Защитный элемент, ценный документ с таким защитным элементом, а также способ изготовления защитного элемента

Защитный элемент, ценный документ с таким защитным элементом, а также способ изготовления защитного элемента

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к защитному элементу для защищенной от подделки бумаги, ценного документа или тому подобного, ценному документу с таким защитным элементом, а также способу изготовления такого защитного элемента.

Подлежащие защите объекты зачастую снабжаются защитным элементом, который позволяет производить проверку подлинности объекта и в то же время служит в качестве защиты от несанкционированного копирования.

К подлежащим защите объектами относятся, например, защищенная от подделки бумага, удостоверения и ценные документы (такие как, например, банкноты, чип-карты, пропуска, идентификационные карты, удостоверяющие личность карты, акции, основанные на инвестированном капитале ценные бумаги, грамоты, банковские чеки, чеки, входные билеты, кредитные карты, медицинские карты и т.п.), а также элементы защиты от подделки продукции, такие как этикетки, печати, упаковки и т.п.

Широко распространенной именно в области защитных элементов техникой, которая практически плоской пленке придает трехмерный вид, являются различные формы голографии. Однако для применения защитного признака, прежде всего на банкнотах, эти способы имеют некоторые недостатки. Во-первых, качество объемного изображения голограммы существенно зависит от условий освещения. Прежде всего, при рассеянном освещении изображения голограмм часто являются едва различимыми. Кроме того, голограммы имеют тот недостаток, что они в настоящий момент присутствуют в повседневной практике во многих местах, и поэтому их особое положение в качестве защитного признака исчезает.

Исходя из этого в основе изобретения лежит задача преодолеть недостатки уровня техники и, прежде всего, создать защитный элемент для защищенной от подделки бумаги, ценного документа или тому подобного, в котором при внешне плоской форме защитного элемента достигается хороший объемный вид.

Согласно изобретению задача решена посредством защитного элемента для защищенной от подделки бумаги, ценного документа или подобных изделий, содержащего носитель с участком поверхности, разделенным на множество пикселей, каждый из которых содержит по меньшей мере один производящий оптический эффект фасет, при этом большая часть пикселей имеет по несколько производящих оптический эффект фасетов с одинаковой ориентацией на пиксель, и фасеты ориентированы так, что указанный участок поверхности воспринимается наблюдателем как поверхность, выдающаяся вперед и/или отступающая назад относительно фактической пространственной формы участка поверхности.

Таким образом может быть изготовлен внешне плоский защитный элемент, в котором, например, максимальная высота фасетов составляет не более чем 10 мкм, который, тем не менее, производит очень хорошее объемное впечатление при рассмотрении. Поэтому является возможным посредством (макроскопически) плоского участка поверхности воспроизводить выглядящую для наблюдателя сильно выпуклой поверхность. В принципе, таким образом получаются объемные образования воспринимаемой поверхности любой формы. Так могут быть воспроизведены портреты, предметы, мотивы или прочие выглядящие объемно объекты. При этом объемное впечатление всегда соотносится с фактической пространственной формой участка поверхности. Так участок поверхности может иметь плоскую или даже изогнутую форму. Но всегда достигается соотнесенный с этой основной формой поверхности объемный вид, так что тогда для наблюдателя участок поверхности не выглядит плоским или таким же образом изогнутым, как сам участок поверхности.

Под участком поверхности, воспринимаемым как выдающаяся вперед и/или отступающая назад поверхность, здесь подразумевается, прежде всего, что участок поверхности является воспринимаемым как непрерывно выпуклая поверхность. Так участок поверхности может восприниматься, например, как поверхность с кажущейся выпуклостью, которая отличается от изогнутости или фактической пространственной формы участка поверхности. С помощью защитного элемента согласно изобретению соответственно может быть имитирована, например, выпуклая поверхность посредством воспроизведения соответствующего характера отражения.

Участок поверхности является, прежде всего, сплошным участком поверхности. Однако участок поверхности также может иметь разрывы или даже несопряженные участки. Таким образом, участок поверхности может быть инкорпорирован с другими защитными признаками. В случае с другими защитными признаками речь может идти, например, о голограмме истинного цвета, так что наблюдатель может воспринимать голограмму истинного цвета и выдающуюся вперед и/или назад поверхность, которые создаются участком поверхности согласно изобретению, вместе.

Ориентация фасетов выбрана, прежде всего, так, что участок поверхности воспринимается наблюдателем как неплоская поверхность.

Большая часть пикселей, которые соответственно имеют несколько производящих оптический эффект фасетов с одинаковой ориентацией на пиксель, может составлять 51% числа пикселей. Но также является возможным, что указанная большая часть пикселей составляет более 60%, 70%, 80% или, прежде всего, более 90% числа пикселей.

Кроме того, также является возможным, что все пиксели участка поверхности соответственно имеют несколько производящих оптический эффект фасетов с одинаковой ориентацией.

Производящие оптический эффект фасеты могут быть выполнены в виде отражательных и/или пропускающих свет (проницаемых) фасетов.

Фасеты могут быть образованы в поверхности носителя. Кроме того, является возможным, что фасеты образованы как в верхней, так и в нижней стороне носителя и противолежат друг другу. В этом случае фасеты предпочтительно выполнены в виде пропускающих свет (проницаемых) фасетов с преломляющим эффектом, при этом, конечно, сам носитель также является прозрачным или, по меньшей мере, просвечивающим. Тогда размеры и ориентации фасетов выбраны, прежде всего, так, что для наблюдателя поверхность является воспринимаемой так, что она относительно фактической пространственной формы верхней и/или нижней стороны носителя выдается вперед и/или отступает назад.

Носитель может быть выполнен в виде соединения слоев. В этом случае фасеты могут быть расположены на граничной поверхности внутри соединения слоев. Так фасеты могут быть, например, вытиснены на находящемся на пленке-носителе лаке для тиснения, затем металлизированы и внедрены в еще один слой лака (например, защитного лака или клеящего лака).

Прежде всего, в защитном элементе согласно изобретению фасеты могут быть выполнены в виде внедренных фасетов.

Прежде всего, производящие оптический эффект фасеты выполнены так, что пиксели не имеют оптически дифракционного эффекта.

Размеры производящих оптический эффект фасетов могут составлять от 1 до 300 мкм, предпочтительно от 3 до 100 мкм и особо предпочтительно от 5 до 30 мкм. Прежде всего предпочтительно имеется по существу геометрически оптическое отражательное поведение или по существу геометрически оптический преломляющий эффект.

Размеры пикселей выбраны так, что площадь пикселей по меньшей мере на один порядок и предпочтительно по меньшей мере на два порядка меньше, чем площадь участка поверхности. Под площадью участка поверхности, а также площадью пикселей здесь подразумевается, прежде всего, соответственно площадь при проекции в направлении макроскопической нормали участка поверхности на плоскость.

Прежде всего, размеры пикселей могут быть выбраны так, что размеры пикселей, по меньшей мере в одном направлении по меньшей мере на один порядок, а предпочтительно по меньшей мере на два порядка меньше, чем размеры площади участка поверхности.

Максимальная протяженность пикселя составляет предпочтительно от 5 мкм до 5 мм, предпочтительно от 10 до 300 мкм, особо предпочтительно от 20 до 100 мкм. Форма пикселя и/или размер пикселя может, но не обязательно должна (должен), варьироваться в пределах защитного элемента.

Период решетки фасетов на пиксель (фасеты могут образовывать периодическую или апериодическую решетку, например пилообразную решетку) составляет предпочтительно от 1 мкм до 300 мкм или от 3 мкм до 300 мкм, предпочтительно от 3 мкм до 100 мкм или от 5 мкм до 100 мкм, особо предпочтительно от 5 мкм до 30 мкм или от 10 мкм до 30 мкм. Период решетки выбирается, прежде всего, так, что на пиксель содержится по меньшей мере два фасета одинаковой ориентации и что дифракционные эффекты больше практически не играют роли для падающего света (например, из диапазона длин волн от 380 нм до 750 нм). Поскольку не возникает никаких или же никаких практически релевантных дифракционных эффектов, фасеты могут быть названы ахроматическими фасетами, или же пиксели могут быть названы ахроматическими пикселями, которые вызывают направленно ахроматическое отражение. Таким образом, защитный элемент относительно имеющейся благодаря фасетам пикселей структуры решетки имеет ахроматическую отражательную способность.

Предпочтительно фасеты выполнены в виде по существу плоских элементов поверхности. При этом выбранная формулировка, по которой фасеты выполнены в виде по существу плоских элементов поверхности, учитывает тот факт, что на практике технологически обусловлено, как правило, никогда не получаются совершенно плоские элементы поверхности.

Ориентация фасетов определяется, прежде всего, их наклоном и/или их азимутальным углом. Конечно, ориентация фасетов также может быть определена и другими параметрами. При этом речь идет, прежде всего, о двух ортогональных относительно друг друга параметрах, таких как, например, два компонента вектора нормали соответствующего фасета.

Фасеты могут быть снабжены, по меньшей мере на отдельных участках, отражающим или усиливающим отражение покрытием (прежде всего, металлическое или покрытие с высоким показателем преломления). Отражающее или усиливающее отражение покрытие может быть металлическим покрытием, которое, например, нанесено осаждением пара. В качестве материала покрытия может быть применен, прежде всего, алюминий, золото, серебро, медь, палладий, хром, никель и/или вольфрам, а также их сплавы. В качестве альтернативы, отражающее или усиливающее отражение покрытие может быть образовано покрытием материалом с высоким показателем преломления.

Отражающее или усиливающее отражение покрытие может быть выполнено, прежде всего, в виде частично проницаемого покрытия.

В еще одном варианте фасеты могут быть снабжены, по меньшей мере на отдельных участках, изменяющим цвет при наклоне покрытием. Изменяющее цвет при наклоне покрытие может быть выполнено, прежде всего, в виде тонкослойной системы или же тонкопленочного интерференционного покрытия. При этом может быть реализована, например, последовательность слоев: металлический слой - диэлектрический слой - металлический слой или последовательность слоев из трех диэлектрических слоев, при этом показатель преломления среднего слоя меньше, чем показатель преломления обоих других слоев. В качестве диэлектрического материала может быть применен, например, ZnS, SiO₂, TiO₂, MgF₂.

Изменяющее цвет при наклоне покрытие также может быть выполнено в виде интерференционного фильтра, тонкого полупрозрачного металлического слоя с селективным пропусканием посредством плазменных резонансных эффектов, наночастиц и т.д. Изменяющий цвет при наклоне слой также может быть реализован, прежде всего, в виде жидкокристаллического слоя, дифракционной рельефной структуры или субдлиноволновой решетки. Также является возможной тонкопленочная система со структурой рефлектор, диэлектрик, абсорбер (в этой последовательности выполненной на фасетах).

Тонкопленочная система плюс фасет может быть выполнена не только, как уже описано, в виде фасет/рефлектор/диэлектрик/абсорбер, но и в виде фасет/абсорбер/диэлектрик/рефлектор. Последовательность зависит, прежде всего, от того, с какой стороны должен рассматриваться защитный элемент. Кроме того, также являются возможными и видимые с обеих сторон эффекты изменения цвета при наклоне, если тонкопленочная система плюс фасет выполнена, например, в виде абсорбер/диэлектрик/абсорбер/фасет или абсорбер/диэлектрик/рефлектор/диэлектрик/абсорбер/фасет.

Изменяющее цвет при наклоне покрытие может быть выполнено не только в виде тонкопленочной системы, но и в виде жидкокристаллического слоя (прежде всего, из холестеринового жидкокристаллического материала).

Если должен быть воспроизведен диффузно рассеивающий объект, может быть предусмотрено рассеивающее покрытие или обработка поверхности фасетов. Такое покрытие или такая обработка может рассеивать по закону косинуса Ламберта, или может иметься рассеивающее отражение с отклоняющимся от закона косинуса Ламберта распределением направления. Прежде всего, здесь интересно рассеивание с ярко выраженным предпочтительным направлением.

При изготовлении фасетов с помощью процесса тиснения поверхность тиснения инструмента для тиснения, с помощью которого форма фасетов может быть вытиснена в носителе или же в слое носителя, может быть дополнительно снабжена микроструктурой для того, чтобы производить определенные эффекты. Например, поверхность тиснения инструмента для тиснения может быть снабжена шероховатой поверхностью, так что в конечном продукте возникают фасеты с рассеивающим отражением.

В защитном элементе согласно изобретению может быть предусмотрено предпочтительно по меньшей мере два фасета на пиксель. Может быть также три, четыре, пять или больше фасетов.

В защитном элементе согласно изобретению число фасетов на пиксель может быть выбрано, прежде всего, так, что не превышается максимальная заданная высота фасета. Максимальная высота фасета может составлять, например, 20 мкм или же 10 мкм.

Кроме того, в защитном элементе согласно изобретению период решетки фасетов для всех пикселей может быть одинаковым. Однако, также является возможным, что отдельные или многие из пикселей имеют различные периоды решетки. Кроме того, также является возможным, что период решетки в пределах одного пикселя изменяется, и тем самым не является постоянным. Кроме того, в период решетки может быть еще запечатлена фазовая информация, которая служит для кодирования дополнительной информации. Прежде всего, может быть создана верификационная маска со структурами решетки, которые имеют такие же периоды и азимутальные углы, как и фасеты в защитном элементе согласно изобретению. В частичной области верификационной маски решетки могут иметь такие же фазовые параметры, как и подлежащий верификации защитный элемент, а другие участки определенную разность фаз. Если верификационная маска укладывается на защитный элемент, то различные области в связи с эффектом Муаре будут выглядеть светлее или темнее. Прежде всего, верификационная маска может быть предусмотрена на том же подлежащем защите объекте, что и защитный элемент согласно изобретению.

В защитном элементе согласно изобретению участок поверхности может быть выполнен так, что для наблюдателя он является воспринимаемым в виде воображаемой поверхности. Под этим здесь подразумевается, прежде всего, то, что защитный элемент согласно изобретению проявляет характеристики отражения, которые не могут быть получены с реальной макроскопически выпуклой поверхностью. Прежде всего, воображаемая поверхность может восприниматься как поворачивающее изображение зеркало, которое поворачивает видимое зеркальное отражение, например, на 90°.

Такая воображаемая поверхность и, прежде всего, такое поворачивающее изображение зеркала является для наблюдателя очень легко воспринимаемым и верифицируемым.

В принципе, любая реальная выпуклая отражающая или же пропускающая поверхность посредством участка поверхности защитного элемента согласно изобретению может быть изменена в воображаемую поверхность. Это может быть реализовано, например, за счет того, что изменяются азимутальные углы всех фасетов, например поворачиваются на определенный угол. Тем самым получаются интересные эффекты. Если, например, все азимутальные углы поворачивают на 45° вправо, то участок поверхности для наблюдателя, если он освещается прямо сверху, является выпуклой поверхностью, которая, кажется, освещается справа сверху. Если все азимутальные углы поворачивают на 90°, то световые рефлексы при опрокидывании движутся в направлении, которое перпендикулярно направлению, которое ожидал бы наблюдатель. Это неестественное отражательное поведение делает наблюдателю уже более невозможным решить, имеется ли воспринимаемая поверхность выпуклой вперед или назад (относительно участка поверхности).

Кроме того, посредством апериодической решетки или введения случайных фазовых параметров могут целенаправленно подавляться дифракционные эффекты.

Также является возможным «зашумливать» ориентации фасетов (то есть, незначительно изменять по сравнению с оптимальной формой для воспроизводимой поверхности), чтобы воспроизводить, например, выглядящие матовыми поверхности. При этом участок поверхности кажется не только выдающимся вперед и/или назад относительно его фактической пространственной формы, но ему также может быть придана точная по регистру позиционированная текстура.

Кроме того, носитель рядом с указанным участком поверхности может иметь еще один участок поверхности, который предпочтительно инкорпорирован в указанный участок поверхности и, прежде всего, выполнен как еще один защитный элемент. Такой вариант может быть обозначен, например, как инкорпорация или в виде многоканального изображения. Дополнительный участок поверхности, так же, как и первый участок поверхности, может быть разделен на множество пикселей, которые соответственно содержат по меньшей мере один производящий оптический эффект фасет, при этом предпочтительно большая часть пикселей имеют соответственно несколько из производящих оптический эффект фасетов с одинаковой ориентацией на пиксель, и фасеты ориентированы так, что для наблюдателя дополнительный участок поверхности является воспринимаемым как относительно своей фактической пространственной формы выпуклая или же выдающаяся вперед и/или назад поверхность. За счет этого могут быть реализованы, например, два разных объемных изображения.

Посредством инкорпорации один участок поверхности может быть, например, перекрыт дополнительной точной по регистру информацией по градации цвета или серой шкалы (комбинация, например, с голограммой истинного цвета или полутоновым изображением, например, на основе субдлиноволновых решеток).

Кроме того, в расположении фасетов может быть спрятана или же заложена фазовая информация в качестве дополнительного защитного признака.

В защитном элементе согласно изобретению по меньшей мере один фасет на своей поверхности может иметь рассеивающую свет микроструктуру. Естественно, и несколько или же все фасеты могут иметь такую рассеивающую свет микроструктуру на поверхности фасетов.

Например, рассеивающая свет микроструктура может быть выполнена в виде покрытия. Прежде всего, является возможным внедрять фасеты и в качестве материала для внедрения использовать такой, с помощью которого может быть реализована желаемая рассеивающая свет микроструктура.

При таком варианте выполнения с помощью защитного элемента согласно изобретению могут быть воспроизведены рассеивающие объекты, например мраморная фигура, гипсовая модель и т.д.

Естественно, фасеты могут быть внедрены и в цветной материал, чтобы дополнительно реализовать еще один цветовой эффект или же воспроизвести цветной объект.

В защитном элементе согласно изобретению ориентации нескольких фасетов относительно ориентаций для создания выдающейся вперед и/или назад поверхности могут быть изменены так, что выдающаяся вперед и/или назад поверхность, хотя еще и является воспринимаемой, но с выглядящей матовой поверхностью. Таким образом, выдающаяся вперед и/или назад поверхность может быть представлена и с матовым видом поверхности.

Объектом изобретения является также способ изготовления защитного элемента для защищенных от подделки бумаг, ценных документов или подобных изделий, характеризующийся тем, что участок поверхности носителя модулируют по высоте, разделяя этот участок поверхности на множество пикселей, каждый из которых имеет по меньшей мере один производящий оптический эффект фасет, при этом большая часть пикселей имеет по несколько производящих оптический эффект фасетов с одинаковой ориентацией на пиксель, и фасеты ориентированы так, что указанный участок поверхности воспринимается наблюдателем изготовленного защитного элемента как поверхность, выдающаяся вперед и/или отступающая назад относительно фактической пространственной формы участка поверхности.

Прежде всего, способ изготовления согласно изобретению может быть усовершенствован так, что могут изготавливаться защитный элемент согласно изобретению, а также усовершенствования защитного элемента согласно изобретению.

Кроме того, способ изготовления может содержать стадию расчета пикселей, исходя из подлежащей воспроизведению поверхности. На этой стадии расчета для всех пикселей рассчитываются фасеты (их размеры, а также их ориентации). Затем, на основе этих данных может быть проведена модуляция по высоте участка поверхности.

Кроме того, в способе изготовления согласно изобретению может быть предусмотрена стадия нанесения покрытия на фасеты. Фасеты могут быть снабжены отражающим или усиливающим отражение покрытием. Отражающее или усиливающее отражение покрытие может быть полностью зеркальным покрытием или же частично прозрачным зеркальным покрытием.

Для создания модулированной по высоте поверхности носителя могут быть применены известные способы микроструктурирования, например тиснение. Так, например, с помощью известных из производства полупроводников способов (фотолитография, электронно-лучевая литография, лазерная литография и т.п.) подходящие структуры в резистных материалах могут быть засвечены, возможно, улучшены, отформованы и применены для изготовления инструментов для тиснения. Могут быть применены известные способы тиснения в термопластичных пленках или покрытые отверждаемыми облучением лаками пленки. Носитель может иметь несколько слоев, которые наносятся последовательно и, при необходимости, структурируются, и/или может состоять из нескольких частей.

Защитный элемент может быть выполнен, прежде всего, в виде защитной нити, разрывной нити, защитной ленты, защитной полосы, наклейки или в виде этикетки для нанесения на защищенную от подделки бумагу, ценного документа или тому подобного. Прежде всего, защитный элемент может покрывать прозрачные или, по меньшей мере, просвечивающие области или выемки.

Под понятием «защищенная от подделки бумага» здесь подразумевается, прежде всего, еще не пригодная к обращению предварительная стадия для ценного документа, которая, наряду с защитным элементом согласно изобретению, может также иметь и другие признаки подлинности (такие как, например, предусмотренные в объеме люминесцентные вещества). Под ценными документами здесь подразумеваются, с одной стороны, изготовленные из защищенной от подделки бумаги документы. С другой стороны, ценные документы могут быть и прочими документами и предметами, которые могут быть снабжены защитным элементом согласно изобретению с тем, чтобы ценные документы имели не копируемые признаки подлинности, за счет чего является возможной проверка подлинности, и в то же время предотвращается нежелательное копирование.

Кроме того, предлагается инструмент для тиснения с поверхностью тиснения, с помощью которой форма фасетов защитного элемента согласно изобретению (включая его усовершенствования) может быть вытиснена в носителе или же слое носителя.

Предпочтительно поверхность тиснения имеет инвертированную форму подлежащего тиснению контура поверхности, при этом эта инвертированная форма, как преимущество, изготовлена посредством образования соответствующих углублений.

Кроме того, защитный элемент согласно изобретению может использоваться как матрица для экспонирования объемных голограмм или в чисто декоративных целях.

Для экспонирования объемной голограммы светочувствительный слой, в котором должна быть образована объемная голограмма, может быть, непосредственно или с промежуточным включением прозрачной оптической среды, приведен в контакт с передней стороной матрицы и, тем самым, с передней стороной защитного элемента.

Затем светочувствительный слой и матрица засвечиваются когерентным лучом света, в результате чего объемная голограмма вписывается в светочувствительный слой. Образ действий может быть таким же или сходным с описанным в DE 10 1006 016139 А1 образом действий для получения объемной голограммы. Принципиальный образ действий описан, например, в разделах № 70 - 79 на страницах 7 и 8 указанного документа в связи с фигурами 1А, 1Б, 2А и 2Б. Таким образом, все содержание DE 10 1006 016 139 А1 относительно изготовления объемных голограмм включается в настоящую заявку.

Подразумевается, что указанные выше и далее еще подлежащие пояснению признаки являются применимыми не только в указанных сочетаниях, но и в других сочетаниях или в отдельности, не выходя за рамки настоящего изобретения.

Далее изобретение поясняется еще более детально в качестве примера на прилагаемых чертежах, которые также раскрывают существенные для изобретения признаки. Для лучшей наглядности на фигурах авторы отказались от точного по масштабу и пропорциям изображения. Показано на:

Фиг.1: вид сверху банкноты с защитным элементом 1 согласно изобретению,

Фиг.2: увеличенный вид сверху части поверхности 3 защитного элемента 1,

Фиг.3: вид в поперечном разрезе вдоль линии 6 на фиг.2,

Фиг.4: схематическое изображение в перспективе пикселя 4₇ согласно фиг.2,

Фиг.5: вид в разрезе еще одной формы осуществления некоторых фасетов защитного элемента 1,

Фиг.6: вид в разрезе еще одной формы осуществления некоторых фасетов защитного элемента 1,

Фиг.7: вид в разрезе для пояснения расчета фасетов,

Фиг.8: вид сверху для пояснения квадратного растра для расчета пикселей,

Фиг.9: вид сверху для пояснения 60°- растра для расчета пикселей,

Фиг.10: вид сверху на три пикселя 4 поверхности 3,

Фиг.11: вид в поперечном разрезе изображения согласно фиг.10,

Фиг.12: вид сверху на три пикселя 4 поверхности 3,

Фиг.13: вид в поперечном разрезе вида сверху согласно фиг.12,

Фиг.14: вид сверху на три пикселя 4 поверхности 3,

Фиг.15: вид в разрезе вида сверху согласно фиг.14,

Фиг.16: вид сверху для пояснения расчета пикселей согласно еще одной форме осуществления,

Фиг.17 вид в разрезе расположения фасетов пикселей на цилиндрической основной поверхности,

Фиг.18: вид в разрезе для пояснения изготовления пикселей для применения согласно фиг.17,

Фиг.19-21: изображения для пояснения углов отражательных и проницаемых фасетов,

Фиг.22: вид в разрезе подлежащей воспроизведению отражательной поверхности,

Фиг.23: вид в разрезе воспроизводящей поверхность согласно фиг.22 линзы 22,

Фиг.24: вид в разрезе проницаемых фасетов для имитации линзы согласно фиг.23,

Фиг.25: вид в разрезе подлежащей воспроизведению отражательной поверхности,

Фиг.26: вид в разрезе воспроизводящей поверхность согласно фиг.25 линзы 22,

Фиг.27: вид в разрезе соответствующих проницаемых фасетов для имитации линзы согласно фиг.24,

Фиг.28: вид в разрезе формы осуществления, в которой на обеих сторонах носителя 8 образованы проницаемые фасеты,

Фиг.29: вид в разрезе согласно еще одной форме осуществления, в которой на обеих сторонах носителя 8 образованы проницаемые фасеты,

Фиг.30: изображение для пояснения углов в форме осуществления, в которой на обеих сторонах носителя 8 образованы проницаемые фасеты,

Фиг.31: схематический вид в разрезе инструмента для тиснения для изготовления защитного элемента согласно изобретению согласно фиг.5,

Фиг.32А-32В: изображения для пояснения внедренных фасетов, при этом фасеты выполнены в виде отражательных фасетов,

Фиг.33а+33Б: изображения для пояснения внедренных фасетов, при этом фасеты выполнены в виде проницаемых фасетов,

Фиг.34: изображение для пояснения внедренных рассеивающих фасетов,

и

Фиг.35: изображение для пояснения внедренных матово-блестящих фасетов.

В показанной на фиг.1 форме осуществления защитный элемент 1 согласно изобретению интегрирован в банкноту 2 так, что защитный элемент 1 является видимым с показанной на фиг.1 передней стороны банкноты 2.

Защитный элемент 1 выполнен в виде отражательного защитного элемента 1 с прямоугольным внешним контуром, при этом ограниченная прямоугольным внешним контуром поверхность 3 разделена на множество отражательных пикселей 4, из которых небольшая часть изображена на фиг.2 увеличено как вид сверху.

В данном случае пиксели являются квадратными и имеют длину кромок в пределах от 10 до нескольких 100 мкм, предпочтительно длина кромок не больше, чем 300 мкм. Прежде всего, она может быть в пределах от 20 и 100 мкм.

Длина кромок пикселей 4 выбрана, прежде всего, так, что площадь каждого пикселя, по меньшей мере, на порядок величины, предпочтительно на два порядка величины меньше, чем поверхность 3.

Большая часть пикселей 4 имеют соответственно несколько отражательных фасетов 5 одинаковой ориентации, при этом фасеты 5 являются производящими оптический эффект поверхностями отражательной пилообразной решетки.

На фиг.3 изображен вид в разрезе вдоль линии 6 для шести соседних пикселей 4₁, 4₂, 4₃, 4₄, 4₅ и 4₆, при этом изображение на фиг.3, так же как и на других фигурах, частично для лучшей наглядности не является точным по масштабу. Кроме того, для упрощения изображения на фиг.1 - 3, а также на фиг.4 отражающее покрытие на фасетах 5 не отмечено.

Пилообразная решетка пикселей 4 здесь образована в поверхности 7 носителя 8, при этом структурированная таким образом поверхность 7 предпочтительно покрыта отражающим покрытием (на фиг.3 не показано). В случае с носителем речь может идти, например, о твердеющем под облучением синтетическом материале (УФ-смола), который нанесен на непоказанной пленке-носителе (например, полиэтилентерефталатовой пленке).

Как видно на фиг.3, пиксели 4₁ 4₂, 4₃, 4₄, 4₅ и 4₆ имеют по три фасета, ориентация которых на пиксель 4₁, 4₂, 4₃, 4₄, 4₅ и 4₆ является соответственно одинаковой. Пилообразные решетки, а тем самым и фасеты 5 этих пикселей здесь, кроме их разного наклона σ₁ σ₄, являются одинаковыми (для упрощения изображения отмечены только углы σ₁ и σ₄ наклона соответственно одного фасета 5 пикселей 4₁ и 4₄). Пиксель 4₃ здесь имеет только один единственный фасет 5.

При рассмотрении в виде сверху (фиг.2) фасеты 5 пикселей 4₁ - 4₆ являются полосовидными зеркальными поверхностями, которые ориентированы параллельно друг другу. При этом ориентация фасетов 5 выбрана так, что для наблюдателя поверхность 3 является воспринимаемой в виде выдающейся вперед и/или назад относительно своей фактической (макроскопической) пространственной формы, которая здесь является формой плоской поверхности, поверхности. Здесь наблюдатель воспринимает изображенную на фиг.3 в разрезе поверхность 9, когда он смотрит на фасеты 5. Это достигается выбором ориентации фасетов 5, которые отражают падающий свет L1 так, как будто он падает на поверхность согласно обозначенной линией 9 на фиг.3 пространственной форме, как это схематически изображено посредством падающего света L2. Произведенное фасетами 5 пикселя 4 отражение соответствует среднему отражению преображенной или же воспроизведенной соответствующим пикселем 4 области поверхности 9.

Таким образом, в защитном элементе 1 согласно изобретению воспроизводится выглядящий объемно высотный профиль в результате растрированного здесь расположения отражательных пилообразных структур (фасетов 5 на пиксель 4), которые имитируют отражательное поведение высотного профиля. Таким образом, с помощью поверхности 3 могут быть произведены любые воспринимаемые объемно мотивы, такие как, например, человек, части человека, число или прочие объекты.

Наряду с подъемом σ отдельных фасетов, также и азимутальный угол α должен быть приведен в соответствие с воспроизведенной поверхностью. Для пикселей 4₁ - 4₆ азимутальный угол α относительно направления по стрелке Р1 (фиг.2) составляет 0°. Для пикселя 4₇ азимутальный угол α составляет, например, около 170°. Пилообразная решетка пикселя 4₇ на фиг.4 схематически показана в трехмерном изображении.

Для изготовления защитного элемента 1 отражательные пилообразные структуры могут быть, например, посредством литографии градаций серого, вписаны в фотолак, затем проявлены, гальванически отформованы, запечатлены в УФ-лак (носитель) и покрыты зеркальным покрытием. Нанесение зеркального покрытия может быть осуществлено, например, посредством нанесенного металлического слоя (например, нанесено осаждением пара). Типично наносится алюминиевый слой толщиной, например, 50 нм. Конечно, могут быть применены и другие металлы, такие как например, серебро, медь, хром, железо и т.д. или их сплавы. В качестве альтернативы, металлам могут быть также нанесены покрытия с высоким показателем преломления, например ZnS или ТiO₂.

Напыление может производиться на всю поверхность. Однако также является возможным производить нанесение покрытия лишь участками или же растрообразно, так чтобы защитный элемент 1 был частично прозрачным или же просвечивающим.

Период Λ фасетов 5 в простейшем случае одинаков для всех пикселей 4. Однако также является возможным варьировать период Λ фасетов 5 на пиксель 4. Так, например, пиксель 4₇ имеет меньший период Λ, чем пиксели 4_1-4₆ (фиг.2). Прежде всего, период Λ фасетов 5 для каждого пикселя может быть выбран случайно. Посредством изменения выбора периода Λ пилообразной решетки для фасетов 5 может быть минимизирована возможно имеющаяся видимость восходящей к пилообразной решетке дифракционной картины.

В пределах пикселя 4 предусмотрен фиксированный период Λ. Однако, в принципе, также является возможным варьировать период Λ в пределах пикселя 4, так чтобы имелись апериодические пилообразные решетки на пиксель 4.

Период Λ фасетов 5, одной стороны, для предотвращения нежелательных дифракционных эффектов, а с другой стороны, для минимизации необходимой толщины пленки (толщины носителя 8) составляет предпочтительно от 3 мкм до 300 мкм. Прежде всего, расстояние составляет от 5 мкм до 100 мкм, при этом особо предпочтительно выбрано расстояние от 10 мкм до 30 мкм.

В описанном здесь примере осуществления пиксели 4 являются квадратными. Однако также является возможным выполнять пиксели 4 прямоугольными. Могут быть также использованы и другие формы пикселей, такие как, например, в форме параллелограмма или гексагональная форма пикселя. При этом пиксели 4 предпочтительно имеют размеры, которые, с одной стороны, больше, чем расстояние фасетов 5, а с другой стороны настолько малы, что отдельные пиксели 4 невооруженному глазу как помеха резко не выделяются. Следующий из этих требований диапазон размеров составляет примерно от 10 до нескольких 100 мкм.

Тогда подъемы σ и азимутальные углы α фасетов 5 в пределах пикселя 4 следуют из подъема воспроизведенного высотного профиля 9.

Кроме того, наряду с подъемом σ и азимутальным углом α, для каждого пикселя 4 факультативно может быть введен фазовый параметр p_i. Тогда рельеф поверхности защитного элемента 1 в i-том пикселе 4_i может быть описан следующей высотной функцией h_i (х, у):

При этом A_i - это амплитуда пилообразной решетки, α_i - азимутальный угол, a Λ_i - это период решетки. «mod» означает действие по модулю и дает положительный остаток при делении. Фактор A_i а