BRPI0316404B1 - elemento oticamente variável e uso do mesmo - Google Patents

Abstract

"elemento oticamente variável e uso do mesmo". a presente invenção refere-se a um elemento oticamente variável que pelo menos em partes de superfície tem uma interface que é embutida entre duas camadas e forma uma estrutura oticamente eficaz, em que a interface tem uma superfície de forma livre que parece tridimensionalmente para um observador. para enfatizar que a superfície de forma livre é proposta de acordo com a invenção que a superfície de forma livre é formada por uma região parcial da interface, que é de uma configuração do tipo lente e que produz um efeito de ampliação, redução ou distorção. o assunto adicional da aplicação é o uso de tais elementos oticamente variáveis como um elemento de segurança para impedir a falsificação de documentos valiosos ou para artigos a serem salvaguardados, em particular como parte da disposição de camada decorativa de uma película de transferência ou laminada.

Description

Relatório Descritivo da Patente de invenção para "ELEMENTO OTICAMENTE VARIÁVEL E USO DO MESMO". A presente invenção refere-se a um elemento oticamente variável que pelo menos em partes superficiais tem uma interface que é de preferência embutida entre as duas camadas de um compósito em camadas e que forma uma estrutura oticamente eficaz que projeta espacialmente e/ou é retrocedida com respeito a uma superfície de referência (nocional), em que a estrutura oticamente eficaz tem pelo menos uma superfície de forma livre que aparece tridimensionalmente para um observador na forma de um caracter alfanumérico, uma figura geométrica ou outro objeto.

Elementos oticamente variáveis, do tipo descrito acima, são usados por exemplo como elementos de segurança para autenticar ou identificar documentos valiosos, por exemplo cédulas, cheques, etc., cartões de identificação e passaportes, cartões de crédito ou outros artigos a serem salvaguardados. Tais elementos oticamente variáveis já são também usados para propósitos decorativos, a respeito de que o limite entre o uso como um elemento de segurança e o uso como um elemento decorativo é freqüente-mente fluido. Naquele aspecto, uma exigência particularmente freqüente é que elementos de segurança também têm um certo efeito decorativo, que se aplica por exemplo quando a situação envolve garantir a autenticidade de certos artigos, por exemplo cigarros, preparações cosméticas valiosas e assim por diante, por elementos correspondentes.

Para uso como um elemento de segurança e decorativo, os elementos oticamente variáveis conhecidos são em geral aplicados ao substrato correspondente na forma de películas de transferência, em particular películas de estampagem a quente, ou na forma de películas laminadas, em cujo caso a interface que forma a estrutura a estrutura oticamente eficaz é então fornecida entre duas camadas de verniz correspondentes. No caso de películas de transferência, aquelas camadas de verniz são parte da disposição de camada decorativa que pode ser transferida da película de suporte para o substrato, em que em vez de uma camada de verniz é também possível fornecer uma camada adesiva ou a camada de verniz pode ter proprie- dades adesivas. No caso de películas laminadas, as interfaces são em princípio produzidas da mesma maneira. A diferença entre as películas laminadas e de transferência no entanto é que, no caso de películas laminadas, as camadas de verniz e possivelmente as camadas adesivas que servem como elemento decorativo permanecem na película de suporte quando a película laminada é aplicada a um substrato. Finalmente, é também concebível que películas de embalagem ou decorativas sejam basicamente como películas laminadas, mas que estas películas, por exemplo para propósitos de embalagem, sejam usadas como tal sem serem laminadas em um substrato.

Nesta conexão já é também conhecido para efeitos tridimensionais a serem produzidos por meio de estruturação adequada da interface entre as duas camadas, em particular as camadas de verniz, ou em relação ao ar. Por exemplo, cheques e cartões de crédito são conhecidos, em que certos objetos parecem em posições diferentes ou perspectivas em dependência do ângulo de visualização, ou a impressão é dada ao observador como se o objeto correspondente se projetasse tridimensionalmente da superfície do suporte para o elemento oticamente variável.

Até agora aqueles efeitos tridimensionais eram em geral produzidos de modo holográfico, em cujo aspecto aquele procedimento tem por um lado a desvantagem que um nível comparativamente alto de despesa do aparelho está envolvido na produção dos padrões exigidos para reprodução em camadas correspondentes. Em adição, as estruturas holograficamente produzidas também sofrem sérias desvantagens óticas. Em particular seu brilho é freqüentemente defectivo. Em adição, não existe em geral maneira possível de aumentar a atratividade de um elemento variável de modo correspondentemente ótico obtendo certos efeitos de cor.

Portanto, o objetivo da presente invenção é propor um elemento oticamente variável que pode facilmente ser produzido com os processos variando mais amplamente conhecidos para a produção de estruturas oticamente eficazes, que exibem até agora efeitos desconhecidos do ponto de vista do observador e que adicionalmente oferecem a um projetista uma grande série de variações possíveis em relação à configuração de desenho.

Em um elemento oticamente variável do tipo geral descrito, de acordo com a invenção, aquele objetivo é alcançado em que a superfície em forma livre é formada por uma região parcial da interface, cuja região parcial é de uma configuração do tipo lente e produz efeito de ampliação, redução ou distorção e forma um elemento em forma livre.

Embora portanto até agora, as superfícies de forma livre tridimensional, por exemplo pássaros, combinações de caracter ou letra, imagens de pessoas, montanhas e assim por diante somente apareçam de uma tal maneira que tanto elas mudem sua posição mediante mudança no ângulo de visualização quanto pareçam flutuar sobre a superfície do substrato, efeitos óticos completamente diferentes são propostos de acordo com a invenção, a saber o elemento oticamente variável é de tal natureza que a região formando a superfície de forma livre, por exemplo letras, dígitos, mas também quaisquer outros objetos, logos e assim por diante, parece de tal maneira como se fossem curvados para frente com respeito à superfície do substrato ou seria retrocedido, o que quer dizer como se uma superfície curvada estivesse presente na região da superfície de forma livre. A partir do ponto de vista do observador, que ocasiona um efeito completamente novo, até agora desconhecido para a estrutura oticamente eficaz, a saber aquela de uma certa profundidade espacial, em que em adição, com uma configuração adequada e disposição da região parcial do tipo de lente da interface, efeitos óticos particularmente característicos podem ser obtidos, o que melhora enormemente o valor de reconhecimento e assim o efeito de identificação dos elementos oticamente variáveis correspondentes.

Se as dimensões da superfície de forma livre são muito pequenas, o que quer dizer se por exemplo isto envolve um caracter alfanumérico com uma espessura de linha muito pequena, o efeito de acordo com a invenção para um elemento oticamente variável pode já ser obtido pela superfície de forma livre sendo de uma configuração do tipo uma estrutura de lente refrativa. É para se ter em mente no entanto que as camadas, entre as quais a interface que forma a estrutura oticamente eficaz está disposta, são usualmente camadas de verniz que normalmente podem somente ser de uma espessura muito limitada. A fim de ser capaz de obter o efeito desejado de acordo com a invenção, mesmo quando não estão envolvidas as camadas de verniz ou adesivo comparativamente finas, é desejável se a superfície de forma livre está na forma de um elemento de forma livre difrativo com uma estrutura reticular cuja profundidade reticular é ao menos 10 pm e que tem linhas reticulares seguindo substancialmente as linhas de contorno da superfície de forma livre, em que o espaçamento das linhas reticulares da região central da superfície de forma livre na direção da borda da mesma muda continuamente, o que quer dizer tanto diminui quanto aumenta.

Em uma configuração do elemento oticamente variável de acordo com a invenção, a estrutura reticular do elemento em forma livre pode ser de tal configuração que uns flancos respectivos das ranhuras reticulares se estendem em relação mutuamente paralela e em relação aproximadamente paralela com uma normal à superfície de referência (nocional), enquanto o ângulo dos outros flancos respectivos das ranhuras reticulares em relação à normal da superfície de referência muda em uma direção transversalmente com respeito às linhas reticulares, em que será assumido evidente por si mesmo que as ranhuras reticuladas são de uma seção transversal reduzida. A produção de tais estruturas reticuladas é de preferência efetuada por meio do processo assim chamado de "escrita direta", por meio de máquinas de litografia de feixe de laser ou de elétron, o uso das quais torna possível produzir estruturas reticuladas específicas, o que quer dizer, produzir de modo realmente preciso o efeito ótico desejado para o elemento de forma livre.

Será notado, no entanto que é possível para a estrutura reticula-da acima mencionada com ranhuras reticuladas cujos flancos são dispostos a um ângulo em relação uma a outra a ser produzida em uma maneira diferente que por "escrita direta”, mais especificamente quando os flancos das ranhuras reticuladas, que se estendem a um ângulo com a normal com a superfície de referência, são de uma configuração com degraus, em cujo caso os flancos - se estendendo a um ângulo relativo à normal à superfície de referência - são aproximados em seu efeito ótico pelas superfícies que forma os degraus. Quando os flancos das ranhuras reticuladas são de tal configuração é possível por exemplo, operar também por meio de máscaras, em cujo caso a fineza da resolução com degraus dos flancos (inclinados) depende do número de máscaras usadas, o que quer dizer os degraus desejados. Sob este aspecto, a divisão dos flancos correspondentes em quatro ou oito degraus já é suficiente para uma grande série de situações de uso. Quando demandas de alta qualidade estão envolvidas, é possível no entanto estabelecer, por exemplo, sessenta e quatro degraus, para a produção do qual um número correspondente de operações de exposição é necessário, usando máscaras diferentes. A produção da estrutura reticulada do elemento de forma livre, que é muito simples sob algumas circunstâncias, pode ser obtida quando a estrutura reticulada é uma estrutura binária que tem ranhuras reticuladas substancialmente retangular e estrias reticuladas, em que de preferência a configuração é tal que a profundidade das ranhuras reticuladas da estrutura reticulada dos elementos de forma livre é aproximadamente igual sobre a superfície de forma livre inteira, o que quer dizer a mudança na "força refra-tiva" (difração da luz em direções diferentes) é somente obtida pela largura das ranhuras reticuladas e/ou estrias reticuladas sendo adequadamente variada.

Uma particularidade dos elementos de forma livre difrativos formados por estruturas reticuladas, de acordo com a invenção, é que tais estruturas de lente difrativa - diferente de lentes refrativas - produzir uma impressão visual diferente, em dependência do comprimento de onda de luz usado respectivamente para iluminação ou visualização do objeto, pelo qual novamente é possível obter efeitos de desenho ou segurança particulares.

Uma maneira ainda possível de produzir superfícies de forma livre aparecendo tridimensionalmente de acordo com a invenção estabelece que a superfície de forma livre é formada por um elemento de forma livre de modo holográfico produzido, a respeito do que as lentes de modo holográfico produzidas no entanto não sofrem de certas desvantagens em comparação com elementos de lente difrativa. Por exemplo, os elementos de lente podem ser produzidos de modo holográfico produzido a despesa razoável somente se a configuração da superfície de forma livre é comparativamente simples. Em adição, devido a sua estrutura senoidal, as lentes produzidas de modo holográfico não parecem muito brilhantes e frequentemente sofrem de não-homogeneidades, pelas quais a aparência visual que está para ser produzida pela lente pode ser afetada de modo adverso. Em adição a certos efeitos de cor não podem ser obtidos com o alto grau de liberdade desejado em termos de configuração de desenho, com elementos de lente produzidos de modo holográfico. É basicamente concebível para um elemento oticamente variável que essencialmente tem uma superfície de forma livre desenhada de acordo com a invenção a ser usada como um elemento de segurança ou decorativo. Vantajosamente no entanto a superfície de forma livre é parte de uma disposição de estrutura total oticamente eficaz que, além do elemento de forma livre, inclui regiões parciais com elementos oticamente variável que para o observador produzem efeitos óticos diferentes. Por exemplo, um elemento de forma livre pode ser combinado com as estruturas usuais tendo um efeito de difração ótica, como são mostradas por exemplo, para produzir efeitos de movimento, inversões, mudanças entre as duas representações diferentes, e assim por diante. Será apreciado que é também possível combinar em um elemento oticamente variável, uma pluralidade de elementos de forma livre, por exemplo para compor uma palavra ou um número de letras ou dígitos cada um formando seu próprio elemento de forma livre, pelo qual que dá a impressão como se a palavra ou o número fosse enfatizado tridimensionalmente em relação ao resto do elemento oticamente variável. Os efeitos atrativos são também produzidos se uma pluralidade de elementos de forma livre são por assim dizer entrelaçados um com o outro de modo que quando as direções de iluminação ou visualização diferentes estão envolvidas, os elementos de forma livre diferente respectivos são visíveis. Em princípio, existe aqui uma grande série de combinações possíveis, por exemplo incluindo efeitos foscos, superfícies especulares e assim em diante, que uma discussão mais detalhada não é para ser descrita nesta conjuntura.

Uma possibilidade de interesse particular é aquela de combinar a estrutura oticamente eficaz com uma disposição de película fina completamente ou em maneira de direção de região , pela qual é possível obter mudanças de cor específicas, em dependência do ângulo de visualização. Efeitos especiais adicionais podem ser obtidos pelo uso de camadas semi-condutoras. É ainda estabelecido, de acordo com a invenção, que a interface que forma a estrutura oticamente eficaz é fornecida pelo menos na direção de região com um revestimento melhorando a reflexão que, se a observação do efeito correspondente é para ocorrer realmente somente com luz de cima, o que quer dizer em um modo de reflexão, é desejavelmente formada por uma camada de metal. Será notado que é também possível, em vez da camada de metal como revestimento melhorando a reflexão, fornecer uma camada dielétrica tendo um índice de refração que é adequadamente diferente em relação às camadas adjacentes, ou no entanto também uma disposição de multicamadas adequadamente configuradas ou revestimento semicondutor. É possível enfatizar o elemento de forma livre de acordo com a invenção em uma maneira simples se o revestimento que melhora a reflexão é fornecido em relação de registro com o pelo menos um elemento de forma livre, em que a relação de registro pode tanto ser tal que o revestimento que melhora a reflexão está presente somente na região do elemento de forma livre, quanto no entanto, é tal que está precisamente na região do elemento de forma livre que não existe revestimento que melhora a reflexão, mas é fornecido somente na região do elemento oticamente variável, que circunda o elemento de forma livre. Aquela configuração pode ser altamente vantajosa por exemplo, quando são fornecidos em torno do elemento de forma livre, elementos ou estruturas que somente produzem efeitos discerníveis de modo muito marcante em reflexão, por exemplo efeitos de movimento, mudanças de imagens e assim por diante. A relação de registro em relação ao revestimento que melhora a reflexão, quando uma camada de metal serve como o revestimento, pode ser facilmente produzida pelos processos conhecidos per se ou desmetali-zação em relação a região da camada de interface.

Como pode ser visto a partir da descrição precedente, o elemento oticamente variável de acordo com a invenção pode ser usado em maneiras diferentes e para os propósitos variando mais amplamente. No entanto, o uso de um elemento oticamente variável de acordo com a invenção como um elemento de segurança em relação a falsificação de documentos valiosos ou para artigos a serem salvaguardados é particularmente vantajoso, em particular também pela razão que os elementos de forma livre como lente fornecidos de acordo com a invenção oferecem a possibilidade de introduzir no elemento de segurança identificação adicional ou características de proteção que diferem das características conhecidas até agora para os elementos de segurança em uma maneira nova e assim em uma maneira notável do ponto de vista do usuário do documento correspondente ou o artigo a ser salvaguardado. O uso de um elemento oticamente variável de acordo com a invenção como um elemento de segurança é vantajosamente efetuado pelo fato de que o elemento oticamente variável é incorporado na disposição de camada decorativa, que pode ser transferido para um substrato, de uma película de transferência, em particular um película de estampagem a quente, ou dentro da disposição de camada decorativa de uma película laminada, porque simplifica tanto a transferência para um substrato quanto a produção de etiquetas e assim por diante em uma configuração de desenho de acordo com a invenção.

Aspectos, detalhes e vantagens adicionais da invenção serão evidentes a partir da descrição com referência ao desenho no qual: a Figura 1a mostra de modo diagramático uma seção através de uma lente refrativa, a Figura 1b mostra uma seção através de uma lente difrativa correspondente com ranhuras reticuladas de seção transversal aproximadamente triangular, a Figura 1c mostra uma lente difrativa similar à figura 1b com uma estrutura binária difrativa, a Figura 2a mostra uma vista em perspectiva de uma superfície de forma livre do tipo de onda, a Figura 2b mostra uma vista plana em forma altamente diagra-mática e grosseira mostrando a superfície de forma livre da Figura 2a na forma de um elemento de forma livre com uma estrutura reticulada como mostrado na Figura 1b, a Figura 2c mostra uma vista plana que corresponde à Figura 2b mas no caso de um elemento de forma livre com uma estrutura binária difrativa como mostrado na Figura 1c, a Figura 3a é uma vista em perspectiva de uma superfície de forma livre na forma de uma gota como uma configuração refrativa, a Figura 3b é uma representação gráfica da configuração da interface da superfície de forma livre em formato de gota da Figura 3a, as Figuras 4a e 4b são vistas que correspondem às Figuras 3a e 3b mas com a superfície de forma livre em formato de gota na forma de um elemento de forma livre difrativo com ranhuras reticuladas de seção transversal aproximadamente triangular, as figuras 5a e 5b são vistas que correspondem às Figuras 3a, 3b e Figuras 4a, 4b respectivamente mas com o elemento de forma livre na forma de uma estrutura binária difrativa, as Figuras 6a e 6b são ilustrações que correspondem às figuras 3a e 3b para uma superfície de forma livre anular, as Figuras 7a, 7b e 7c são ilustrações com respeito à superfície de forma livre anular que corresponde às figuras 4a, 4b e 5b da superfície de forma livre em formato de gota, as Figuras 8a e 8b são ilustrações de uma superfície de forma livre em formato de L que corresponde às Figuras 3a, 3b e Figuras 5a, 5b respectivamente (gota e anel), as Figuras 9a, 9b e 9c são ilustrações que correspondem às Figuras 7a, 7b e 7c para a superfície de forma livre em formato de L, e a Figura 10 é uma vista plana de um elemento oticamente variá- vel com um padrão de tecedura formando uma superfície de forma livre.

As vistas altamente diagramáticas e relativamente grosseiras nas Figuras 1a a 1c mostram a região parcial, que tem uma ação do tipo de lente, de um elemento oticamente variável de acordo com a invenção, em que formado entre duas camadas 1, 2 que são em geral camadas de verniz é uma interface 3 que é em geral fornecida com um revestimento que melhora a reflexão (não mostrado adicional mente no desenho), por exemplo uma metalização na forma de uma camada de metal depositada por vapor. Sob este aspecto, mostrado no eixo x das Figuras 1a a 1c, está a dimensão do elemento de lente correspondente na direção respectiva, em que as unidades das Figuras 1a a 1c envolvem quaisquer unidades assumidas como a dimensão precisa ou o diâmetro preciso dos elementos de lente não é uma consideração importante. Em termos gerais, as dimensões correspondentes dos elementos de lente ou dos elementos de forma livre formados pelos elementos de lente no entanto estão entre 0,15 e 300 mm, de preferência entre 3 e 50 mm.

Representada no eixo Y nas Figuras 1a a 1c em cada caso, está a espessura ou a altura respectivamente das camadas correspondentes 1, 2 e a superfície refrativa ou estrutura formada pela interface 3 respectivamente, os valores especificados sendo a diferença de fase em radianos. Quando se usa um comprimento de onda específico (por exemplo 550 nm para a sensibilidade do olho humano), a profundidade geométrica real pode ser calculada a partir daquela diferença de fase em maneira conhecida (também levando em consideração o índice de refração respectivo).

Se a Figura 1a é comparada com as Figuras 1b e 1c, pode ser visto que a espessura do elemento oticamente variável da Figura 1a deve ser pelo menos dez vezes tão grande quanto a espessura da disposição de camada que forma o elemento oticamente variável na Figura 1 b e mesmo vinte vezes tão grande quanto a espessura da disposição de camadas na Figura 1c. Neste caso, o fato de que as disposições de camadas das Figuras 1b e 1c, que formam o elemento oticamente variável, podem ser substancialmente mais finas que aquelas na Figura 1a é devido à altura total menos h da estrutura que é determinada pela interface 3 e que produz o efeito de lente e que se estende somente sobre uma altura que, quando convertida (para um sistema n = 1.5/n = 1 no modo de transmissão) na Figura 1b corresponde aproximadamente ao dobro do comprimento de onda e na Figura 1c mesmo somente aproximadamente o comprimento de onda único. Em qualquer eventualidade a altura h, que quer dizer a profundidade de reticula-ção , não é maior que 10 pm, nos elementos de lente difrativa das Figuras 1 b e 1c.

Como já mencionado, as camadas 1 e 2 são em geral camadas de verniz de composição adequada, em que pelo menos a camada de verniz que está na direção do observador (no caso presente em geral a camada 1) deve ser substancialmente transparente, embora será notado que existe também a possibilidade de que as camadas de verniz sejam coloridas enquanto preservam substancialmente a transparência. Para certas situações de uso uma das camadas 1, 2 pode também ser uma camada adesiva ou pelo menos uma camada de verniz tendo propriedades adesivas adequadas.

Se a interface 3 é fornecida com uma metalização ou outra camada refletindo fortemente, a camada 2 pode também ser admitidamente transparente mas pode ser translúcida ou opaca. Se em contraste, o elemento oticamente variável de acordo com a invenção, é para ser usado no modo de transmissão, por exemplo para cobrir um aspecto visível em um substrato, a camada 2 deve também ser transparente. Naquele caso, a interface não é fornecida com uma - geralmente opaca - metalização. Em vez disto, os índices de refração das duas camadas transparentes 1 e 2 serão selecionados para serem diferentes (a diferença nos índices de refração devem de preferência ser pelo menos 0,2) de tal maneira que, a despeito do uso de duas camadas transparentes, o efeito ótico produzido pela interface 3 se torna visível de modo suficientemente claro.

Se surgem dificuldades em implementar uma diferença suficientemente grande no índice de refração das camadas, seria também possível, de acordo com a invenção, que as ranhuras reticuladas dos elementos de forma livre fossem parcial ou substancialmente enchidos com um material transparente que tem um índice de refração que difere de modo suficientemente grande antes que a camada contígua, que se volta para o observador, seja aplicada. O padrão necessário para a produção do elemento de lente mostrado na Figura 1a em um processo de reprodução basicamente conhecido - pode ser produzido por processos de remoção de precisão mecânica com facilidade comparativa em relação às dimensões que são substancialmente maiores em comparação com as estruturas dos elementos de lente das Figuras 1b e 1c. A estrutura reticulada difrativa do elemento de lente da Figura 1b é usualmente produzida em um assim chamado "processo de escrita direta", que quer dizer um processo em que o material é removido de acordo com o perfil desejado por meio de um laser ou um fotorresist é exposto de acordo com o perfil desejado por meio de um laser ou um dispositivo de litografia de feixe de elétrons e então o perfil desejado ou o perfil negativo do mesmo é obtido pelo desenvolvimento do fotorresist. Este procedimento oferece a vantagem que várias estruturas reticuladas diferentes e em particular as seções transversais reticuladas podem ser produzidas, por exemplo, incluindo os assim chamados retículos de brilho para situações específicas de uso, em que pode particularmente ser estabelecido que o ângulo α entre os flancos 4 das ranhuras reticuladas 5, cujos flancos se estendem de modo inclinado na Figura 1 b, e uma normal S em uma superfície de referência nocio-nal, se estendendo paralelo ao eixo x, da estrutura reticulada formando o elemento de lente muda continuamente a partir da região central parabolóide 6 da interface 3 formando o elemento de lente em uma direção externa como é claramente evidente na Figura 1b - e mais especificamente em uma maneira que, na modalidade ilustrada, os flancos 7 das ranhuras reticuladas 5, que são aproximadamente paralelas à normal S, representam por assim dizer somente descontinuidades em um perfil de lente de outro modo substancialmente estacionário que é formado pelos flancos inclinados sucessivos 4 das ranhuras reticuladas 5 e a parte parabolóide central 6 da interface 3.

Estruturas de lente daquele tipo e a maneira de calcular a mes- ma são basicamente descritas na literatura relevante na técnica, e por aquela razão não serão discutidas em maiores detalhes aqui. A este respeito deve ser feita menção da possibilidade, no lugar dos flancos inclinados 4 que são contínuos sobre a altura h como mostrado na Figura 1b, de usar uma disposição em degraus em que as superfícies formando os degraus se aproximam dos flancos 4 em relação a seu efeito ótico. Estruturas reticuladas daquele tipo podem ser produzidas usando um assim chamado processo de escrita direta e também por meio de procedimentos de máscara adequados, em que o número de degraus pode ser variado em dependência do resultado desejado. Neste caso, a divisão em quatro ou oito degraus já é suficiente para uma grande série de situações de uso. Quando exigências de alta qualidade estão envolvidas no entanto é por exemplo também possível fornecer sessenta e quatro degraus ou um número de degraus a uma potência maior que 2. A Figura 1c mostra diagramaticamente um elemento de lente formado por uma assim chamada estrutura binária. A este respeito, a característica essencial da estrutura binária da Figura 1c é que ambas as ranhuras reticuladas 8 e também as estrias reticuladas 9 são substancialmente retangulares em seção transversal. As estruturas binárias como mostrado na Figura 1c são, neste caso, produzidas usualmente usando máscaras adequadas, em que nesta conexão a particularidade adicional da estrutura da Figura 1c é vantajosa, a saber que a profundidade de reticulação h da estrutura reticulada é uniforme sobre o elemento de lente inteiro de modo que a produção dos padrões associados não envolve fornecer períodos de ação diferentes para os meios de remover o material nem ter que operar com níveis diferentes de intensidade dos meios que atuam no substrato através da máscara correspondente.

Existe também a possibilidade de produzir estruturas de lente adequadas por meio de processos holográficos conhecidos per se, em que fornece estruturas de profundidade reticulada menor e de uma configuração substancialmente senoidal, que no entanto possivelmente leva às desvantagens discutidas acima.

As Figuras 2a, 3a, 6a, e 8a mostram como uma vista em perspectiva enormemente aumentada e um pouco diagramática, uma ilustração de uma superfície de forma livre na forma de um elemento de lente refrativa, que quer dizer um elemento de forma livre em que as Figuras mostram somente uma vista em perspectiva da interface 3, que está presente entre as duas camadas 1, 2 do elemento de forma livre, a fim de mostrar claramente o princípio da invenção. A este respeito, os elementos de forma livre refrativos daquele tipo que são suficientemente notáveis oticamente podem somente ser obtidos se a espessura das camadas 1, 2 encerrando a interface 3 entre elas é suficientemente grande ou se as dimensões da superfície de forma livre paralela à superfície de referência nocional, por exemplo na Figura 2a, a superfície base 10, são suficientemente pequenas, porque de fato no caso de elementos de forma livre refrativos a altura h do elemento de lente, como pode ser visto claramente na Figura 1a, depende diretamente das dimensões da superfície de forma livre na direção do eixo x. A Figura 3a mostra um elemento de forma livre em formato de gota 11, em que como mostrado na Figura 3a o elemento de forma livre 11 que forma a superfície de forma livre em formato de gota é desenhado de modo que a superfície de forma livre parece projetar ascendentemente além da interface, de outro modo, plana 3. Será apreciado que também seria correspondentemente possível produzir a impressão como se a gota formada pelo elemento de forma livre 11 fosse se projetar para trás (descendentemente) além da interface circundante 3. A figura 6a é uma vista similar à Figura 3a mostrando um elemento de forma livre refrativo anular 12 que por exemplo pode simbolizar a letra Ό" ou no entanto pode também ter um efeito somente decorativo. A Figura 8a mostra de modo correspondente uma vista em perspectiva da interface 3 que é produzida quando a letra "L" é ilustrada por um elemento de forma livre refrativo 13.

Da mesma maneira que as Figuras 3a, 6a e 8a, as figuras 3b, 6b e 8b mostram, - aproximadamente em seção perpendicular à superfície de referência nocional - a configuração da interface 3 no caso dos elementos de forma livre associados 11,12 e 13, em que as dimensões das vistas do gráfico nas Figuras 3b, 6b e 8b novamente correspondem às figuras 1a a 1c, o que quer dizer quaisquer unidades são mostradas no eixo x, enquanto a de-flexão perpendicularmente à superfície de referência nocional é mostrada no eixo y em radianos. Neste caso, o perfil na Figura 3b se estende ao longo do eixo de simetria do elemento de forma livre em formato de gota 11 na Figura 3a, mais especificamente da direita de fundo na Figura 3a para a esquerda de topo, o que quer dizer da região arredondada para a ponta da gota. Quanto à Figura 8b o perfil do limbo esquerdo do "L" é também plotado em cada caso da direita de fundo para a esquerda de topo, desse modo dando -devido ao limbo transverso do "L" que ramifica na direita de fundo - o aumento em altura na região esquerda na Figura 8b. É interessante agora comparar as estruturas reticuladas difrati-vas que servem como elementos de forma livre para as estruturas refrativas das Figuras 2a, 3a, 6a e 8a. A Figura 2b é uma vista plana enormemente aumentada e dia-gramática da superfície de forma livre da Figura 2a, e mais especificamente em uma direção de vista aproximadamente perpendicular na superfície de referência 10, com a superfície de forma livre estando na forma de um elemento de forma livre difrativo com uma estrutura reticulada tendo linhas reticuladas que seguem substancialmente as linhas de contorno da superfície de forma livre, em que o espaçamento das linhas reticuladas da região central do elemento de forma livre na direção da borda do mesmo muda continuamente. Uma comparação das Figuras 2a e 2b também mostra nesta conexão que o termo "linhas de contorno da superfície de forma livre" de acordo com a invenção, não significa necessariamente o limite real da superfície de forma livre. Em vez disso, é importante para as estruturas reticuladas para estender de tal maneira que a configuração espacial da superfície de forma livre, por exemplo o espaçamento diferente da superfície de forma livre da Figura 2a da superfície de referência nocional 10, é também adequadamente levado em consideração. A Figura 2c é uma vista também correspondendo à vista na Figura 2b mostrando uma vista plana da estrutura da superfície de forma livre da Figura 2a, quando o elemento de lente não é formado como na Figura 1b por uma estrutura reticulada com ranhuras reticuladas mudando continuamente mas em vez disso a estrutura reticulada é uma estrutura binária, como é basicamente mostrado na Figura 1c.

As figuras 4a, 7a e 9a basicamente mostram novamente as vistas planas que correspondem às Figuras 3a, 6a e 8a do elemento de forma livre em formato de gota 11, o elemento de forma livre anular 12 e o elemento de forma livre em formato de L 13 respectivamente, em que o elemento de forma livre, em cada caso, não está novamente na forma de uma lente refrativa mas na forma de uma estrutura reticulada difrativa envolvendo a configuração básica mostrada na Figura 1 b.

As seções ou perfis de altura que correspondem às figuras 3b, 6b e 8b são mostradas correspondentemente nas Figuras 4b, 7b e 9b.

Em conexão com a superfície de forma livre em formato de gota das Figuras 3a e 4a respectivamente, a Figura 5a finalmente também mostra uma vista plana quando o elemento de forma livre está na forma de um reti-culado binário, o perfil em relação à altura resultante da interface 3 sendo correspondentemente mostrado na Figura 5b. Quanto à superfície de forma livre anular e em formato de L, uma vista em perspectiva da interface 3 quando o elemento de forma livre está na forma de uma estrutura binária não foi ilustrada aqui. Os perfis em relação à altura correspondentes são no entanto mostrados nas figuras 7c e 9c (para o elemento de forme livre anular e em formato de L, respectivamente).

Uma comparação correspondente das Figuras 3b, 6b e 8b com as Figuras 4b, 7b e 9b e as Figuras 5b, 7c e 9c respectivamente mostra novamente a redução marcada na altura das estruturas quanto à transição de uma estrutura refrativa (Figuras 3b, 6b, 8b) para uma estrutura reticulada contínua difrativa (Figuras 4b, 7b e 9b) e uma estrutura binária (Figuras 5b, 7c e 9c) respectivamente.

Finalmente, a Figura 10 também mostra um exemplo de uma estrutura mais complexa com superfície de forma livre formada por elemento de forma livre. Isto envolve uma estrutura de tecedura ou grade em que as roscas mutuamente cruzadas 14 e 15 respectivamente são enfatizadas em virtude de estar na forma de elementos de forma livre de acordo com a invenção.

Os exemplos descritos somente envolvem comparativamente modalidades simples que por exemplo, como as Figuras 3 a 9, incluem somente um elemento de forma livre. Será apreciado que é possível produzir elementos oticamente variáveis mesmo com efeitos complexos, por uma combinação adequada de elemento de forma livre diferentes, em relação aos quais também é possível em particular prover, em adição aos elementos de forma livre tipo lente de acordo com a invenção estruturas oticamente ativas, em particular estruturas difrativas, que geram efeitos de um tipo completamente diferente, por exemplo efeitos de movimento, inversões, mudanças de imagem e assim por diante. É também possível para os elementos de forma livre e outras estruturas difrativas serem combinadas com uma se-qüência de camada fina, camadas especiais (por exemplo semicondutores) ou com cores especiais, por exemplo cores iridescentes, a fim de obter efeitos de cor bastante particulares (mudança). Neste aspecto é também possível por exemplo para os elementos de forma livre de acordo com a invenção ser combinado ou entrelaçado com outras estruturas oticamente eficazes, por exemplo de acordo com a Patente EP N°. 0 375 833 B1 ou para uma pluralidade de superfícies de forma livre a serem combinadas ou entrelaçadas uma com a outra, de modo que, a partir do ponto de vista de um observador, ou um dado elemento de forma livre tipo lente ou uma ou mais outras estruturas oticamente eficazes aparecem alternadamente, dependendo do ângulo em que o substrato correspondente é visto. Uma combinação dos elementos oticamente variáveis de acordo com a invenção com elementos de impressão, estruturas foscas ou superfícies especulares são também possíveis.

Configurações de desenho particularmente atrativo para os elementos oticamente variáveis, de acordo com a invenção, podem ser obtidas quando a interface 3 formando a estrutura eficaz é fornecida somente na direção da região com uma camada de melhorar reflexão, em particular uma metalização, em cujo caso por exemplo a desmetalização pode ser fornecia aqui em relação de registro com os elementos de forma livre. Por exemplo, nas modalidades das figuras 3a a 9a, seria possível fornecer em cada caso somente o elemento de forma livre, o que quer dizer a superfície de forma livre em formato de gota 11 (Figuras 3a, 4a e 5a), o elemento de anel 12 (nas Figuras 6a e 7a) ou o elemento em formato de L (nas figuras 8a e 9a) com uma metalização na região da interface 3, mas não a interface circundante entre as camadas 1 e 2. O elemento oticamente variável tipo tecedura da Figura 10 poderia também ser de uma configuração mais interessante em virtude da metalização parcial, em cujo caso por exemplo somente as regiões de superfície da interface 3 que formam as roscas 14,15 poderíam ser metalizadas enquanto não existe metalização nos espaços intermediários entre as roscas 14, 15 de modo que o elemento oticamente variável seria transparente.

Deve ser mencionado que a interface 3 não tem que ser necessariamente delimitada em ambos os lados por uma camada de verniz ou adesiva. Particularmente quando se usa o elemento oticamente variável de acordo com a invenção em um modo de transmissão, a interface 3 poderia também adicionar ar, pela qual a diferença de índice de refração, que é exigida na região da interface 3, com respeito às camadas em ambos os lados da interface 3, poderia possivelmente ser obtida de uma maneira simples. As configurações deste tipo são muito adequadas por exemplo para películas de embalagem ou embrulho que não são fixadas em um substrato.

Finalmente, precisamente porque é relativamente plano, um elemento oticamente variável pode também ser usado em combinação com elementos impressos, por exemplo impresso de modo sobreposto em uma maneira de direção de região.

REIVINDICAÇÕES

Claims (16)

1. Elemento oticamente variável que pelo menos em partes de superfície tem uma interface que forma uma estrutura oticamente eficaz que se projeta espacialmente e/ou é retrocedido em relação a uma superfície de referência (nocional), em que a estrutura oticamente eficaz tem pelo menos uma superfície de forma livre parecendo tridimensional para um observador na forma de um caracter alfanumérico, uma figura geométrica ou outro objeto, sendo que a superfície de forma livre é formada por uma região parcial da interface (3), que é de uma configuração do tipo lente e que produz um efeito de ampliação, redução ou distorção e que forma um elemento de forma livre (11, 12, 13, 14, 15), caracterizado pelo fato de que a superfície de forma livre (11, 12, 13, 14, 15) está na forma de um elemento de forma livre difrativo com uma estrutura reticulada cuja profundidade reticulada (h) é ao menos 10 pm e que tem linhas reticuladas seguindo substancialmente as linhas de contorno da superfície de forma livre (11, 12, 13, 14, 15), em que o espaçamento das linhas reticuladas da região central (6) da superfície de forma livre (11, 12, 13, 14, 15), na direção da borda da mesma, muda continuamente.

2. Elemento oticamente variável, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a interface (3) é embutida entre duas camadas (1,2) de um compósito de camadas.

3. Elemento oticamente variável, de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das camadas (1,2) encerrando a interface (3) é colorida.

4. Elemento oticamente variável, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a estrutura reticulada do elemento de forma livre é de tal natureza que um dos flancos respectivos (7) das ranhuras reticuladas (5) dos mesmos se estendem paralelas uma a outra e substancialmente paralelas a uma normal (S) à superfície de referência (10) enquanto o ângulo (a) dos ouros flancos respectivos (4) das ranhuras reticuladas (5) com respeito à normal (S) para a superfície de referência (10) muda de modo substancialmente contínuo em uma direção transversal mente em relação às linhas reticuladas de uma ranhura reticulada (5) para outra ranhura reticulada (5).

5. Elemento oticamente variável, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que os flancos (4) das ranhuras reticuladas (5), que se estendem a um ângulo (a) em relação à normal (S) à superfície de referência (10), são de uma configuração com degraus, em que os flancos (4) são aproximados em relação a seu efeito ótico pelas superfícies que forma os degraus.

6. Elemento oticamente variável que pelo menos em partes de superfície tem uma interface que forma uma estrutura oticamente eficaz que se projeta espacialmente e/ou é retrocedido em relação a uma superfície de referência (nocional), em que a estrutura oticamente eficaz tem pelo menos uma superfície de forma livre parecendo tridimensional para um observador na forma de um caracter alfanumérico, uma figura geométrica ou outro objeto, sendo que a superfície de forma livre é formada por uma região parcial da interface (3), que é de uma configuração do tipo lente e que produz um efeito de ampliação, redução ou distorção e que forma um elemento de forma livre (11, 12, 13, 14, 15), caracterizado pelo fato de que a estrutura reticulada do elemento de forma livre é uma estrutura binária que tem ranhuras reticuladas (8) e estrias reticuladas (9) que são de seção transversal substancialmente retangular.

7. Elemento oticamente variável, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a profundidade (h) das ranhuras reticuladas (8) da estrutura reticulada do elemento de forma livre é aproximadamente igual sobre a superfície de forma livre inteira (11, 12, 13, 14, 15).

8. Elemento oticamente variável, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a superfície de forma livre (11, 12, 13, 14, 15) é parte de uma disposição de estrutura total oticamente eficaz que além do elemento de forma livre inclui regiões parciais com elementos oticamente variáveis que produzem efeitos óticos para o observador.

9. Elemento oticamente variável, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a estrutura oticamente eficaz é completamente, ou em relação à região, combinada com uma disposição de camada fina.

10. Elemento oticamente variável, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a interface (3) que forma a estrutura oticamente eficaz é fornecida pelo menos em relação à região com um revestimento que melhora a reflexão.

11. Elemento oticamente variável, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o revestimento que melhora a reflexão é formado por uma camada de metal.

12. Elemento oticamente variável, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que o revestimento que melhora a reflexão é fornecido em relação de registro com o pelo menos um elemento de forma livre (11, 12, 13, 14, 15).

13. Elemento oticamente variável, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que a relação de registro é produzida pela desmetalização em relação à região da interface (3).

14. Uso de um elemento oticamente variável, como definido nas reivindicações precedentes, como um elemento de segurança para impedir falsificação de documentos valiosos ou para artigos a serem salvaguardados.

15. Uso, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o elemento oticamente variável é incorporado na disposição de camada decorativa, que pode ser transferido para um substrato, de uma película de transferência, em particular uma película de estampagem a quente.

16. Uso, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o elemento oticamente variável é incorporado na disposição de camada decorativa de uma película laminada.