ｄモアレ拡大構造体においては、球面微細レンズ又は微細ミラーが、円筒形の微細レンズ又は微細ミラーの反復配列によって置換される。この結果は、１つの軸だけにおいて、微細画像要素にモアレ拡大が適用されるというものであり、この軸は、ミラーがその曲がり又はレリーフの周期的変動を示す軸である。この結果、微細画像は、拡大軸に沿って強力に圧縮又は拡大解除（ｄｅ−ｍａｇｎｉｆｙ）されるが、拡大軸に垂直の軸に沿った微細画像要素のサイズ又は寸法は、観察者から見て、実質的に同一であり、すなわち、拡大又は引き伸ばしが発生しない。
【００２１】
本発明によって生成されるモアレ拡大素子は、それ自体としてセキュリティ素子を形成することができるが、ホログラム、回折格子、及びその他の光学可変効果生成構造体などのその他のセキュリティ機能との関連において使用することもできる。
【００２２】
本素子を使用し、基材の特性、具体的には、光学素子の対応する特性に影響を及ぼすその厚み及び柔軟性によって、様々な基材を真贋判定することができる。
【００２３】
本発明は、紙、特に、銀行券などの曲がり易い基材の保護において特別な価値を有しており、この場合に、本素子は、パッチ、ストリップ、又はスレッドを規定することができる。本素子の厚みは、銀行券の印刷プロセスにおける紙の連形状（ｐａｐｅｒ ｒｅａｍ ｓｈａｐｅ）の変形を回避するために本素子が銀行券内において用いられる方法と、更には、銀行券自体の形態及び柔軟性と、の影響を受けることになるが、本素子の厚みは、銀行券自体の厚み（通常は、８５〜１２０μｍ）の半分を超過しないことが望ましく、したがって、任意の実施形態において、本光学素子は、固定接着剤を含んで５０μｍ未満となるものと予想され、かつ、実質的にそのようになることが好ましい。
【００２４】
例えば、銀行券に適用されるパッチとしては、望ましい厚みは、ラベルの場合には、数μｍ（ミクロン）（固定接着剤を除く）から最大で３５〜４０μｍ（この場合にも、接着剤を除く）の範囲となる。ストリップの場合には、厚みは、この場合にも、箔押し（ｈｏｔ−ｓｔａｍｐｅｄ）又は転写されるストリップの場合における数μｍから最大では非転写型ストリップの場合の３５〜４０μｍの範囲をとることになり（この場合にも、固定接着剤を除く）、この場合に、ストリップを銀行券の基材内の機械的アパーチャ上に貼付する場合には、必要に応じて、支持担持層が保持される。
【００２５】
窓を有するスレッド（ｗｉｎｄｏｗｅｄ ｔｈｒｅａｄ）の場合には、好ましい最終厚みは、２０〜５０μｍの範囲である。
【００２６】
パスポートの紙のページ、プラスチックのパスポートカバー、査証、身分証明書、ブランド識別ラベル、改竄防止ラベル、任意の視覚的に真贋判定可能な物品を含む用途においては、セキュリティ素子の更に厚いバージョン（最大で３００μｍ）を利用することもできる。
【００２７】
更には、本素子をセキュリティ文書の透明な窓内に設けることによって、本素子を透過状態において観察できるようにすることもできる。
【００２８】
以下、本発明によるセキュリティ素子のいくつかの例について添付図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】銀行券の概略平面図である。
【図２Ａ】セキュリティ素子の第１の例の３つのバージョンの外観を示す平面図である。
【図２Ｂ】セキュリティ素子の第１の例の３つのバージョンの外観を示す平面図である。
【図２Ｃ】セキュリティ素子の第１の例の３つのバージョンの外観を示す平面図である。
【図３】図２に示されている拡大された画像の場所を概略的に示す図である。
【図４Ａ】図２及び図３に示されている素子の背景を単位セル及び部分的な配列として示す図である。
【図４Ｂ】図２及び図３に示されている素子の背景を単位セル及び部分的な配列として示す図である。
【図４Ｃ】図２及び図３に示されている画像の前景画像を単位セル及び部分的な配列として示す図である。
【図４Ｄ】図２及び図３に示されている画像の前景画像を単位セル及び部分的な配列として示す図である。
【図５】図２の例に使用される透過に基づいたセキュリティ素子の断面を示す概略図である。
【図６】本発明による単位セルの第１の例を示す図である。
【図７】本発明による単位セルの第２の例を示す図である。
【図８】本発明による素子の概略断面図である。
【図９】観察された際の素子の外観を示す図である。
【図１０Ａ】単位セル及び結果的に得られる拡大された画像の別の例を示す図である。
【図１０Ｂ】単位セル及び結果的に得られる拡大された画像の別の例を示す図である。
【図１１】本発明による素子の更なる例を示す図である。
【図１１Ａ】図９の変更されたバージョンを示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａの異なる単位セルを示す図である。
【図１２】微細画像コンポーネントを形成するための様々な方法を示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態によるモアレ拡大素子と、いくつかのホログラム画像生成構造体と、が設けられたセキュリティラベルの平面図である。
【図１４】モアレ拡大素子がホログラム画像生成構造体に内蔵されたラベルの別の例を示す図である。
【図１５】金属被覆が剥離された画像と組み合わせられた本発明によるモアレ拡大素子の一実施形態を示す図である。
【図１６Ａ】図１５の線Ａ−Ａにおける断面を示す図である。
【図１６Ｂ】図１５の線Ｂ−Ｂにおける断面を示す図である。
【図１７】図８に類似した、ただし、ミラーに基づいた実施形態の、断面である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、窓において露出したセキュリティスレッド２と、更なる透明な窓３と、を有する銀行券１を概略的に示している。銀行券１は、紙又はポリマー（二軸配向されたポリプロピレンなど）から製造してもよく、かつ、セキュリティスレッド２及び窓３のいずれか又は両方は、本発明によるセキュリティ素子を内蔵する。
【００３１】
本発明の例について説明する前に、本発明者らは、図２〜図５を参照して、背景について少し説明することとする。
【００３２】
図２〜図５は、セキュリティ素子の比較例を示している。図２Ａにおいて観察することができるように、通常通りに、即ち、垂直方向において、観察された際のセキュリティ素子の外観は、拡大された画像要素の第１配列１０であり、これは、この場合には、大きな星と小さな星のペアとして青色の星の拡大された組によって形成された背景１１を伴う数字５の形態の赤色のアイコン１０Ａである。アイコン１０Ａ及び背景１１の相対的な深度は、図３において更に明瞭に観察することが可能であり、この場合には、“５”アイコン１１は、基材７の上部表面の下方に見えており、背景プレーン１１は、“５”アイコン１０Ａの下方に位置している。
【００３３】
図４は、セキュリティ素子の構成要素を更に詳細に示している。この図は、背景１１が、図４Ｂに示されているように、１つの配列内において隣り合った状態に配置された単位セル１１Ａ（図４Ａ）の配列によって形成されていることを示している。“５”アイコン１０Ａは、図４Ｃ及び図４Ｄに示されているように、単位セルの１つの配列として形成されている。図４に示されているように、Ｘ及びＹ方向における背景配列１１の単位セル１１Ａのピッチは、Ａ２ｘ、Ａ２ｙである。“５”アイコン１０Ａのピッチは、Ａ１ｘ、Ａ１ｙである。通常、Ａ２ｘは、Ａ２ｙに等しく、かつ、Ａ１ｘは、Ａ１ｙに等しい。ただし、一方における“５”アイコン１０Ａのピッチと、他方における背景１０の単位セルのピッチとの間には、わずかな差が存在している。
【００３４】
図５は、図２〜図４に示されている素子の全体的な構造を断面において示している。すなわち、本素子は、透明なＰＥＴ又はその他のポリマー層２０（基材７に対応している）を有し、その上部表面上には、球面微細レンズ２２の二次元配列が形成されている。微細レンズ２２の直径は、通常、１〜１００μｍ（ミクロン）、好ましくは、１〜５０μｍ（ミクロン）、かつ、場合によっては、更に好ましくは、１０〜３０μｍ（ミクロン）の範囲であり、これによって、類似した範囲のピッチを規定している。
【００３５】
微細レンズ２２の焦点距離（その平坦な背面から計測したもの）は、印刷受容層の表面と実質的に一致する焦点面２４を規定するように、この例においては基材２０の厚みに微細レンズ配列２２とは反対側の基材２０の表面上の印刷受容層２１の厚みを加えたものを有する光学スペーサ層の厚みｔに実質的に等しい。印刷受容層２１上には、まず、赤色で“５”アイコン１０Ａの微細画像配列を印刷する。次いで、背景配列１１を青色で印刷する。２つの配列は、それぞれ、焦点面２４と一致する印刷受容層２１上に印刷されているが、背景印刷１１は、参照符号２５によって示されているように、“５”アイコンの配列１０と重複していることを図５において観察されたい。
【００３６】
本発明は、任意の特定のタイプ又は形状の微細レンズに限定されるものではなく、唯一の要件は、微細レンズを使用して画像を形成することができるというものである。本発明に適した微細レンズは、平凸レンズレット、両凸レンズレット、及びフレネルレンズなどの均質な材料の適切に湾曲した表面において光を屈折させるものを含む。好ましくは、本発明は、球面微細レンズを有することになるが、円柱形レンズを含む任意の対称性を有するレンズを利用することもできる。球面及び非球面表面の両方を本発明に適用可能である。微細レンズが湾曲した表面を有することは不可欠ではない。傾斜屈折率（Ｇｒａｄｉｅｎｔ Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ Ｉｎｄｅｘ：ＧＲＩＮ）レンズは、屈折率の小さな変動の結果として材料の容積の全体を通じた漸進的な屈折によって光を結像する。フレネルゾーンプレートなどの回折に基づいた微細レンズを使用することもできる。ＧＲＩＮレンズ及び振幅又はマスクに基づいたフレネルゾーンプレートは、微細レンズ配列を含む表面が平坦になることを可能にし、かつ、印刷受容性及び耐久性における利点を提供する。
【００３７】
複製プロセスによって生成されたレンズの周期的な配列を使用することが好ましい。光熱法、フォトレジストの溶解及びリフロー、及びフォトレジストの彫塑などのいくつかの技法によって、マスタ微細レンズ配列を製造することができる。このような技法については、当業者に知られており、かつ、１９９８年に再版されたＴａｙｌｏｒ ａｎｄ Ｆｒａｎｃｉｓ社から刊行されているＨａｎｓ Ｐｅｔｅｒ Ｈｅｒｚｉｇ編集による“Ｍｉｃｒｏ−Ｏｐｔｉｃｓ： Ｅｌｅｍｅｎｔｓ， Ｓｙｓｔｅｍｓ， ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”の第５章に詳述されている。次いで、ホットエンボス加工、成形、又は鋳造などの市場において入手可能な複製法によって、マスタ微細レンズ構造を物理的に複写することができる。微細レンズ構造をその内部に複製することができる材料は、限定を伴うことなしに、ホットエンボス加工及び成形プロセス用のポリカーボネート及びポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などの熱可塑性ポリマー及び鋳造プロセス用の熱又は放射線によって硬化可能なアクリル化エポキシ材料を含む。好ましいプロセスにおいては、微細レンズ配列は、鋳造によって、ＰＥＴなどの担持体ポリマー薄膜に適用されたＵＶ硬化可能な被覆内に複製される。
【００３８】
分かり易くするために、以下の例及び実施形態においては、球面微細レンズの使用について説明する。
【００３９】
モアレ拡大の現象を生成し、かつ、移動する画像の生成を可能にするために、ピッチ不整合を微細画像配列と微細レンズ配列との間に導入する。１つの方法は、実質的に同一のピッチを有する微細レンズ及び微細画像配列を有するというものであり、この場合に、ピッチ不整合は、微細画像と微細レンズ配列との間に小さな回転ミスアライメントを導入することによって実現される。微細画像と微細レンズ配列との間の回転ミスアライメントの程度は、好ましくは、１５°〜０．０５°の範囲であり、これは、結果的に、微細画像配列の〜４×−１０００×という拡大範囲をもたらす。更に好ましくは、回転ミスアライメントは、２°〜０．１°の範囲であり、これは、結果的に、微細画像配列の〜２５×−５００×という拡大範囲をもたらす。
【００４０】
又は、この代わりに、微細画像配列及び微細レンズ配列は、実質的に完全な回転アライメント状態にあるが、わずかなピッチ不整合を有する。わずかなピッチ不整合は、２５％〜０．１％の範囲の微細レンズ配列との関係における微細画像配列のピッチの比率増大／減少と等しく、これは、結果的に、微細画像配列の〜４×−１０００×という拡大範囲をもたらす。更に好ましくは、微細レンズ配列に対する微細画像配列のピッチの比率増大／減少は、４％〜０．２％の範囲であり、これは、結果的に、微細画像配列の〜２５×−５００×という拡大範囲をもたらす。
【００４１】
わずかなピッチ不整合とわずかな回転ミスアライメントとの組合せを使用することによって、モアレ拡大の現象を生成すると共に移動する画像の生成を可能にすることもできる。
【００４２】
配列１０、１１と球面レンズ配列２２との間のピッチ不整合の結果として、（図３に示されているように）異なる深度において微細画像のモアレ拡大が生成される。
【００４３】
実現される拡大の程度は、Ｍ． Ｈｕｔｌｅｙ、Ｒ Ｈｕｎｔ、Ｒ Ｓｔｅｖｅｎｓ、及びＰ Ｓａｖａｎｄｅｒによる“Ｔｈｅ Ｍｏｉｒｅ ｍａｇｎｉｆｉｅｒ”（Ｐｕｒｅ Ａｐｐｌ． Ｏｐｔ． ３（１９９４）、１３３〜１４２頁）において導出されている式によって規定される。
【００４４】
この式の関係する部分を要約すれば、微細画像ピッチ＝Ａであり、かつ、微細レンズピッチ＝Ｂであると仮定したときに、拡大Ｍは、次式によって得られる。
Ｍ＝Ａ／ＳＱＲＴ［（Ｂｃｏｓ（θ）−Ａ）2−（Ｂｓｉｎ（θ））2］
ここで、θは、２つの配列の間の回転角に等しい。
Ａ≠Ｂであり、かつ、ｃｏｓ（θ）≒１及びｓｉｎ（θ）≒０となるように、θが非常に小さい場合には、次式のとおりである。
Ｍ＝Ａ／（Ｂ−Ａ）＝Ｓ／（１−Ｓ）
ここで、Ｓ＝Ｂ／Ａである。
しかしながら、Ｍ＞＞１０というようにＭが大きい場合には、Ｓ≒１でなければならず、したがって、次式が得られる。
Ｍ≒１（１−Ｓ）
【００４５】
表面プレーンに対する合成画像の深度は、焦点距離ｆのレンズのプレーンから距離ｖに位置する画像の拡大に関係するなじみ深いレンズ等式から導出される。これは、次式のとおりである。
Ｍ＝ｖ／ｆ−１
又は、通常は、ｖ／ｆ＞＞１であるため、次式が得られる。
Ｍ≒ｖ／ｆ
したがって、合成的に拡大された画像の深度ｖは＝Ｍ＊ｆである。
【００４６】
図２Ａ〜図２Ｃは、第１配列１０に対して異なる見当合わせ位置にある第２配列１１を示している。重要な点は、第１及び第２配列要素又はアイコン１０Ａ、１１Ａの設計及び選択肢は、１つの配列の位置がもう１つの配列に対して変化した際に、情報、内容、象徴的関連性、又は審美的外観が大きく変化しないようなものになっている、すなわち、２つの配列は、見当合わせの影響を受けにくいか、又は非常に好ましい見当合わせ要件を有しているということである。第２配列１１は、第１配列１０によって見にくくなっているか又は遮られているため、例えば、額面金額の又は英数字のシンボルなどの特に情報を有するアイコンタイプは、第２配列１１の前面に位置していことから可視状態になっている第１配列１０内に配置されることが好ましいことに留意されたい。更には、図２に示されている例においては、第２配列１１のそれぞれの単位セル１１Ａは、２つの同一のアイコン、すなわち、大きい星と小さい星から構成されており、この結果、情報の観点において、それぞれの単位セル内に情報の冗長性が存在している。この冗長性特性は、２つの配列の間のなんらかの相対的な見当合わせ状態において、第１配列のアイコンパターン（５）が大きな星の配列を実質的に見にくくした場合に、第１配列からの著しい妨害又は干渉を伴うことなしに、小さな星のアイコン配列を容易に可視状態にすることができるということを意味している。この結果、観察者は、偏移した表面プレーンの背後又は前面における所与の深度に位置した赤色の５の第１パターンと、異なる画像深度においてこのパターンの背後に位置した青色の（５０％だけ大きく、かつ、５０％だけ小さい）星の第２パターンと、を有する２つの合成的に拡大されたアイコン配列をはっきりと観察することになる。公的認知の観点において、視覚的効果又は外観は、第２パターンに対する第１パターンの位置に伴って大幅に異なることにはならない。
【００４７】
図２に示されている画像設計を要約すれば、記述可能な光学可変効果は、第２配列１１に対する第１アイコン配列１０の見当合わせ状態の制御されていない製造変動の影響を受けにくい（すなわち、実質的に不変である）。これは、本発明の重要な側面である。
【００４８】
第１及び第２画像配列１０、１１に対照的な色を使用することは、観察者が、特に個々の要素が重複している領域内において２つの配列を弁別するのに有用であり、かつ、したがって、このような素子の公的認知及び検証に有用である。色による弁別の利益の理解を促進するために、本発明者らは、図２Ｄに、従来と同一の２つの画像配列を示しており、この場合には、第１及び第２配列の両方が、単一の色によって提供／又は印刷されている（図２Ａと同様に、配列の３つの異なる相対的な位置が示されている）。観察することができるように、第１及び第２パターンの画像要素が重複しているところにおいては、上部の第１配列要素のアウトラインと下部の第２配列要素を弁別することが困難であり、これは、観察者又は閲覧者を混乱させるように作用し、その結果、複数の画像プレーンを有することの有効性が低減される可能性がある。
【００４９】
例：
図２及び図５の構造が、４０μｍ又は０．０４ｍｍの焦点距離ｆを有する微細レンズ２２から構成されていると仮定しよう。更には、微細レンズ及び支持基材２０の両方が、いずれも、１．５の屈折率ｎを有する材料から構成されていると仮定しよう。この結果、レンズの基部直径Ｄは、式Ｄ≦ｆ＊２（ｎ−１）によって制約されることになり、かつ、したがって、Ｄ≦０．０４＊２（１．５−１）であり、これによって、Ｄ≦０．０４ｍｍが得られる。
【００５０】
この結果、本発明者らは、０．０３５ｍｍのＤの値と、（それぞれの軸に沿って）０．０４ｍｍのレンズピッチＢと、を選択し、これによって、妥当な最密充てん（レンズ間ギャップ：５μｍ）を有する１に近いｆ／＃値を有するレンズ配列が結果的に得られることになろう。
【００５１】
第１の例において、本発明者らが、第１画像配列１０が基材の表面プレーンの背後の２ｍｍに位置することを、そして、第２画像配列１１が表面プレーンの背後の６ｍｍに位置することを必要としたと仮定しよう（表面プレーンの背後の画像は、定義によれば虚像であり、かつ、更に詳細な分析は、これらが、微細画像オブジェクト配列に対して非倒立型となることを示している）。
更に説明をわかりやすくするために、本発明者らは、Ａ１ｙ＝Ａ１ｘであり、かつ、Ａ２ｙ＝Ａ２ｘであると仮定する。
Ｍ＝ｖ／ｆとすると、ｆ＝０．０４ｍｍであり、かつ、ｖ＝２ｍｍである場合には、Ｍ１＝２／０．０４＝５０となる。
したがって、Ｍ１＝Ａ／（Ｂ−Ａ）＝５０であるため、５０（Ｂ−Ａ１）＝Ａ１であり、これによって、Ａ１＝Ｂ（５０／５１）が得られることになる。
Ｂ＝０．０４ｍｍを代入することによって、本発明者らは、Ａ１＝０．０３９２ｍｍを得る。
同様に、Ｍ２＝６／０．０４＝１５０であり、かつ、したがって、１５０（Ｂ−Ａ２）＝Ａ２であり、これによって、Ａ２＝Ｂ（１５０／１５１）＝０．０３９７ｍｍが得られる。
【００５２】
第２の例において、本発明者らが、第２画像配列１１が表面プレーンの背後の６ｍｍに位置した状態に留まっている間に、第１画像配列１１が表面プレーンの前面の２ｍｍに位置することを必要としたと仮定しよう。
【００５３】
以前の例とは対照的に、ここでは、第１画像配列１０は、実像の倒立画像を形成することになり、かつ、したがって、拡大の符号が負となる（これは、以前の拡大の式の画像距離ｖに負の値を割り当てることの結果として生じる）。
したがって、Ｍ１＝−２／０．０４＝−５０であり、したがって、−５０（Ｂ−Ａ１）＝Ａ１であり、これによって、Ａ１＝５０／４９Ｂ＝０．０４０８ｍｍが得られる。
【００５４】
したがって、第１画像配列が表面プレーンの前面に位置するためには（すなわち、浮かんでいるように見えるためには）、その微細画像配列がレンズピッチよりも大きなピッチを有する必要があることがわかる。逆に、画像ピッチがレンズピッチを下回っている場合には、画像配列は、表面プレーンの下方に位置しているように見えることになる。
【００５５】
以上の説明においては、微細合焦要素は、レンズを有している。ただし、これらは、当技術分野において知られているように、凹面反射器によって置換することができる。
【００５６】
本発明に適用可能である以上の背景に基づいて、以下、本発明者らは、本発明のいくつかの例について説明することとする。
【００５７】
図６は、インクによってべた印刷された又は不透明なＫと、これに後続するスクリーニングされた（かつ、したがって、準半透明である）５と、の例からなる微細画像単位セル１００を示しており、このスクリーニングは、図６に示されているようなリニアスクリーンの、又は、図７の単位セル１００’に示されているようなハーフトーンスクリーンの、又は、これらの中間の任意の変形の、形態をとってもよい。この素子の断面図が図８に示されており、微細レンズ配列２５２がその１つの表面上に設けられると共に印刷受容層２５１がもう１つの表面上に設けられた透明なプラスチック基材２５０を示しており、印刷受容層上には、微細画像配列（層１）２５４が設けられている。印刷受容層２５１は、焦点調節層として機能することもできる。
【００５８】
第１印刷配列２５４の適用に続いて、本素子の同一の面は、第２色２５６によって上塗りされ、これは、５の拡大された合成画像が、第１及び第２色の重ね合せである色を有するという効果を有する。例えば、Ｋ５の単位セル１００を印刷するのに使用される第１色が青色であり、かつ、均一な被覆２５６として適用される第２色が黄色であると仮定すれば、図９に示されているように、合成的に拡大された画像配列内において、Ｋは、青色で見えることになり（Ｋは、実質的に不透明な色によって印刷されているため）、かつ、５は、緑色のシェードで見えることになり、その色相は、５に存在している青色及び黄色の相対的な重みによって左右されることになる。
【００５９】
可視化されたアイコンと背景の間の良好なコントラストを保証するために、背景色２５６は、単位セル２５４の色との関係において色相及び輝度の両方において対照をなしていることが望ましい。印刷される微細画像のインク又は着色剤の厚みは、０．２〜３μｍの、ただし、とりわけ、０．５〜１．０μｍの範囲になるものと想定される。
【００６０】
背景色のインク又は着色剤の厚みは、不透明性の要件に応じて変化することになるが、０．５〜５μｍ、とりわけ、１〜３μｍの範囲になるものと想定される。
【００６１】
本発明者らは、１つの設計例を提供しており、当然のことながら、２つの異なる色、色相、又は輝度で見えるが良好な相対的見当合わせ状態に留まる２つの画像アイコンを得るためのこの一般的な原理は、例えば、国の通貨のシンボル及び関係する額面金額（例えば、£又は＄など、並びに、額面金額）などの様々なアイコンタイプ及び連想に対して適用することができる。
【００６２】
この例においては、第２色は、均一な被覆２５６として適用されている。ただし、例えば、色が素子に跨って横方向に変化するなどのように、様々なその他のタイプの有色被覆を使用することもできる。
【００６３】
以上において説明した例においては、単位セル１００は、Ｋと５という２つの別個の微細画像コンポーネントを有している。互いに当接すると共に更に複雑な画像の各部分を形成する微細画像コンポーネントを利用することもできる。一例が、図１０に示されており、この場合には、図１０Ａの単位セルは、２つの微細画像コンポーネントから構成されており、べた印刷された円３００は、部分的な切欠きを有しており、その内部に、スクリーニングされた円３０２の一部が印刷されている。本素子が観察された際には（図１０Ｂ）、数字８の色が垂直方向に変化する状態において、“８”の配列が観察されることになる。
【００６４】
上述の図６〜図１０に示されている例に示されているものに対する更なる変更例においては、Ｋ及び５（結合されたシンボル又はアイコン）は、可視状態にある場合に、異なる色であるのみならず、異なる深度のプレーン内に位置している。後者と関連する問題点は、この場合には、Ｋ及び５の微細画像配列又は格子が異なるピッチを有することを要し、かつ、この結果、２つの配列が、図１１に概略的に示されているように、同期した状態から逸脱するという点にある。図１１の画像の左手の配列を検討すれば、円によって示されている配列の中央においては、Ｋ及び５は、望ましい見当合わせ状態にあることがわかるが、５の配列は、Ｋの配列よりも小さなピッチを有していることから、これらは、見当が合った状態から徐々にはずれ、かつ、最終的に、配列の寸法が拡張された場合には、微細画像は、重複すると共に干渉することになり、これは、可視化された画像に対して有害な影響を及ぼすことになることがわかる。これを改善するためには、微細画像が重複することになる位置に２つの配列が絶対に到達しないように、２つの微細画像配列の位相がリセットされる画像中断部２６０を生成する必要がある。この中断部は、セキュリティスレッド又はこれに類似したものを形成する際に切断領域を規定するようにして、簡便に形成することができる。
【００６５】
合成画像配列は、図９のとおりであるが、拡大されたＫ及び５の要素が異なる画像プレーンを有し、かつ、５の要素が、例えば、表面プレーンの背後６ｍｍに位置し、かつ、Ｋが表面プレーンの背後４ｍｍに位置する素子の生成を本発明者らが所望していると仮定しよう。
【００６６】
この場合には、対応する微細画像配列は、図１１Ａに示されている概略図のような外観を有することになる。配列の中央においては、Ｋ及び５は、望ましい相互間の見当合わせ状態を有しているが、Ｋの配列は、その相対的に小さな深度と、したがって、拡大と、によって、両方の軸において相対的に小さなピッチを有することになり、これによって、コーナーの場所（左上に示されているもの）において２つのシンボルが仮想的に接触する時点まで、２つの配列は、見当が合った状態からわずかにはずれることになり、本発明者らは、このコーナーの場所を許容可能性の限度であると見なしている。
【００６７】
図１１Ａは、中央の要素と、上部コーナーの要素と、を示しており、かつ、見当合わせ状態のシフトは、差ΔＸ−ΔＸ1及び差ΔＹ−ΔＹ1（図１１Ｂ）によって特徴付けられる。本発明者らは、シフトが制限値に到達する配列のサイズを次のように算出してもよい。
中央視点からの最大許容シフト＝ΔＸ−ΔＸ1
これは、次式によって得られる微細画像反復の回数ｎｘにわたって発生する。
ｎx＝（ΔＸ−ΔＸ1）／（Ａ1Ｘ−Ａ2Ｘ）
したがって、第１及び第２配列の相互の位置が見当が合った状態にあるＸ方向に沿った配列のスパンＷｘは、次式によって得られる。
Ｗｘ＝２ｎx＊（Ａ1Ｘ＋Ａ2Ｘ）／２＝（ΔＸ1−ΔＸ）＊（Ａ1Ｘ＋Ａ2Ｘ）／（Ａ1Ｘ−Ａ2Ｘ）
同様に、第１及び第２配列の相互の位置が、見当が合った状態にあるＹ軸に沿った配列のスパンの高さＨｙは、次式によって得られる。
Ｎｙ＝（ΔＹ−ΔＹ1）／（Ａ1ｙ−Ａ2ｙ）、及び、したがって、Ｈｙ＝（ΔＹ1−ΔＸ）＊（Ａ1Ｙ＋Ａ2Ｙ）／（Ａ1Ｙ−Ａ2Ｙ）
【００６８】
代替肢として、セキュリティ素子は、図１４に示されているように、ミラーに基づいたモアレ素子として製造することもできる。この場合には、球面微細レンズ配列は、透明なポリマー基材３１０の１つの表面上に形成された球面又は非球面凹面鏡配列３００によって置換される。もう１つの表面には、図８を参照して説明したものと同一の微細画像セルの配列が設けられる。この印刷された配列２５４の適用に続いて、本素子の同一の面は、第２色２５６によって上塗りされ、これは、５の拡大された合成画像が、第１及び第２色の重ね合わせである色を有するという効果を有する。
【００６９】
この構造は、反射モードにおいてだけ観察することを意図しており、かつ、したがって、不透明な基材上への適用（ストリップ及びパッチ）又は不透明な基材への部分的な埋め込み（窓を有するスレッド）に最も適している。レンズシステムと同様に、印刷された微細画像は、ミラーシステムの焦点深度又は視野によって決定される精度においてミラーの焦点面と一致しなければならない。
【００７０】
入射光は、ミラーの配列によってコリメート光として反射される前に、第２色の層と、第１色の微細画像セルと、を通過又は透過しなければならないため、少なくとも第２色層と、微細画像要素のコンポーネントの少なくとも１つ（この場合には、５）と、は、これらが意図された色で見えるように、少なくとも部分的に半透明でなければならないということになる。この例におけるように、微細画像コンポーネントの１つが不透明である場合には、このコンポーネントは、最終的な素子において、黒色で見えることになる。
【００７１】
ミラー上の金属被覆は、背景色と、１つ又は複数の半透明な微細画像コンポーネントの色と、をも実現することになる。この金属被覆は、アルミニウムなどの「白色」反射器であってもよく、又は、銅やその合金などのその他の有色金属を使用してもよい。銀、金、プラチナ、クローム、ニッケル、ニッケル−クローム、パラジウム、すずなどのその他の金属を使用してもよい。
【００７２】
凹面鏡の焦点距離は、その曲率半径Ｒの半分に等しく、かつ、したがって、ミラー基部の直径の４分の１に近接した制限最小値を有することができることに留意されたい。要すれば、所与の基部直径において、ミラーの焦点距離及びＦ値は、（１．５という一般的な屈折率を仮定した場合に）等価なレンズの値の４分の１となろう。ただし、Ｆ値の低減は、焦点深度の低減と等しいことから、実際には、多くの場合に、２Ｒを格段に下回るミラー基部直径を有することが望ましくなる。
【００７３】
例えば、先程引用された好ましい素子厚みを検討することによって、本発明者らは、ミラーの焦点距離が４０μｍとなることを必要とすることになり、この場合に、これは、ミラーの半径Ｒが８０μｍという値を有することを必要とし、かつ、したがって、１６０μｍに近接する最大理論直径と、したがって、Ｆ値ｆ／＃＝０．２５ｍｍと、を必要とする。
【００７４】
上述の例においては、微細画像要素は、基材上に印刷することによって設けられている。画像要素の一部又はすべてをレリーフ構造体として設けることも可能であり、かつ、これらのいくつかの例が図１２のＡ〜Ｊに示されている。これらの図において、“ＩＭ”は、画像を生成するレリーフの部分を示しており、“ＮＩ”は、画像を生成しない部分を示している。
【００７５】
図１２のＡは、エンボス加工された又は凹入した画像要素を示している。図１２のＢは、デボス加工された画像要素を示している。図１２のＣは、格子構造体の形態を有する画像要素を示しており、図１２のＤは、蛾の目（ｍｏｔｈ−ｅｙｅ）又はその他の微細ピッチ格子構造体を示している。
【００７６】
これらの構造体は、組み合わせることができる。例えば、図１２のＥは、凹部エリア内において格子によって形成された画像要素を示しており、図１２のＦは、デボス加工されたエリア上における格子を示している。
【００７７】
図１２のＧは、粗いエンボス加工の使用を示している。
【００７８】
図１２のＨは、エンボス加工されたエリア上における印刷の提供を示しており、図１２のＩは、“Ａｚｔｅｃ”形状の構造体を示している。
【００７９】
図１２のＪは、インクが充填された凹部を示している。
【００８０】
上述の素子構造の様々な実施形態は、既知の方法によって、プラスチック又は紙の基材に内蔵するために、パッチ、フォイル、ストライプ、ストリップ、又はスレッドに切り裂くか又は切断することができる。
【００８１】
一実施形態においては、本発明は、窓を有するスレッドとして証券用紙に内蔵することができる。
【００８２】
更なる例においては、セキュリティ素子は、１つ又は複数のその他の光学セキュリティ機能をも含む。この例が図１３に示されている。この例においては、モアレ拡大器素子４００は、図６〜図１０を参照して説明したように形成されている。また、このセキュリティ素子は、いくつかのホログラム画像生成構造体４１１〜４１６をも含む。これらのホログラム画像構造体は、微細レンズと同一の樹脂内に鋳造又はエンボス加工することができるが、同様に、微細レンズを鋳造するのに適したものとホログラム構造体をエンボス加工するのに適したものという２つの異なる樹脂を見当の合った状態において適用することもできる。又は、この代わりに、ホログラム構造体は、微細レンズとは反対のポリマー層の面に位置したポリマーラッカー内にエンボス加工することもできる。
【００８３】
ホログラム生成構造体は、ホログラム又はＤＯＶＩＤ画像要素の形態を有することができる。図１３に示されているラベル構造においては、微細レンズと、２つの拡大された画像配列の可視化されたものと、は、中央の水平な帯又はラベルの領域内に配置されており、ホログラム生成構造体は、両側部に配置されている。ただし、この例は、純粋に例示を目的としたものであり、かつ、例えば、モアレ拡大素子３０が両側部上の１つ又は複数の領域内に設けられた状態において、ホログラム生成構造体１００を中央の帯又はストリップ内に配置することもできることを理解されたい。又は、この代わりに、モアレ拡大された画像と、ホログラム生成構造体によって提供される画像と、を、単一画像のそれぞれの提供コンポーネントによって、単一画像に統合することもできる。
【００８４】
図１４はこのような統合された設計の一例を示している。この場合には、ホログラム生成構造体４２０は、巻物（ｓｃｒｏｌｌ）を形成しており、かつ、この巻物の中間部分において、ホログラム構造体は、この場合には移動する“５”及び星であるモアレ拡大された画像を生成するために、モアレ拡大素子４２２によって置換されている。
【００８５】
ホログラム構造体１００、１０１の場合には、これらは、任意の従来の形態を有することが可能であり、かつ、完全に又は部分的に金属被覆することができる。又は、この代わりに、反射改善金属被覆層をＺｎＳなどの実質的に透明な無機高屈折率層によって置換することもできる。
【００８６】
どのような構成が規定されるのかとは無関係に、図１３及び図１４において２つの異なる光学効果に対して割り当てられている個々の領域は、それらの効果の明瞭な可視化を促進するために十分に大きいことが有利である。
【００８７】
以上の図面に示されているセキュリティ素子は、保護対象文書に接触する素子の外側表面に対する感熱又は感圧接着剤の適用を通常必要とする文書を保護するためのラベルとして適用されるのに適している。更には、任意選択の保護被覆／ワニスを素子の露出した外側表面に適用することもできる。保護被覆／ワニスの機能は、セキュリティ基材上への転写の際及び流通の際の、素子の耐久性を増大させることである。
【００８８】
ラベルではなく転写要素の場合には、セキュリティ素子は、好ましくは、担持体基材上に予め製造され、かつ、後続の作業ステップにおいて基材に転写される。セキュリティ素子は、接着剤層を使用して文書に貼付することができる。接着剤層は、セキュリティ素子に、又はその素子が貼付される保護対象文書の表面に、適用される。露出した層、又はこの代わりに担持体層が、外側保護層として機能する構造の一部として留まることができるため、転写の後に、担持体ストリップを除去し、これによって、セキュリティ素子を残すことができる。微細光学構造体を有する注型硬化素子に基づいてセキュリティ素子を転写するための適切な方法が欧州特許第１８９７７００号明細書に記述されている。
【００８９】
また、本発明のセキュリティ素子は、セキュリティストリップ又はスレッドとして内蔵することもできる。いまや、セキュリティスレッドは、世界の多くの通貨だけでなく、証票、パスポート、トラベラーズチェック、及びその他の文書にも、存在している。多くの場合に、スレッドは、部分的に埋め込まれた方式又は窓を有する方式によって設けられており、この場合に、スレッドは、紙の内外に編み込まれているように見える。所謂窓を有するスレッドを有する紙を製造する１つの方法は、欧州特許第００５９０５６号明細書において見出すことができる。欧州特許第０８６０２９８号明細書及び国際特許出願公開第２００３／０９５１８８号パンフレットは、幅の広い部分的に露出したスレッドを紙の基材に埋め込むための様々な方法について記述している。更なる露出エリアが本発明などの光学的に変化可能な素子の良好な使用法を許容するため、通常は２〜６ｍｍの幅を有する幅広のスレッドが特に有用である。
【００９０】
本発明のセキュリティ素子は、いずれかの層に検出可能な材料を導入することによって、又は、別個の機械可読層を導入することによって、機械によって判読可能なものにすることができる。外部刺激に対して反応する検出可能な材料は、限定を伴うことなしに、蛍光性材料、燐光性材料、赤外線吸収材料、サーモクロミック材料、フォトクロミック材料、磁性材料、エレクトロクロミック材料、導電性材料、及びピエゾクロミック材料を含む。
【００９１】
薄膜干渉要素、液晶材料、及びフォトニック結晶材料などの更なる光学的に変化可能な材料をセキュリティ素子に含むことができる。このような材料は、フィルミック層の形態であってもよく、又は、印刷による適用に適した着色された材料であってもよい。
【００９２】
本発明のセキュリティ素子は、不透明な層を有してもよい。
【００９３】
図１５及び図１６は、本発明のセキュリティ素子に内蔵された金属被覆が剥離された（ｄｅｍｅｔａｌｌｉｓｅｄ）画像５００の形態を有する更なるセキュリティ機能を示している。素子の拡大された画像配列５１０が、この素子の中央の帯内において観察される。これは、強力なレンチキュラータイプのアニメーションに起因した第１セキュリティ効果を提供する。図１６において観察することができるように、断面Ａ−Ａに沿った図１５内に示されている機能の構造は、図８に示されているとおりである。モアレ拡大を示す中央の帯の外の領域においては（断面Ｂ−Ｂに沿って観察されるように）、印刷受容層は、金属被覆されている５２０。金属層の各部分の金属被覆を剥離させることによって、金属被覆が剥離された画像を規定しており、かつ、これによって、反射光において観察可能であるが更に好ましくは透過光においても観察可能である金属被覆が剥離された標識の生成を可能にしている。
【００９４】
更なる例においては、かつ、図１７に示されているミラーに基づいたモアレの例を参照すれば、微細ミラーを形成する金属被覆された層は、微細ミラーを超えて延在してもよく、かつ、次いで、この層の各部分の金属被覆を剥離させて金属被覆が剥離された画像を規定することができる。
【００９５】
制御され且つ明確に規定されたエリア内に金属が存在していない部分的に金属被覆された／金属被覆が剥離された薄膜を製造するための１つ方法は、米国特許第４６５２０１５号明細書に記述されているものなどのレジスト及びエッチング法を使用して領域の金属被覆を選択的に剥離させるというものである。類似の効果を実現するためのその他の技法としては、例えば、アルミニウムをマスクを通じて真空蒸着させることが可能であり、又は、アルミニウムをプラスチック担持体の複合ストリップから選択的に除去することが可能であり、かつ、アルミニウムをエキシマレーザーを使用して選択的に除去することができる。又は、この代わりに、Ｅｃｋａｒｔ社が販売するＭｅｔａｌｓｔａｒ（登録商標）インクなどの金属質の外観を有する金属効果インクを印刷することによって、金属質の領域を設けてもよい。
【００９６】
代替機械可読実施形態においては、透明な磁性層を素子構造内の任意の位置に内蔵することができる。所定のサイズを有すると共に磁気層が透明な状態に留まる濃度において分布した磁性材料の粒子の分布を含む適切な透明磁性層が国際特許出願公開第２００３／０９１９５３号パンフレット及び国際特許出願公開第２００３／０９１９５２号パンフレットに記述されている。
【００９７】
更なる例においては、本発明のセキュリティ素子は、その素子が文書の透明領域に内蔵されるように、セキュリティ文書に内蔵してもよい。セキュリティ文書は、紙及びポリマーを含む任意の従来の材料から形成された基材を有してもよい。当技術分野においては、これらのタイプの基材のうちのそれぞれの基材内に透明な領域を形成するための技法が知られている。例えば、国際特許出願公開第１９８３／００６５９号パンフレットは、基材の両面上に不透明被覆を有する透明基材から形成されたポリマー銀行券について記述している。基材の両面上の局所領域内において不透明被覆を省略し、透明領域を形成している。
【００９８】
欧州特許第１１４１４８０号明細書は、紙の基材内に透明領域を製造する方法について記述している。紙の基材内に透明領域を形成するためのその他の方法は、欧州特許第０７２３５０１号明細書、欧州特許第０７２４５１９号明細書、欧州特許第１３９８１７４号明細書、及び国際特許出願公開第２００３／０５４２９７号パンフレットに記述されている。
【００９９】
本発明の微細画像配列のうちの１つ又は複数の配列は、非可視放射に対して可視的に応答する材料を有するインクによって印刷してもよい。当業者には、蛍光又は燐光特性を有する材料を含むものとして、ルミネセント材料が知られている。また、フォトクロミック材料及びサーモクロミック材料などの非可視放射に対して可視的に応答するその他の材料の使用も周知である。例えば、拡大された配列のうちの１つだけが通常の昼光条件において可視となり、第２の拡大された画像がＵＶ照明下においてだけ可視になってもよいであろう。又は、この代わりに、２つの拡大された配列が、通常の昼光条件においては、同一色に見え、かつ、フィルタを使用して観察された際には、又は、ＵＶ照明下において観察された際には、異なる色に見えることもできる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な基材を有するモアレ拡大素子であって、前記透明な基材は、
ｉ）第１表面上の微細合焦要素の規則的な配列であって、前記合焦要素は、焦点面を規定している、微細合焦要素の配列と、
ｉｉ）前記合焦要素の前記焦点面と実質的に一致するプレーン内に配置された微細画像要素単位セルの対応する配列であって、それぞれの単位セルは、少なくとも２つの微細画像コンポーネントを有する、微細画像要素単位セルの配列と、
を担持しており、
前記微細合焦要素及び前記微細画像要素単位セルの配列のピッチ並びにこれらの相対的な場所は、前記微細合焦要素の配列が前記微細画像要素単位セルの配列と協働し、モアレ効果に起因して前記微細画像コンポーネントの拡大されたバージョンを生成するようになっており、
前記単位セルの第１微細画像コンポーネントは、残りの第２微細画像コンポーネントの色濃度とは異なる色濃度を有し、かつ、
更なる有色層が、前記微細画像要素単位セルの配列上に、又はこの上部に延在するように、設けられ、前記有色層は、前記素子が観察された際に、少なくとも前記第２微細画像コンポーネントが、前記更なる有色層に少なくとも部分的に依存し、かつ、前記第１微細画像コンポーネントの色とは異なる色に見えるように、設けられる、素子。
【請求項２】
前記第１及び第２微細画像コンポーネントは、互いに隣接している請求項１に記載の素子。
【請求項３】
前記第１及び第２微細画像コンポーネントは、互いに当接している請求項２に記載の素子。
【請求項４】
前記第２微細画像コンポーネントは、スクリーニングされたパターンとして形成される請求項１〜３のいずれか一項に記載の素子。
【請求項５】
前記スクリーニングされたパターンは、ハーフトーンスクリーンの形態を有する請求項４に記載の素子。
【請求項６】
前記第１微細画像コンポーネントは、不透明な色によって形成される請求項１〜５のいずれか一項に記載の素子。
【請求項７】
前記更なる有色層は、均一な色を有する請求項１〜６のいずれか一項に記載の素子。
【請求項８】
前記更なる有色層の前記色は、横方向において変化する請求項１〜６のいずれか一項に記載の素子。
【請求項９】
前記第１微細画像コンポーネントは、第１ピッチを有する第１配列を規定しており、かつ、前記第２微細画像コンポーネントは、第２の異なるピッチを有する第２配列を規定しており、それぞれのピッチは、前記微細合焦要素の前記ピッチとは異なっており、これによって、前記第１及び第２コンポーネントの前記拡大されたバージョンは、異なる深度に見える請求項１〜８のいずれか一項に記載の素子。
【請求項１０】
前記第１及び第２配列の横方向寸法は、前記第１配列の前記微細画像コンポーネントが前記第２配列の前記微細画像コンポーネントと重複しないようになっている請求項９に記載の素子。
【請求項１１】
前記微細合焦要素は、球面レンズレット、円柱形レンズレット、平凸レンズレット、両凸レンズレット、フレネルレンズレット、及びフレネルゾーンプレートなどの微細レンズを有する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の素子。
【請求項１２】
それぞれの微細レンズは、１〜１００μｍ（ミクロン）の、好ましくは１〜５０μｍ（ミクロン）の、更に好ましくは１０〜３０μｍ（ミクロン）の範囲の直径を有する請求項１１に記載の素子。
【請求項１３】
前記微細合焦要素は、凹面鏡を有する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の素子。
【請求項１４】
前記微細画像コンポーネントは、シンボル、幾何学的図形、英数字、ロゴ、及び画像表現などのアイコンを有する請求項１〜１３のいずれか一項に記載の素子。
【請求項１５】
前記微細画像コンポーネントは、前記基材上に印刷される請求項１〜１４のいずれか一項に記載の素子。
【請求項１６】
前記微細画像コンポーネントは、前記基材上の格子構造体、凹部、又はその他のレリーフパターンとして形成される請求項１〜１４のいずれか一項に記載の素子。
【請求項１７】
前記基材は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶｄＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、及びポリプロピレンのうちの１つなどのポリマーを有する請求項１〜１６のいずれか一項に記載の素子。
【請求項１８】
前記微細合焦要素の配列と前記微細画像要素単位セルの配列の間の距離は、１〜５０μｍ（ミクロン）、好ましくは、１０〜３０μｍ（ミクロン）の範囲である請求項１７に記載の素子。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか一項に記載のセキュリティ素子。
【請求項２０】
前記モアレ拡大素子に隣接して配置された又はこれと統合された１つ又は複数の光学的に変化可能な効果を生成する構造体を更に有する請求項１９に記載のセキュリティ素子。
【請求項２１】
セキュリティスレッド、ラベル、又はパッチとして形成される請求項１９又は２０に記載の素子。
【請求項２２】
前記素子は、銀行券、身分証明書、又はこれらの類似物のようなセキュリティ文書の透明な窓内に設けられる、請求項１９又は２０に記載のセキュリティ素子。
【請求項２３】
請求項１〜１８のいずれか一項に記載の光学素子が設けられた物品。
【請求項２４】
銀行券、小切手、パスポート、身分証明書、正規品証明書、収入印紙、並びに、セキュリティ価値又は身元のその他の文書のうちの１つを有する請求項２３に記載の物品。
【請求項１】
透明な基材を有するモアレ拡大素子であって、前記透明な基材は、
ｉ）第１表面上の微細合焦要素の規則的な配列であって、前記合焦要素は、焦点面を規定している、微細合焦要素の配列と、
ｉｉ）前記合焦要素の前記焦点面と実質的に一致するプレーン内に配置された微細画像要素単位セルの対応する配列であって、それぞれの単位セルは、少なくとも２つの微細画像コンポーネントを有する、微細画像要素単位セルの配列と、
を担持しており、
前記微細合焦要素及び前記微細画像要素単位セルの配列のピッチ並びにこれらの相対的な場所は、前記微細合焦要素の配列が前記微細画像要素単位セルの配列と協働し、モアレ効果に起因して前記微細画像コンポーネントの拡大されたバージョンを生成するようになっており、
前記単位セルの第１微細画像コンポーネントは、残りの第２微細画像コンポーネントの色濃度とは異なる色濃度を有し、かつ、
更なる有色層が、前記微細画像要素単位セルの配列上に、又はこの上部に延在するように、設けられ、前記有色層は、前記素子が観察された際に、少なくとも前記第２微細画像コンポーネントが、前記更なる有色層に少なくとも部分的に依存し、かつ、前記第１微細画像コンポーネントの色とは異なる色に見えるように、設けられる、素子。
【請求項２】
前記第１及び第２微細画像コンポーネントは、互いに隣接している請求項１に記載の素子。
【請求項３】
前記第１及び第２微細画像コンポーネントは、互いに当接している請求項２に記載の素子。
【請求項４】
前記第２微細画像コンポーネントは、スクリーニングされたパターンとして形成される請求項１〜３のいずれか一項に記載の素子。
【請求項５】
前記スクリーニングされたパターンは、ハーフトーンスクリーンの形態を有する請求項４に記載の素子。
【請求項６】
前記第１微細画像コンポーネントは、不透明な色によって形成される請求項１〜５のいずれか一項に記載の素子。
【請求項７】
前記更なる有色層は、均一な色を有する請求項１〜６のいずれか一項に記載の素子。
【請求項８】
前記更なる有色層の前記色は、横方向において変化する請求項１〜６のいずれか一項に記載の素子。
【請求項９】
前記第１微細画像コンポーネントは、第１ピッチを有する第１配列を規定しており、かつ、前記第２微細画像コンポーネントは、第２の異なるピッチを有する第２配列を規定しており、それぞれのピッチは、前記微細合焦要素の前記ピッチとは異なっており、これによって、前記第１及び第２コンポーネントの前記拡大されたバージョンは、異なる深度に見える請求項１〜８のいずれか一項に記載の素子。
【請求項１０】
前記第１及び第２配列の横方向寸法は、前記第１配列の前記微細画像コンポーネントが前記第２配列の前記微細画像コンポーネントと重複しないようになっている請求項９に記載の素子。
【請求項１１】
前記微細合焦要素は、球面レンズレット、円柱形レンズレット、平凸レンズレット、両凸レンズレット、フレネルレンズレット、及びフレネルゾーンプレートなどの微細レンズを有する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の素子。
【請求項１２】
それぞれの微細レンズは、１〜１００μｍ（ミクロン）の、好ましくは１〜５０μｍ（ミクロン）の、更に好ましくは１０〜３０μｍ（ミクロン）の範囲の直径を有する請求項１１に記載の素子。
【請求項１３】
前記微細合焦要素は、凹面鏡を有する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の素子。
【請求項１４】
前記微細画像コンポーネントは、シンボル、幾何学的図形、英数字、ロゴ、及び画像表現などのアイコンを有する請求項１〜１３のいずれか一項に記載の素子。
【請求項１５】
前記微細画像コンポーネントは、前記基材上に印刷される請求項１〜１４のいずれか一項に記載の素子。
【請求項１６】
前記微細画像コンポーネントは、前記基材上の格子構造体、凹部、又はその他のレリーフパターンとして形成される請求項１〜１４のいずれか一項に記載の素子。
【請求項１７】
前記基材は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶｄＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、及びポリプロピレンのうちの１つなどのポリマーを有する請求項１〜１６のいずれか一項に記載の素子。
【請求項１８】
前記微細合焦要素の配列と前記微細画像要素単位セルの配列の間の距離は、１〜５０μｍ（ミクロン）、好ましくは、１０〜３０μｍ（ミクロン）の範囲である請求項１７に記載の素子。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか一項に記載のセキュリティ素子。
【請求項２０】
前記モアレ拡大素子に隣接して配置された又はこれと統合された１つ又は複数の光学的に変化可能な効果を生成する構造体を更に有する請求項１９に記載のセキュリティ素子。
【請求項２１】
セキュリティスレッド、ラベル、又はパッチとして形成される請求項１９又は２０に記載の素子。
【請求項２２】
前記素子は、銀行券、身分証明書、又はこれらの類似物のようなセキュリティ文書の透明な窓内に設けられる、請求項１９又は２０に記載のセキュリティ素子。
【請求項２３】
請求項１〜１８のいずれか一項に記載の光学素子が設けられた物品。
【請求項２４】
銀行券、小切手、パスポート、身分証明書、正規品証明書、収入印紙、並びに、セキュリティ価値又は身元のその他の文書のうちの１つを有する請求項２３に記載の物品。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１７】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１７】
【公表番号】特表２０１３−５２１１５９（Ｐ２０１３−５２１１５９Ａ）
【公表日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５５５４９１（Ｐ２０１２−５５５４９１）
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２０１１／０５０４０７
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／１０７７９１
【国際公開日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（５９８１５１３０４）ドゥ ラ リュ インターナショナル リミティド (20)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２０１１／０５０４０７
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／１０７７９１
【国際公開日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（５９８１５１３０４）ドゥ ラ リュ インターナショナル リミティド (20)
【Ｆターム（参考）】
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