DE112015005090T5 - Optisches Element zur Fälschungssicherung - Google Patents

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Kazuhiro Yashiki
Akira Nagano
Keitaro Sugihara
Tomoko Tashiro
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Toppan Printing Co Ltd
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Abstract

Es wird ein vielseitiges optisches Element bereitgestellt, das sowohl für eine Elektrodenschicht, die auf dem Gebiet der Banknoten benötigt wird, als auch für ein optisches Element, das auf dem ID-Gebiet benötigt wird, anwendbar ist. Bei einem optischen Element (1) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine erste Schicht (2) auf einer zweiten Schicht (3), die eine Reliefstruktur auf einer Oberfläche derselben aufweist, angeordnet, und es sind ein erster Bereich (4) und ein zweiter Bereich (5) vorgesehen. Elektromagnetische Wellen, die von einer Seite der ersten Schicht (2) in einem vorher festgelegten spezifischen Winkel einfallen, werden aufgrund der Reliefstruktur und/oder eines Verhältnisses zwischen einem Brechungsindex der zweiten Schicht (3) und einem Brechungsindex der ersten Schicht (2) in dem ersten Bereich (4) totalreflektiert, wobei die elektromagnetischen Wellen, die von der Seite der ersten Schicht (2) in dem spezifischen Winkel einfallen, aufgrund der Reliefstruktur und/oder des Verhältnisses zwischen dem Brechungsindex der zweiten Schicht (3) und dem Brechungsindex der ersten Schicht (2) in dem zweiten Bereich (5) nicht totalreflektiert sondern durchgelassen oder gebrochen werden, und wobei nur im Fall der Betrachtung, die auf der Seite der ersten Schicht (2) unter dem spezifischen Winkel durchgeführt wird, der zweite Bereich (5) eine höhere Transparenz als der erste Bereich (4) aufweist und ein vorher festgelegtes Bild durch einen Kontrast der Transparenz zwischen diesen dargestellt wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Element zur Fälschungssicherung.
  • Stand der Technik
  • Technologien, die ein optisches Element zur Fälschungssicherung betreffen, sind beispielsweise in den Patentdokumenten 1 bis 4 offenbart.
  • Zitatliste
  • Patentdokumente
    • PTL 1: JP 2012-238019 A
    • PTL 2: WO 2013/180231
    • PTL 3: JP 2006-276170 A
    • PTL 4: JP 2007-168341 A
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Bei fälschungssicheren optischen Elementen aus dem Stand der Technik bestanden bei verschiedenen optischen Elementen Schwierigkeiten bei der Anwendung derselben sowohl als optisches Element, das beispielsweise auf dem Gebiet der Banknoten benötigt wird, als auch als optisches Element, das beispielsweise auf dem Gebiet der Identifikation (ID) benötigt wird.
  • Im Hinblick auf das oben beschriebene Problem wurde die vorliegende Erfindung erarbeitet, und eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein vielseitiges optisches Element bereitzustellen, das sowohl als optisches Element, das beispielsweise auf dem Gebiet der Banknoten benötigt wird (optisches Element, das an einem transparenten Basismaterial angebracht ist), als auch als optisches Element anwendbar ist, das beispielsweise auf dem ID-Gebiet benötigt wird (optisches Element, das auf einem lichtundurchlässigen Basismaterial oder auf einer bedruckten Schicht oder einer Musterschicht angebracht ist).
  • Lösung des Problems
  • Als geeignetes Mittel zum Lösen des Problems ist ein optisches Element gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Schicht auf einer zweiten Schicht, die eine Reliefstruktur auf einer Oberfläche derselben aufweist, angeordnet ist, wobei wenigstens ein erster Bereich und ein zweiter Bereich vorgesehen sind und die erste Schicht und die zweite Schicht unterschiedliche Brechungsindizes aufweisen, wobei elektromagnetische Wellen, die von einer Seite der ersten Schicht in einem vorher festgelegten spezifischen Winkel einfallen, aufgrund der Reliefstruktur und/oder eines Verhältnisses zwischen dem Brechungsindex der zweiten Schicht zum Brechungsindex der ersten Schicht in dem ersten Bereich totalreflektiert werden, die elektromagnetischen Wellen, die von der Seite der ersten Schicht in dem spezifischen Winkel einfallen, aufgrund der Reliefstruktur und/oder des Verhältnisses zwischen dem Brechungsindex der zweiten Schicht zum Brechungsindex der ersten Schicht in dem zweiten Bereich nicht totalreflektiert sondern durchgelassen oder gebrochen werden, und nur im Fall der Betrachtung, die von der Seite der ersten Schicht unter dem spezifischen Winkel durchgeführt wird, zumindest der zweite Bereich eine höhere Transparenz aufweist als der erste Bereich und ein vorher festgelegtes Bild durch einen Kontrast der Transparenz zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich dargestellt wird.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Mit dem optischen Element gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden unter Verwendung eines bereitgestellten transparenten Basismaterials deutlich unterschiedliche Betrachtungs- bzw. Sichtarten auf einer Vorderseite und einer Rückseite erzielt, was ein optisches Element zur Folge hat, bei dem Effekte, die bei einer rückseitigen Betrachtung bereitgestellt werden, bei einer vorderseitigen Betrachtung nicht erkennbar sind.
  • Unter Verwendung eines bereitgestellten lichtundurchlässigen Basismaterials (einer bedruckten Schicht, einer Musterschicht), weist ein resultierendes optisches Element ferner unterschiedliche Reflexions- und Transmissionsmuster auf, in Abhängigkeit des Betrachtungswinkels. Somit ist eine Metalreflexionsschicht oder ein stark brechender Film nicht länger erforderlich, was ein nützliches optisches Element zur Fälschungssicherung als ein transparentes optisches Element zur Folge hat, das eine Transmission in einem gegebenen Einfallswinkel erlaubt und eine Reflexion in einem anderen gegebenen Winkel erlaubt.
  • Wie es oben beschrieben ist, ist es mit dem optischen Element gemäß einer Ausführungsform der Erfindung möglich, ein vielseitiges optisches Element bereitzustellen, das sowohl als optisches Element, das beispielsweise auf dem Gebiet der Banknoten benötigt wird, als auch als optisches Element anwendbar ist, das beispielsweise auf dem ID-Gebiet benötigt wird.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Schnittansicht, die eine Struktur eines optischen Elements gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 2 ist eine Darstellung optischer Wege des Lichts, das auf einen ersten Bereich des optischen Elements der 1 einfällt.
  • 3 ist eine Darstellung optischer Wege des Lichts, das auf einen zweiten Bereich des optischen Elements der 1 einfällt.
  • 4 ist eine Schnittansicht, die einen kritischen Winkel darstellt.
  • 5 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel angenommener optischer Wege des Lichts, das auf eine erste Schicht einfällt, darstellt.
  • 6 ist eine Schnittansicht, die angenommene optische Wege in einem Fall darstellt, in dem ein Parallaxenbild erzeugt wird.
  • 7A und 7B stellen eine Struktur eines optischen Elements gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung dar. 7A ist eine Draufsicht und 7B ist eine Schnittansicht.
  • 8 ist eine graphische Darstellung eines Musters, die einen kritischen Winkel in jedem Bereich der 7 darstellt.
  • 9A bis 9C sind graphische Darstellungen eines Musters, die visuelle Effekte darstellen, die durch das optische Element der 7 bereitgestellt werden.
  • 10A und 10B stellen eine Struktur eines optischen Elements gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung dar. 10A ist eine Draufsicht und 10B ist eine Schnittansicht.
  • 11A und 11B sind graphische Darstellungen eines Musters, die visuelle Effekte darstellen, die durch das optische Element der 10A und 10B bereitgestellt werden.
  • 12 ist eine graphische Darstellung, die ein optisches Element gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung darstellt.
  • 13A bis 13J sind graphische Darstellungen eines Musters, die Aufblendeffekte darstellen, die durch das optische Element der 12 bereitgestellt werden.
  • 14A und 14B stellen eine Struktur eines optischen Elements gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung dar. 14A ist eine Draufsicht und 14B ist eine Schnittansicht.
  • 15 ist eine graphische Darstellung eines Musters, die einen kritischen Winkel in jedem Bereich der 14 darstellt;
  • 16A bis 16C sind graphische Darstellungen eines Musters, die Bewegungseffekte darstellen, die durch das optische Element der 14 bereitgestellt werden.
  • 17A und 17B stellen eine Struktur eines optischen Elements gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung dar. 17A ist eine Draufsicht und 17B ist eine Schnittansicht.
  • 18A bis 18F sind graphische Darstellungen eines Musters, die visuelle Effekte in entsprechenden Bereichen der 17A und 17B darstellen.
  • 19A bis 19J sind graphische Darstellungen eines Musters, die einen Bewegungseffekt darstellen, der durch das optische Element der 17 bereitgestellt wird.
  • 20 ist eine Schnittansicht, die eine Struktur eines optischen Elements gemäß einer siebenten Ausführungsform der Erfindung darstellt.
  • 21 ist eine Schnittansicht, die eine Struktur eines optischen Elements gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung darstellt.
  • 22 ist eine Schnittansicht, die eine Struktur eines optischen Elements gemäß einer neunten Ausführungsform der Erfindung darstellt.
  • 23 ist eine Schnittansicht, die eine Struktur eines optischen Elements gemäß einer zehnten Ausführungsform der Erfindung darstellt.
  • 24 ist eine Schnittansicht, die eine Struktur eines optischen Elements gemäß einer elften Ausführungsform der Erfindung darstellt.
  • 25 ist eine Schnittansicht, die eine Struktur eines optischen Elements gemäß einer zwölften Ausführungsform der Erfindung darstellt.
  • 26 ist eine Schnittansicht, die eine Struktur eines optischen Elements gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der Erfindung darstellt.
  • 27 ist eine Schnittansicht, die eine Struktur eines optischen Elements gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der Erfindung darstellt.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass viele spezifische detaillierte Teile im Folgenden in der detaillierten Beschreibung dargelegt werden, um ein vollständiges Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung zu ermöglichen. Allerdings ist ersichtlich, dass es möglich ist, eine oder mehrere der Ausführungsformen auch ohne die spezifischen detaillierten Teile auszuführen. Ferner sind bekannte Strukturen und Einrichtungen in schematischen Darstellungen für die vereinfachten Zeichnungen gezeigt. Ferner sind in den Zeichnungen Komponenten, welche dieselbe oder vergleichbare Funktionen ausführen, mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet, und eine überlappende Beschreibung derselben wird ausgelassen.
  • [Erste Ausführungsform]
  • Zunächst wird ein optisches Element 1 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
  • Das optische Element 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ausgebildet aus: einer ersten Schicht 2, wobei auf einer Oberfläche derselben eine Reliefstruktur ausgebildet ist, die geneigte Ebenen aufweist; und einer zweiten Schicht 3, die vorgesehen ist, um die Reliefstruktur zu füllen, wie es in der 1 dargestellt ist. Die erste Schicht 2 und die zweite Schicht 3 sind aus Materialien verschiedener Brechungsindizes ausgebildet. Ferner weist das optische Element 1 auch einen ersten Bereich 4 und einen zweiten Bereich 5 auf, die verschiedene Neigungswinkel der schrägen Flächen, die in der Reliefstruktur enthalten sind, aufweisen. Es sei darauf hingewiesen, dass die oben genannten geneigten Ebenen "geneigten Ebenen 6" der 2 und "geneigten Ebenen 8" der 3 entsprechen.
  • Der Neigungswinkel der geneigten Ebene (im Folgenden auch einfach als "schräge Fläche" bezeichnet) ist in jedem der Bereiche konstant. Es sei darauf hingewiesen, dass weder eine Metallreflexionsschicht noch ein stark brechender aufgedampfter Film zwischen der ersten Schicht 2 und der zweiten Schicht 3 liegt.
  • Die erste Schicht 2 weist einen höheren Brechungsindex als die zweite Schicht 3 auf, und Licht, das von einer Seite der ersten Schicht 2 einfällt, wird beim Einfallen in einem Winkel, der gleich oder größer als ein kritischer Winkel ist, der bezüglich einer senkrechten Linie der geneigten Ebene ausgebildet ist, totalreflektiert, während das oben genannte Licht beim Einfall in einem Winkel, der kleiner als der kritische Winkel ist, der bezüglich der senkrechten Linie der geneigten Ebene ausgebildet ist, durch eine Grenzfläche hindurchgeht, um sich in die zweite Schicht 3 fortzupflanzen.
  • 2 ist eine Darstellung optischer Wege des Lichts, das auf den ersten Bereich 4 des optischen Elements 1 einfällt. Hierbei werden die optischen Wege des Lichts beschrieben, das von der Seite der ersten Schicht 2 auf den ersten Bereich 4 in 1 einfällt.
  • Ein Einfallswinkelbereich 7 bezeichnet einen Einfallswinkelbereich, der kleiner als der kritische Winkel ist, berechnet basierend auf den Brechungsindizes der ersten Schicht 2 und der zweiten Schicht 3. "Einfallslicht 1a" als Licht, das innerhalb des Einfallswinkelbereichs 7 einfällt, tritt durch die Grenzfläche zwischen der ersten Schicht 2 und der zweiten Schicht 3 und wird durch eine Brechungsindexdifferenz dazwischen gebrochen, wodurch dieses zu "durchgelassenem Licht 1b" wird. Auf der anderen Seite ist "Einfallslicht 2a" als Licht, das in einem Winkel außerhalb des Einfallswinkelbereichs 7 einfällt, Einfallslicht in einem Winkel, der gleich oder größer als der kritische Winkel ist, berechnet basierend auf den Brechungsindizes der ersten Schicht 2 und der zweiten Schicht 3, und dieses wird somit an der Grenzfläche zwischen der ersten Schicht 2 und der zweiten Schicht 3 totalreflektiert, wodurch es zu "reflektiertem Licht 2b" wird.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die Totalreflexion eine Erscheinung ist, die lediglich bei der Fortpflanzung elektromagnetischer Wellen aus einem Medium mit einem hohen Brechungsindex in ein Medium mit einem geringen Brechungsindex auftritt. Somit tritt das Phänomen bzw. die Erscheinung der Totalreflexion nicht bei Licht auf, das von einer Seite der zweiten Schicht 3 einfällt. Selbst wenn ein Verhältnis zwischen dem Brechungsindex der ersten Schicht 2 zum Brechungsindex der zweiten Schicht 3 1,33 beträgt, wird somit Licht, das aus irgendeinem Winkelbereich einfällt, auch im Wesentlichen durchgelassen.
  • In einem Fall, beispielsweise, in dem das optische Element 1 auf einem gedruckten Material angeordnet ist, wobei die erste Schicht 2 auf einer Betrachterseite angeordnet ist, ist das optische Element 1 in einem spezifischen Winkelbereich transparent, was eine Wahrnehmung des gedruckten Materials, das unterhalb des optischen Elements 1 angeordnet ist, ermöglicht, während das optische Element 1 innerhalb eines Winkelbereichs außerhalb des spezifischen Winkelbereichs (Winkelbereich des kritischen Winkels oder darüber) lichtundurchlässig ist, wodurch somit die Wahrnehmung des gedruckten Materials, das unter dem optischen Element 1 angeordnet ist, nicht möglich ist.
  • Auf der anderen Seite ist in einem Fall, in dem das optische Element 1 auf dem gedruckten Material angeordnet ist, wobei die zweite Schicht 3 auf der Betrachterseite vorgesehen ist, das optische Element 1 in jedem Winkelbereich transparent, wodurch die Wahrnehmung des gedruckten Materials, das unter dem optischen Element 1 angeordnet ist, in jedem Winkelbereich möglich ist.
  • Wie es oben beschrieben ist, werden in der vorliegenden Ausführungsform Charakteristika der Totalreflexion basierend auf dem kritischen Winkel genutzt. Die Charakteristika ermöglichen, die Transparenz des optischen Elements 1 in Abhängigkeit des Betrachtungswinkels beim Betrachten, durchgeführt in einem spezifischen Winkel, zu variieren, und sie ermöglichen ferner, verschiedene optische Effekte auf einer Vorderseite und einer Rückseite bereitzustellen.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die 2 eine senkrechte Linie P1 darstellt, die senkrecht auf der geneigten Ebene 6 steht.
  • 3 stellt optische Wege des Lichts dar, das von der Seite der ersten Schicht 2 auf den zweiten Bereich 5 des optischen Elements 1 einfällt.
  • Ein Einfallswinkelbereich 9 kennzeichnet einen Einfallswinkelbereich, der kleiner als der kritische Winkel ist, berechnet basierend auf den Brechungsindizes der ersten Schicht 2 und der zweiten Schicht 3. Basierend auf der Tatsache, dass ein gemeinsames Material für den ersten Bereich 4 und den zweiten Bereich 5 verwendet wird, weisen hierbei der Einfallswinkelbereich 7 in 2 und der Einfallswinkelbereich 9 in 3 dieselben Winkel auf. Da allerdings die geneigten Winkel der geneigten Ebenen des ersten Bereichs 4 und des zweiten Bereichs 5 unterschiedlich sind, treten die folgenden drei Phänomene bzw. Erscheinungen in Abhängigkeit der Einfallswinkel des Lichts auf, das von der Seite der ersten Schicht 2 auf die geneigte Ebene des optischen Elements 1 einfällt.
    • (1) Ein Phänomen, bei dem das Licht durch den ersten Bereich 4 durchgelassen wird aber im zweiten Bereich 5 in einem spezifischen Einfallswinkel totalreflektiert wird.
    • (2) Ein Phänomen, bei dem das Licht sowohl im ersten Bereich 4 als auch im zweiten Bereich 5 in einem spezifischen Einfallswinkel totalreflektiert wird.
    • (3) Ein Phänomen, bei dem das Licht sowohl durch den ersten Bereich 4 als auch den zweiten Bereich 5 in einem spezifischen Einfallswinkel durchgelassen wird.
  • Die spezifischen Einfallswinkel, bei denen die oben dargelegten Phänomene auftreten, werden durch ein Design bzw. eine Gestaltung der Bereiche eingestellt.
  • Beispielsweise ist es möglich, die Einfallswinkel, in denen die oben dargelegten Phänomene bzw. Erscheinungen auftreten, durch Variieren "des Neigungswinkels der Ebene", "des Brechungsindex der ersten Schicht 2" und "des Brechungsindex der zweiten Schicht 3" einzustellen, und es ist ferner möglich, verschiedene Muster und optische Effekte zu erzeugen.
  • 3 stellt eine senkrechte Linie P2 dar, die senkrecht auf der geneigten Ebene steht.
  • 4 ist eine Schnittansicht, die den kritischen Winkel darstellt.
  • Ein Medium i und ein Medium t weisen eine horizontale Grenzfläche auf, und ein Brechungsindex des Mediums i sei ni und ein Brechungsindex des Mediums t sei nt. Ein kritischer Winkel θc wird durch die untenstehende Formel 3 basierend auf dem Snelliusschen Gesetz und der Definition der Brechungsindizes erhalten: sinθc = nt/ni (Formel 3)
  • Einfallslicht 5a, das in dem kritischen Winkel θc einfällt, wird zu gebrochenem Licht 5b, das in eine Richtung mit einem Brechungswinkel θt von 90° gerichtet ist (in einer Richtung entlang einer Grenzfläche zwischen dem Medium i und dem Medium t). Einfallslicht 6a als Licht, das in einem Winkel einfällt, der größer als der kritische Winkel θc ist, wird totalreflektiert, wobei dieses zu reflektiertem Licht 6b wird.
  • Licht, das in einem Winkel einfällt, der kleiner als der kritische Winkel θc ist, wird, wenngleich nicht dargestellt, in einem Brechungswinkel gemäß dem Snelliusschen Gesetz gebrochen und durch die Grenzfläche zwischen den zwei Medien durchgelassen.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die tatsächliche Intensität der reflektierten Wellen in Abhängigkeit des Einfallswinkels graduell variiert. Eine Erhöhung des Einfallswinkels des Einfallslichts in Richtung zum kritischen Winkel θc bewirkt, dass eine Komponente gebrochener Wellen, die durch das Medium t hindurchtreten, sich einer Spiegelfläche (water surface) annähert und somit allmählich abschwächt. Ferner nimmt die Intensität der reflektierten Wellen allmählich zu, und wenn der Einfallswinkel den kritischen Winkels θc übersteigt, findet eine Totalreflexion statt.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass das totalreflektierte Licht durch das Relief und die Schichtoberflächen eigentlich einer mehrfachen Reflexion, Transmission und Brechung unterzogen wird, während dieses allmählich schwächer wird. Die Totalreflexion wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Ausführungsform auf einfache Weise beschrieben, aber es bedeutet, dass das Licht durch Totalreflexion an der Reliefgrenzfläche IFR und/oder anschließende Reflexion, Transmission, Brechung und Streuung schwächer wird. Es ist möglich, Mehrfachreflexion, Transmission und Brechung als Lichtstreuung in mehrere Richtungen anzusehen, und eine Reliefstruktur kann diesbezüglich gestaltet werden.
  • Aus der Gleichung (3) ist ersichtlich, dass eine Voraussetzung für Totalreflexion, die in einem Einfallswinkel gleich oder größer als der kritische Winkel θc auftritt, nt < ni ist. Insbesondere wird an einer Grenzfläche, die durch zwei Medien mit unterschiedlichen Brechungsindizes ausgebildet wird, Licht, das von der Seite eines hohen Brechungsindex einfällt, beim Einfall in einem Winkel gleich oder größer als der kritische Winkel θc totalreflektiert. Licht, das von der Seite eines geringen Brechungsindex einfällt, wird nicht totalreflektiert, basierend auf dem kritischen Winkel θc.
  • Durch Anwenden der Eigenschaften ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, ein Muster zu erhalten, das in einem spezifischen Winkel oder darüber aus einem Transmissionsbereich und einem nicht durchlässigen Bereich ausgebildet ist, und verschiedene optische Eigenschaften auf einer Vorderseite und einer Rückseite bereitzustellen.
  • Im Folgenden seien optische Wege wie in 5 angenommen. Im Fall der Betrachtung, durchgeführt von einem Betrachtungspunkt OP1, wird "Einfallslicht a", das in einem Einfallswinkel θa auf das optische Element einfällt, an einer Grenzfläche zwischen Luft und der ersten Schicht 2 in einem Brechungswinkel θb gebrochen, wodurch dieses zu "gebrochenem Licht b" wird. Anschließend fällt das Licht in einem Einfallswinkel θf auf die schräge Fläche ein. Das Licht wird zu "gebrochenem Licht 7b", wenn der Einfallswinkel θf kleiner als der kritische Winkel ist, während das Licht zu "gebrochenem Licht 8b" wird, wenn der Einfallswinkel θf der kritische Winkel ist. Ferner wird das Licht zu "totalreflektiertem Licht 9b", wenn der Einfallswinkel θf einen Wert hat, der größer als der kritische Winkel ist. Es sei darauf hingewiesen, dass der kritische Winkel durch ein Brechungsindexverhältnis zwischen den beiden Schichten, zwischen denen die Grenzfläche sandwichartig vorgesehen ist, bestimmt wird, wie es oben beschrieben ist. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, eine Mustergebung durch Bereitstellen der beiden Bereiche durchzuführen, das heißt, des ersten Bereichs 4, in dem der Einfallswinkel θf an dem gegebenen Betrachtungspunkt OP1 totalreflektiert wird, und des zweiten Bereichs 5, in dem das Licht gebrochen und durchgelassen wird. Es ist ferner möglich, das Muster durch graduelle Variation des Betrachtungspunkts OP1 allmählich zu variieren (graduelle Variation des Einfallswinkels θa).
  • Es ist möglich, Voraussetzungen für den ersten Bereich 4 und den zweiten Bereich 5 unter Verwendung der Einfallswinkel auf die schrägen Flächen der oben genannten zwei Bereiche, das heißt, des ersten Bereichs 4 und des zweiten Bereichs 5, und des kritischen Winkels auszudrücken, der basierend auf den Brechungsindizes der ersten Schicht 2 und der zweiten Schicht 3 und des Brechungsindexverhältnisses zwischen der ersten Schicht 2 und der zweiten Schicht 3 erhalten wird.
  • Insbesondere werden der Einfallswinkel θf1 relativ zum ersten Bereich 4, in dem das Licht an der schrägen Fläche, die einen Neigungswinkel θ1 aufweist, totalreflektiert wird, und der Einfallswinkel θf2 relativ zum zweiten Bereich 5, in dem das Licht gebrochen und an der schrägen Fläche, die einen Neigungswinkel θ2 aufweist, durchgelassen wird, durch die untenstehende Formel 4 ausgedrückt. θf1 ≥ arcsin (N2/N1) > θf2 (Formel 4) wobei N1 den Brechungsindex der ersten Schicht 2 bezeichnet und N2 den Brechungsindex der zweiten Schicht 3 bezeichnet.
  • In einem Fall, in dem die Brechungsindizes der ersten Schicht 2 und der zweiten Schicht 3 zwischen dem ersten Bereich 4 und dem zweiten Bereich 5 unterschiedlich sind, werden die Einfallswinkel durch die untenstehende Formel 5-1 und 5-2 ausgedrückt: θf1 ≥ arcsin (N2/N1) (Formel 5-1) arcsin (N4/N3) > θf2 (Formel 5-2) wobei N1 den Brechungsindex der ersten Schicht 2 in dem ersten Bereich bezeichnet, N2 den Brechungsindex der zweiten Schicht 3 in dem ersten Bereich 4 bezeichnet, N3 den Brechungsindex der ersten Schicht 2 in dem zweiten Bereich 5 bezeichnet und N4 den Brechungsindex der zweiten Schicht 3 in dem zweiten Bereich 5 bezeichnet.
  • 6 stellt angenommene optische Wege in einem Fall dar, in dem beispielsweise ein Parallaxenbild erzeugt wird, das ein Stereobild bewirkt.
  • Im Fall einer Betrachtung, die von einem Betrachtungspunkt L (beispielsweise linkes Auge) durchgeführt wird, wird das "Einfallslicht La", das in einem Einfallswinkel θ4 einfällt, an einer Grenzfläche zwischen Luft und der ersten Schicht 2 in einem Brechungswinkel θ5 gebrochen, wodurch dieses zu "gebrochenem Licht Lb" wird. Anschließend fällt das Licht in einem Einfallswinkel θ6 auf die schräge Fläche ein. Das Licht wird durchgelassen, wenn der Einfallswinkel θ6 kleiner als der kritische Winkel ist, während das Licht totalreflektiert wird, wenn der Einfallswinkel θ6 größer als der kritische Winkel ist.
  • Im Fall der Betrachtung, die von einem Betrachtungspunkt R (beispielsweise rechtes Auge) durchgeführt wird, wird "Einfallslicht Ra" das in einem Einfallswinkel θ4 einfällt, an einer Grenzfläche zwischen Luft und der ersten Schicht 2 in einem Brechungswinkel θ5 gebrochen, wodurch dieses zu "gebrochenem Licht Rb" wird. Dann fällt das Licht in einem Einfallswinkel θ7 auf die schräge Fläche ein. Das Licht wird durchgelassen, wenn der Einfallswinkel θ7 kleiner als der kritische Winkel ist, während das Licht totalreflektiert wird, wenn der Einfallswinkel θ7 größer als der kritische Winkel ist. Es sei darauf hingewiesen, dass θ8 einen Konvergenzwinkel bezeichnet.
  • Es ist möglich, ein Parallaxenbild durch Erzeugen eines Bereichs zu erhalten, in dem bei einem der Einfallswinkel θ6 oder θ7 Totalreflexion auftritt, während bei dem anderen Einfallswinkel eine Transmission auftritt.
  • Es ist möglich, eine Voraussetzung für einen Bereich, in dem ein solches Parallaxenbild auftritt, durch einen Neigungswinkel θ der schrägen Fläche der Reliefstruktur bezüglich der Ebene des optischen Elements, den Brechungswinkel θ5 des Lichts, das in einem Konvergenzwinkel θ8 einfällt, den Brechungsindex N1 der ersten Schicht 2 und den Brechungsindex N2 der zweiten Schicht 3 auszudrücken.
  • Insbesondere lassen sich drei Fälle klassifizieren bzw. unterscheiden, in Abhängigkeit einer Differenz zwischen einem Wert des Brechungswinkels θ5 des Lichts, das in dem Konvergenzwinkel θ8 auf die erste Schicht 2 einfällt, und einem Wert des Neigungswinkels θ der schrägen Fläche der Reliefstruktur bezüglich der Ebene des optischen Elements, die durch die untenstehenden Formeln 6 bis 8 ausgedrückt werden: θ + θ5 ≥ arcsin (N2/N1) > θ – θ5 (Formel 6) wobei θ > θ5. 2 × θ5 ≥ arcsin (N2/N1) (Formel 7) wobei θ = θ5. θ + θ5 ≥ arcsin (N2/N1) > θ5 – θ (Formel 8) wobei θ < θ5,
    wobei N1 den Brechungsindex der ersten Schicht 2 bezeichnet, N2 den Brechungsindex der zweiten Schicht 3 bezeichnet, θ den Neigungswinkel der schrägen Fläche der Reliefstruktur bezüglich der Ebene des optischen Elements bezeichnet und θ5 den Brechungswinkel des Lichts bezeichnet, das in dem Konvergenzwinkel einfällt.
  • Ferner wird der Brechungswinkel θ5 durch die untenstehenden Formeln 9-1 und 9-2 ausgedrückt: θ5 = arcsin [sin(θ8/2)/N1] (Formel 9-1) = arcsin [sin(θ4)/N1] (Formel 9-2) wobei θ8 den Konvergenzwinkel bezeichnet und N1 den Brechungsindex der ersten Schicht bezeichnet.
  • Indem die obigen Formeln 6 bis 8 erfüllt werden, ist es möglich, einen Bereich zu erhalten, in dem eine laterale Parallaxe auftritt, wobei deren Verwendung es ermöglicht, die Darstellung eines Kubus mittels eines Parallaxenbilds bereitzustellen.
  • Das erhaltene Stereobild wird durch einen Transmissionsbereich oder durch einen Totalreflexionsbereich ausgebildet. Insbesondere in einem Fall, in dem das Stereobild mittels des Transmissionsbereichs erzeugt wird, ist es möglich, ein transparentes stereoskopisches Bild zu erzeugen. Ferner ist es durch Bereitstellen einer Farbschicht auf dem Boden möglich, das Stereobild einzufärben, wodurch eine vorteilhafte Gestaltbarkeit bereitgestellt wird, wobei dieses eine höhere Güte als bekannte Volumenhologramme, Berechnungshologramme usw. aufweist.
  • Ferner ist es auch möglich, ein mechanisch detektierbares Stereobild zu erzeugen, indem der Boden mit einer mechanisch detektierbaren Sicherheitstinte versehen wird, beispielsweise einer fluoreszierenden, Licht speichernden oder cholesterischen flüssigkristallinen oder magnetischen Tinte, wobei eine solche Anwendung die Wirkung der Fälschungssicherung weiter verbessert.
  • Das Erzeugen eines Stereobilds in dem Transmissionsbereich und Bereitstellen zweier Schichten, wodurch der Moiréeffekt bewirkt wird, mit dem Stereobild (optischen Element) dazwischen, bewirkt den Moiréeffekt lediglich bei einem durchlässigen Stereobild, wodurch ein Effekt bereitgestellt wird, bei dem ein Muster des Moiréeffekts stereoskopische an dem Stereobild anzuhaften scheint. Die beiden Schichten, welche die Moiréinterferenz bewirken, nutzen das optische Element als einen Abstandshalter, wodurch unterschiedliche Muster in Abhängigkeit des Betrachtungswinkels erzeugt werden, wobei ein solcher Effekt eine stereoskopische Wirkung weiter steigert.
  • [Zweite Ausführungsform]
  • Als Nächstes wird ein optisches Element 10 gemäß der zweiten Ausführungsform beschrieben.
  • Das optische Element 10 ist ein Beispielaufbau, wie in 7 dargestellt, bei dem dieses in kompliziertere Bereiche als beim optischen Element 1 der 1 unterteilt ist. Beim optischen Element 10 variieren die Neigungswinkel der geneigten Ebenen bezüglich einer Achse.
  • 8 ist eine graphische Darstellung eines Musters, die einen kritischen Winkel in jedem Bereich der 7 darstellt.
  • Die kritischen Winkel an Grenzflächen IF1 bis IF5 sind in schematischen Darstellungen 1 bis 5 dargestellt. Ein Winkelbereich AR3 bezeichnet einen Winkelbereich, der kleiner als der kritische Winkel ist, und Licht, das in dem oben genannten Winkel einfällt, wird in einem Winkelbereich AR4 gebrochen und zur Seite der zweiten Schicht durchgelassen. Licht, das senkrecht auf das optische Element 10 einfällt, wird an den Grenzflächen IF1 und IF5 totalreflektiert, während das Licht durch die Grenzflächen IF2, IF3 und IF4 durchgelassen wird. Allerdings hat eine Variation des Einfallswinkels des Einfallslichts eine Änderung der Grenzfläche, durch die das Licht durchgelassen wird, zur Folge.
  • 9 ist eine graphische Darstellung eines Musters, die visuelle Effekte darstellt, die durch das optische Element der 7 bereitgestellt werden.
  • Im Fall der Betrachtung, die von der Seite der ersten Schicht 2 durchgeführt wird, wobei ein Betrachtungspunkt fest ist, erlaubt die Betrachtung des optischen Elements 10, während das optische Element 10 ausgehend von 9A bis 9C nach und nach gekippt wird, die Wahrnehmung von Effekten, demnach sich ein transparenter Streifen bezüglich der Zeichnung vertikal bewegt, wie in 9D bis 9F dargestellt.
  • Hier sind ein Transmissionsmuster 16 und ein Totalreflexionsmuster 17 in 9D bis 9F dargestellt.
  • Das tatsächliche optische Element 10 weist einen Bereich mit einer großen Anzahl von Kippwinkeln auf, wodurch dieses somit einen gleichmäßigen Bewegungseffekt bereitstellt, wenn das optische Element 10 gekippt wird.
  • Basierend auf der oben dargelegten Erscheinung, bei der das Reflexionsvermögen allmählich zunimmt, wenn sich der Winkel dem kritischen Winkels nähert, weist das transparente Muster 16 ferner ein höheres Reflexionsvermögen hin zu einem Endteil desselben auf, was ein leicht abgestuftes Muster zur Folge hat, wie in 9D bis 9F. Durch die Abstufung der Transmission bzw. Durchlässigkeit wird ein "transparenter Streifen", der in dem transparenten Muster 16 gezeichnet ist, so wahrgenommen, als ob das transparente Muster 16 einen stereoskopischen Effekt aufweist.
  • [Dritte Ausführungsform]
  • Es wird ein optisches Element 20 gemäß der dritten Ausführungsform beschrieben.
  • Das optische Element 20 weist einen Aufbau auf, wie in 10 dargestellt, bei dem dieses in kompliziertere Bereiche unterteilt ist als beim optischen Element 1 der 1 und optischen Element 10 der 7. Das heißt, das optische Element 20 weist einen Aufbau auf, bei dem Neigungswinkel geneigter Ebenen auf konzentrische Weise variieren.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass eine Fresnel-artige Linse in 10A gezeichnet ist, aber es ist bei der vorliegenden Ausführungsform zur Verwendung des kritischen Winkels nicht wesentlich, dass eine Struktur beispielsweise einer Linsenform einen Fokus hat.
  • 11A und 11B sind graphische Darstellungen eines Musters, die visuelle Effekte darstellen, die durch das optische Element 20 der 10A und 10B bereitgestellt werden.
  • 11A stellt Betrachtungswinkel bezüglich des optischen Elements 20 dar, und 11B stellt betrachtete Bilder dar, die der 11A entsprechen. Wie im Fall des optischen Elements 10 sind auch die Bilder aus einem Transmissionsmuster 16, das in einem Transmissionsbereich angeordnet ist, und einem Totalreflexionsmuster 17 aufgebaut, das in einem Totalreflexionsbereich angeordnet ist.
  • Basierend auf der oben dargelegten Eigenschaft, dass das Reflexionsvermögen mit Annäherung an den kritischen Winkel allmählich zunimmt, weist das transparente Muster 16 ein höheres Reflexionsvermögen hin zu einem Endteil desselben auf, wodurch ein leicht abgestuftes Muster am Endteil des kreisförmig ausgebildeten Transmissionsmusters 16 bereitgestellt wird, wie in 11 dargestellt. Durch die Abstufung des Transmissionsvermögens wird der "transparente Kreis" so wahrgenommen, als sei der transparente Kreis ein kugelförmiger Körper mit einem stereoskopischen Effekt. Ferner erscheint der kugelförmige Körper auf eine sich bewegende Weise, in Abhängigkeit des Betrachtungswinkels.
  • Bezüglich des Betrachtungswinkels "e", senkrecht zum optischen Element 20, variiert hierbei eine Position des kugelförmigen Körpers, der durch den Transmissionsbereich bereitgestellt wird, bei den Betrachtungswinkeln "a", "b", "c" und "d". Als Folge der Variation des Betrachtungswinkels auf die oben dargelegte Weise erscheint die Kugel mit einem stereoskopischen Effekt, als würde sich der kugelförmige Körper bewegen, wodurch ferner ein räumlicher (steric) Effekt bereitstellt wird.
  • [Vierte Ausführungsform]
  • Als Nächstes wird ein optisches Element 21 gemäß der vierten Ausführungsform beschrieben.
  • Das optische Element 21 gemäß der vierten Ausführungsform weist, wie in 12 dargestellt, eine erste Schicht 22 mit einem Brechungsindex von 1,40, eine zweite Schicht 23 mit einem Brechungsindex von 1,49 und eine zweite Schicht 24 mit einem Brechungsindex von 1,7 auf, zwischen denen eine Reliefstruktur einer Schneidklingenform, die schräge Flächen, geneigt um 45°, aufweist, sandwichartig vorgesehen ist. Es ist möglich, durch die Formel 3 kritische Winkel an einer Grenzfläche IF6, an der die erste Schicht 22 und die zweite Schicht 23 miteinander in Kontakt stehen, und an einer Grenzfläche IF7, an der die erste Schicht 22 und die zweite Schicht 24 miteinander in Kontakt stehen, zu berechnen.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist die Grenzfläche IF6 einen kritischen Winkel von 70° auf, wie in der schematischen Darstellung 6 gezeigt. Ferner weist die Grenzfläche IF7 einen kritischen Winkel von 55° auf, wie in der schematischen Darstellung 7 gezeigt. Selbst mit der gleichen Reliefstruktur variiert der kritische Winkel, wie oben beschrieben, durch Variieren eines Verhältnisses zwischen dem Brechungsindex der ersten Schicht 22 und den Brechungsindizes der zweiten Schichten 23 und 24.
  • 13 ist eine graphische Darstellung eines Musters, die Aufblendeffekte darstellt, die durch das optische Element 21 der 12 bereitgestellt werden.
  • Das optische Element 21 gemäß der vierten Ausführungsform weist ein Muster auf, das durch ein Transmissionsmuster 25 und ein Totalreflexionsmuster 26 ausgebildet wird, wie in 13I gezeigt. Wie es durch Vergleich zwischen den schematischen Darstellungen 6 und 7 der 12 ersichtlich ist, liegt ein Einfallswinkel, der eine Transmission durch die Grenzfläche IF6 und eine Totalreflexion an der Grenzfläche IF7 erlaubt, nur bei 15° vor. Einfallswinkel, die sich von dem oben genannten Einfallswinkel unterscheiden, erlauben lediglich eine Transmission durch alle Oberflächen oder eine Totalreflexion an allen Oberflächen.
  • Als Folge der Betrachtung eines optischen Elements 21, das ausgehend von der 13A bis 13E geneigt wird, werden entsprechende Muster wie in 13F bis 13J wahrgenommen. Insbesondere erscheint ein Sonnenzeichen nur in 13D (nur in einem Bereich mit einem Einfallswinkel, der kleine 15° beträgt). Das heißt, mit dem optischen Element 21 gemäß der vierten Ausführungsform ist es möglich, ein Muster herzustellen, das nur unter dem kleinen Betrachtungswinkel wahrnehmbar ist, wobei dieses auf eine aufblendende Weise erscheint. Es kann gesagt werden, dass ein solcher spezieller optischer Effekt eine hohe Fälschungssicherungswirkung hat.
  • [Fünfte Ausführungsform]
  • Als Nächstes wird ein optisches Element 30 gemäß der fünften Ausführungsform beschrieben.
  • Das optische Element 30 weist auf: erste Schichten 33, 34 und 35, die konzentrisch angeordnet sind, wie aus der Draufsicht der 14A hervorgeht.
  • Ferner ist das optische Element 30 ausgebildet aus: einer ersten Schicht 33 mit einem Brechungsindex von 1,69, einer ersten Schicht 34 mit einem Brechungsindex von 1,5 und einer ersten Schicht 35 mit einem Brechungsindex von 1,4, die mit einer Reliefstruktur von 45° in Schneidklingenform ausgebildet sind, wie in der Schnittansicht der 14B dargestellt. Zum Zweck der Vereinfachung der Beschreibung ist eine zweite Schicht des optischen Elements 30 aus Luft, die als ein Medium mit einem Brechungsindex von 1,0 dient, in der Darstellung ausgelassen.
  • Ferner bilden Positionen des optischen Elements 30, die den ersten Schichten 33, 34 und 35 entsprechen, individuelle Bereiche aus.
  • 15 ist eine graphische Darstellung eines Musters, die kritische Winkel in den jeweiligen Bereichen, die den ersten Schichten 33, 34 und 35 in 14 entsprechen, darstellt.
  • Hierbei weist eine Grenzfläche IF9 als eine Grenzfläche zwischen der ersten Schicht 33 und der Luft einen kritischen Winkel von 36,3° auf, basierend auf einer Berechnung mittels der Formel 3, wie in der schematischen Darstellung 9 gezeigt. Eine Grenzfläche IF10 als Grenzfläche zwischen der ersten Schicht 34 und der Luft weist einen kritischen Winkel von 41,8° auf, wie in der schematischen Darstellung 10 gezeigt. Eine Grenzfläche IF11 als eine Grenzfläche zwischen der ersten Schicht 35 und der Luft weist einen kritischen Winkel von 45,6° auf, wie in der schematischen Darstellung 11 gezeigt.
  • Als ein Resultat des Vergleichs zwischen den schematischen Darstellungen 9 bis 11 wird Licht, das senkrecht auf das optische Element 30 einfällt, durch die Grenzfläche IF10 und die Grenzfläche IF9 durchgelassen, in der genannten Reihenfolge, mit Zunahme des Einfallswinkels.
  • 16 ist eine graphische Darstellung eines Musters, die Bewegungseffekte darstellt, die durch das optische Element 30 der 14 bereitgestellt werden.
  • Ein Muster setzt sich aus einem Transmissionsmuster 16 und einem Totalreflexionsmuster 17 zusammen, und durch Variieren des Betrachtungswinkels ausgehend von 16A zu 16C erscheinen entsprechende Transmissionsmuster 16 in 16D bis 16F, gemäß der Variation bzw. Änderung des Betrachtungswinkels. Das heißt, das Transmissionsmuster 16 wird allmählich größer, was einen Bewegungseffekt wie bei einem bewegten Bild bewirkt.
  • [Sechste Ausführungsform]
  • Als Nächstes wird ein optisches Element 31 gemäß der sechsten Ausführungsform beschrieben.
  • Das optische Element 31 gemäß der sechsten Ausführungsform wird durch Invertieren der Reliefstruktur des optischen Elements 30 der 14 an einem mittleren Abschnitt erhalten, wobei Schneidklingen bezüglich des Zentrums symmetrisch ausgebildet sind, wie in 17 dargestellt.
  • 18 ist eine graphische Darstellung eines Musters, die visuelle Effekte darstellt, die in entsprechenden Bereichen der 17 auftreten.
  • Aufgrund der bezüglich des Zentrums invertierten Struktur, wie in 18 dargestellt, ist ein Transmissionsbereich bei einer schrägen Betrachtung lediglich zur Hälfte wahrnehmbar. Eine Betrachtung in einer Richtung senkrecht zum optischen Element 31 hat eine Wahrnehmung eines Kreises zur Folge, der durch ein Transmissionsmuster 16 und ein Totalreflexionsmuster 17 ausgebildet wird, die schräge Betrachtung jedoch hat einen größeren Kreis des Transmissionsmusters 16 und gleichzeitig eine Ausbildung des Totalreflexionsmusters 17 an einer Hälfte des Musters bezüglich des Zentrums als eine Grenze zur Folge.
  • 19 ist eine graphische Darstellung eines Musters, die Bewegungseffekte darstellt, die durch das optische Element 31 der 17 bereitgestellt werden.
  • Das optische Element 31 weist ein Muster auf, das durch das Transmissionsmuster 16 und das Totalreflexionsmuster 17 ausgebildet wird, wie in 19I gezeigt. Als Folge der Betrachtung des optischen Elements 31, das gemäß den 19A bis 19E geneigt wird, erscheinen entsprechende Mustervariationen, wie in 19F bis 19J gezeigt.
  • [Siebente Ausführungsform]
  • Als Nächstes wird ein optisches Element 40 gemäß der siebenten Ausführungsform beschrieben.
  • Das optische Element 40 gemäß der siebenten Ausführungsform weist eine Hintergrundschicht 41 aus einer bedruckten Schicht oder einer Farbschicht auf, die an einer Seite der zweiten Schicht 3 des optischen Elements 1, dargestellt in 1, vorgesehen ist, wie in 20 dargestellt.
  • Da die Totalreflexion oder Transmission, abhängig von einem Einfallswinkel, durch die erste Schicht 2 und die zweite Schicht 3 zwischen einem ersten Bereich 4 und einem zweiten Bereich 5, die Ebenen unterschiedlicher Neigungswinkel aufweisen, unterschiedlich ist, ist die Hintergrundschicht 41 nur in dem ersten Bereich 4 in einem spezifischen Winkel sichtbar. Die Hintergrundschicht 41 entspricht hierbei der bedruckten Schicht, der Farbschicht oder einer Strukturfarbschicht 51 (61), die weiter unten beschrieben ist. Die bedruckte Schicht kann auf ein Basismaterial, beispielsweise Papier oder Kunststoff, gedruckt sein, und als Druckverfahren kann ein bekanntes Verfahren angewendet werden, wie etwa ein Tintenstrahlverfahren, ein Übertragungsverfahren oder eine Lasergravurverfahren.
  • [Achte Ausführungsform]
  • Als Nächstes wird ein optisches Element 50 gemäß der achten Ausführungsform beschrieben.
  • Das optische Element 50 weist eine Strukturfarbschicht 51 an einer Seite der ersten Schicht 2 und eine Schicht 52 zur Absorption elektromagnetischer Wellen an einer Seite der zweiten Schicht 3 auf, wie in 21 dargestellt.
  • Da die Totalreflexion oder Transmission, abhängig von einem Einfallswinkel, durch die erste Schicht 2 und die zweite Schicht 3 zwischen einem ersten Bereich 4 und einem zweiten Bereich 5, die Ebenen unterschiedlicher Neigungswinkel aufweisen, unterschiedlich sind, wird Licht nur durch den ersten Bereich 4 in einem spezifischen Winkel durchgelassen. Im vorliegenden Fall wird Licht in einem spezifischen Wellenlängenbereich, das durch die Strukturfarbschicht 51 durchgelassen wird, von der Schicht 52 zur Absorption elektromagnetischer Wellen absorbiert. Die Strukturfarbschicht 51 kann hierbei beispielsweise ein Mehrschichtinterferenzfilm, ein "pearl ink" Interferenzbeschichtungsfilm oder ein cholesterischer Flüssigkristall sein, und ferner eine Interferenzstruktur, die durch eine rechteckförmige Struktur einer Subwellenlängentiefe (rectangular structure of a subwavelength depth) erzielt wird.
  • Die oben genannten Strukturen streuen sichtbares Licht in einem spezifischen Wellenlängenbereich, beispielsweise durch Brechung, Interferenz oder Streuung, um eine Strukturfarbe zu erzeugen. Die Strukturfarben umfassen solche, deren Farbton sich in Abhängigkeit des Betrachtungswinkels (einer Kombination des Einfallswinkels und des Betrachtungswinkels) ändert, und solche, die eine spezifische Farbe in einem weiten Betrachtungswinkel erzeugen. Das meiste Licht in Wellenlängenbereichen, die sich von dem oben genannten Wellenlängenbereich unterscheiden, wird durchgelassen, und somit kann durch Absorbieren des durchgelassenen Lichts ein Ausbleichen bzw. Weißwerden der Strukturfarbe als Folge der Mischung des Lichts mit der Strukturfarbe und des durchgelassenen Lichts unterbunden werden. Insbesondere ist eine Absorptionsschicht erforderlich, um eine deutliche Farbvariation und eine feste Farbe durch die Strukturfarbschicht 51 zu erhalten. Beispielsweise kann Pigment oder ein Farbstoff für die Absorptionsschicht verwendet werden, wobei typischerweise Kohlenstoff als schwarzes Pigment verwendet wird. Allerdings können auch andere Materialien, die sich von den obigen Farbmaterialien unterscheiden, verwendet werden, solange das Material eine Eigenschaft zur Absorption elektromagnetischer Wellen aufweist. Beispielsweise ist bekannt, dass eine Mottenaugenstruktur, die etwa für eine antireflektierende Struktur angewendet wird, einen Effekt zur Absorption elektromagnetischer Wellen bereitstellt, indem diese eine Reliefstruktur mit einer Reflexionsschicht bereitstellt, wobei solche Strukturen als Schicht 52 zur Absorption elektromagnetischer Wellen angewendet werden können.
  • [Neunte Ausführungsform]
  • Als Nächstes wird ein optisches Element 60 gemäß der neunten Ausführungsform beschrieben.
  • Das optische Element 60 weist eine Strukturfarbschicht 61 und eine Schicht 62 zur Absorption elektromagnetischer Wellen auf einer Seite der zweiten Schicht 3 auf, wie in 22 dargestellt.
  • Da die Totalreflexion oder Transmission, abhängig von einem Einfallswinkel, durch die erste Schicht 2 und zweite Schicht 3 zwischen einem ersten Bereich 4 und einem zweiten Bereich 5, die Ebenen unterschiedlicher Neigungswinkel aufweisen, unterschiedliche sind, ist es möglich, eine deutliche Farbvariation und eine feste Farbe nur in dem ersten Bereich 4 in einem spezifischen Winkel zu erkennen, als Folge der Überlagerung der Strukturfarbschicht 61 und der Schicht 62 zur Absorption elektromagnetischer Wellen.
  • [Zehnte Ausführungsform]
  • Als Nächstes wird ein optisches Element 70 gemäß der zehnten Ausführungsform beschrieben.
  • Das optische Element 70 weist einen Aufbau auf, bei dem ein optisches Element 71 und ein optisches Element 72, die jeweils durch eine erste Schicht 2 und eine zweite Schicht 3 ausgebildet sind, übereinander liegen, wie in 23 dargestellt.
  • Licht, das in Abhängigkeit des Einfallswinkels von dem optischen Element 71 durchgelassen wird, erzeugt durch das optische Element 72 Totalreflexions- und Transmissionsbereiche, in Abhängigkeit des Einfallswinkels. Eine solche Überlagerungsstruktur kann zum Zweck der Bereitstellung komplizierterer und feiner optischer Effekte verwendet werden. Es sei darauf hingewiesen, dass das optische Element 71 und das optische Element 72 teilweise überlagert sein können.
  • Ferner können eine bedruckte Schicht, eine Farbeschicht, eine Strukturfarbschicht 51 (61) und eine Schicht 52 (62) zur Absorption elektromagnetischer Wellen vorgesehen sein, um das optische Element 70 wie in 20 bis 22 zu modifizieren.
  • [Elfte Ausführungsform]
  • Als Nächstes wird ein optisches Element 80 gemäß der elften Ausführungsform beschrieben.
  • Das optische Element 80 weist einen Aufbau auf, bei dem ein optisches Element 81 und eine optisches Element 82, die jeweils durch eine erste Schicht 2 und eine zweite Schicht 3 ausgebildet sind, überlagert sind, wie in 24 dargestellt.
  • Sowohl das optische Element 81 als auch das optische Element 82 weisen Reliefstrukturen mit periodischen Strukturen auf, wodurch ein Moiréeffekt aufgrund einer Differenz zwischen Perioden derselben erzeugt wird. Um den Moiréeffekt zu erzeugen, kann die Periodendifferenz etwa 3% bis 20% betragen.
  • Der Moiréeffekt wird nur in einem Bereich verursacht, in dem sowohl das optische Element 81 als auch das optische Element 82 Transmission erlauben, wodurch es möglich ist, einen Effekt bereitzustellen, bei dem ein gegebenes Muster des Moiréeffekts sich bewegt, wobei der Effekt es ferner ermöglicht, einen stereoskopischen Effekt bereitzustellen.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die Abschnitte teilweise überlagert sein können. Eine bedruckte Schicht, eine Farbschicht, eine Strukturfarbschicht 51 (61) und eine Schicht 52 (62) zur Absorption elektromagnetischer Wellen können vorgesehen sein, um das optische Element 80 wie in 20 bis 22 zu modifizieren.
  • [Zwölfte Ausführungsform]
  • Als Nächstes wird ein optisches Element 90 gemäß der zwölften Ausführungsform beschrieben.
  • Das optische Element 90 weist einen Aufbau auf, bei dem ein optisches Element 91, das durch eine erste Schicht 2 und eine zweite Schicht 3 ausgebildet ist, und ein optisches Element 92, das ein periodisches gedrucktes Muster 93, ausgebildet auf einem bedruckten Basismaterial 94, aufweist, überlagert sind, wie in 25 dargestellt. Sowohl das optische Element 91 als auch das optische Element 92 weisen periodische Strukturen auf, wodurch ein Moiréeffekt aufgrund einer Differenz zwischen den Perioden derselben erzeugt wird. Um den Moiréeffekt zu erzeugen, kann die Periodendifferenz etwa 5% bis 15% betragen.
  • Da der Moiréeffekt nur in einem Bereich erzeugt wird, in dem das optische Element 91 Transmission erlaubt, ist es möglich, einen Effekt bereitzustellen, bei dem ein gegebenes Muster des Moiréeffekts sich bewegt, und wobei ein solcher Effekt es ferner ermöglicht, einen stereoskopischen Effekt bereitzustellen. Die periodische Struktur, die in dem optischen Element 92 enthalten ist, kann ein Muster, das durch Drucken bereitgestellt wird, oder ein Muster sein, das durch Ätzen von Metall erhalten wird, oder sie kann durch Mustergebung einer Strukturfarbe erhalten werden, die Beugungs-, Interferenz- und Absorptionseffekt aufweist.
  • Das optische Element 92 ist aus dem periodischen gedruckten Muster 93 und dem bedruckten Basismaterial 94 in 25 aufgebaut.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die Abschnitte teilweise überlagert sein können. Ferner können eine bedruckte Schicht, eine Farbschicht, eine Strukturfarbschicht 51 (61) und eine Schicht 52 (62) zur Absorption elektromagnetischer Wellen vorgesehen sein, um das optische Element 90 wie in 20 bis 22 zu modifizieren.
  • [Dreizehnte Ausführungsform]
  • Als Nächstes wird ein optisches Element 100 gemäß der dreizehnten Ausführungsform beschrieben.
  • Das optische Element 100 weist einen dritten Bereich 104 und einen vierten Bereich 105 auf, die vertikal invertiert sind, wie in 26 dargestellt.
  • Im vorliegenden Fall ermöglicht eine Betrachtung jedes der Bereiche von einer Seite der ersten Schicht 2 die Wahrnehmung der Totalreflexions- und Transmissionsmuster in Abhängigkeit vom Einfallswinkel, während bei einer Betrachtung derselben von einer Seite der zweiten Schicht 3 keine Wahrnehmung einer Totalreflexion möglich ist.
  • Insbesondere ist es möglich, die Totalreflexions- und Transmissionsmuster in Abhängigkeit des Einfallswinkels in einem der Bereiche wahrzunehmen, wenn die Betrachtung von einer Vorderseite stattfindet, während es möglich ist, die Totalreflexions- und Transmissionsmuster in Abhängigkeit des Einfallswinkels in dem anderen Bereich wahrzunehmen, wenn die Betrachtung von einer Rückseite stattfindet.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass das optische Element 100 mit einer bedruckten Schicht, einer Farbschicht, einer Strukturfarbschicht 51 (61) und einer Schicht 52 (62) zur Absorption elektromagnetischer Wellen vorgesehen sein kann und die oben dargelegten optischen Elemente überlagern kann, und wobei eine Moiréeffekt-erzeugende Schicht überlagert sein kann, um das optische Element 90 zu modifizieren.
  • [Vierzehnte Ausführungsform]
  • Als Nächstes wird ein optisches Element 110 gemäß der vierzehnten Ausführungsform beschrieben.
  • Das optische Element 110 weist einen fünften Bereich 114 und einen siebenten Bereich 116 auf, die vertikal invertiert sind, wie in 27 dargestellt. Ferner weist ein sechster Bereich 115 eine Reliefstruktur auf, die durch eine erste Schicht 2, die denselben Brechungsindex aufweist, aufgelöst bzw. aufgehoben ist. Ferner weist ein achter Bereich 117 eine Reliefstruktur auf, die durch eine zweite Schicht 3, die denselben Brechungsindex aufweist, aufgehoben bzw. aufgelöst ist.
  • Im vorliegenden Fall ist es möglich, Totalreflexions- und Transmissionsmuster in Abhängigkeit des Einfallswinkels in einem der Bereiche wahrzunehmen, wenn die Betrachtung von einer Vorderseite stattfindet, während es möglich ist, Totalreflexions- und Transmissionsmuster in Abhängigkeit des Einfallswinkels in dem anderen Bereich wahrzunehmen, wenn die Betrachtung von einer Rückseite stattfindet. Ferner ist es möglich, den sechsten Bereich 115 und den achten Bereich 117, in denen die Reliefstruktur aufgehoben wurde, mit einem Transmissionsbereich, an dem keine Totalreflexion und keine Brechung auftritt, vorzusehen.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass das optische Element 110 mit einer bedruckten Schicht, einer Farbschicht, einer Strukturfarbschicht 51 (61) und einer Schicht 52 (62) zur Absorption elektromagnetischer Wellen vorgesehen sein kann und den oben dargelegten optischen Elementen überlagert sein kann, und wobei eine Moiréeffekt-erzeugende Schicht überlagert sein kann, um das optische Element 90 zu modifizieren.
  • Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung einer Reliefstruktur im Detail beschrieben, das für jedes der oben dargelegten optischen Elemente und Materialien der jeweiligen Schichten anwendbar ist.
  • (Details eines Verfahrens zur Herstellung einer Reliefstruktur)
  • Beispiele stellvertretender Techniken zur kontinuierlichen Massenvervielfältigung von Reliefstrukturen umfassen: "ein Wärmeprägeverfahren", "ein Gießverfahren" und "ein Fotopolymerverfahren".
  • Unter anderem kann das "Fotopolymerverfahren" (ein 2P-Verfahren, ein Verfahren des fotoempfindlichen Harzes) ein hoch definiertes, feines raues bzw. ungleichmäßiges Muster bereitstellen, durch Gießen eines strahlungshärtenden Harzes zwischen eine Reliefform (eine Form zum Vervielfältigen eines feinen rauen Musters) und ein flaches Basismaterial (beispielsweise einen Kunststofffilm) und Härten des Harzes durch Strahlung und anschließend Entfernen des gesamten Substrats mit dem gehärteten Film aus der Vervielfältigungsform. Ferner weist ein optisches Element, das durch ein solches Verfahren erhalten wird, eine höhere Ausbildungsgenauigkeit des rauen Musters und einen ausgezeichneteren Wärmewiderstand und chemischen Widerstand im Vergleich zu solchen auf, die durch ein "Pressverfahren" oder "Gießverfahren" unter Verwendung eines thermoplastischen Harzes erhalten werden. Ferner gibt es als neue Herstellverfahren ein Verfahren zum Durchführen der Ausbildung unter Verwendung eines festen oder hochviskosen fotohärtenden Harzes unter Normaltemperatur und ein Verfahren, bei dem ein Stoff zum Lösen (release material) hinzugefügt wird.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann eine Reliefstruktur mit einem Material der zweiten Schicht 3 (23, 24) erzeugt werden, und anschließend kann ein Material der ersten Schicht 2 (22) auf eine Weise aufgebracht werden, so dass das Relief gefüllt wird, oder eine Reliefstruktur kann mit dem Material der ersten Schicht 2 (22) erzeugt werden, und anschließend kann das Material der zweiten Schichten 3 (23, 24) auf eine Weise aufgebracht werden, so dass das Relief gefüllt wird. Es sei darauf hingewiesen, dass auch andere Verfahren als das oben dargelegte Verfahren möglich sind, solange das Verfahren eine Überlagerung von zwei Schichten unterschiedlicher Brechungsindizes, wobei eine Reliefgrenzfläche IFR zwischen diesen vorgesehen ist, ermöglicht.
  • Um das optische Element gemäß der vorliegenden Ausführungsform zu erzeugen, kann die erste Schicht 2 (22) oder die zweite Schicht 3 (23, 24) vorläufig bereitgestellt werden, indem diese auf einen Trägerkörper eines Films oder Papiers aufgebracht wird, und wobei anschließend ein Relief gegossen werden kann.
  • Ferner kann geschmolzenes Harz aus einem Harzmaterial, das die erste Schicht 2 (22) oder die zweite Schicht 3 (23, 24) ausbildet, unter Verwendung einer Extrusionsprägemaschine in eine Form, die eine Reliefstruktur aufweist, extrudiert und anschließend in eine filmartige Form ausgeformt werden, um die erste Schicht 2 (22) oder die zweite Schicht 3 (23, 24), die eine Reliefstruktur aufweist, als ein Film zu erzeugen.
  • <Materialien der ersten Schicht 2 (22) und der zweiten Schicht 3 (23, 24)>
  • Beispiele eines Materials, das für die erste Schicht 2 (22) oder die zweite Schicht 3 (23, 24), die feine Unregelmäßigkeiten bzw. ein feines Relief ausbilden, umfassen: thermoplastische Harze, wie etwa Acrylharze, Harze auf Epoxidbasis, Zelluloseharze, Vinylharze, Harze auf Polycarbonatbasis; und thermohärtende Harze, wie etwa Urethanharz, Harze auf Melaminbasis, Harze auf Epoxidbasis und Phenolharze, die erhalten werden durch Hinzufügen und Vernetzen von Polyisozyanat als Vernetzer mit beispielsweise Acrylpolyol oder Polyesterpolyol, die eine reaktive Hydroxylgruppe aufweisen, die allein oder in Kombination verwendet werden können. Ferner kann auch ein geeignetes anderes Material als die obigen verwendet werden, solange das Material die Ausbildung der oben genannten Unregelmäßigkeiten ermöglicht.
  • Für die Bereitstellung einer Reliefstruktur an einer Vorderfläche der ersten Schicht 2 (22) oder der zweiten Schicht 3 (23, 24) kann das Fotopolymerverfahren angewendet werden, wobei es in diesem Fall möglich ist, als Material beispielsweise ein Monomer, ein Oligomer oder ein Polymer zu verwenden, das eine äthylenisch ungesättigte Bindung oder eine äthylenisch ungesättigte Gruppe aufweist. Beispiele des Monomers umfassen: 1,6-Hexandiol, Neopentylglykoldiacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Pentaerythritoltriacrylat, Pentaerythritoltetraacrylat, Dipentaerythritolpentaacrylat und Dipentaerythritolhexaacrylat. Beispiele des Oligomers umfassen: Epoxidacrylat, Urethanacrylat und Polyesteracrylat. Beispiele des Polymers umfassen: Urethan-modifiziertes Acrylharz und Epoxid-modifiziertes Acrylharz, wenngleich diesbezüglich keine Beschränkung besteht.
  • Um fotokationische Polymerisation anzuwenden, ist es möglich, ein Monomer zu verwenden, das eine Epoxidgruppe, ein Oligomer, ein Polymer, eine Oxetangerüst enthaltende Verbindungen oder Vinylether aufweist. Um das oben genannte ionisierende strahlungshärtende Harz beispielsweise mit Ultraviolettstrahlen zu härten, ist es ferner möglich, einen Fotopolymerisationsinitiator hinzuzufügen. Es ist möglich, aus einem fotoradikalen Polymerisationsinitiator, einem fotokationischen Polymerisationsinitiator und einer Hybridart, die beide verwendet, in Abhängigkeit des Harzes auszuwählen.
  • Ferner ist es auch möglich, beispielsweise ein Monomer, ein Oligomer und ein Polymer, die eine äthylenisch ungesättigte Bindung oder eine äthylenisch ungesättigte Gruppe aufweisen, in der Mischung zu verwenden. Ferner ist es auch möglich, die oben genannten Substanzen im Voraus mit Reaktionsgruppen bereitzustellen und die Gruppen miteinander zu verbinden bzw. zu überbrücken, beispielsweise mit einer Isozyanatverbindung, einem Silankopplungsmittel, einem organischen Titanatbrückenmaterial, einem organischen Zirkoniumbrückenmaterial oder einem organischen Aluminat. Ferner ist es auch möglich, die oben genannten Substanzen im Voraus mit Reaktionsgruppen bereitzustellen und die Gruppen mit einem anderen Harzgerüst zu überbrücken, beispielsweise mit einer Isozyanatverbindung, einem Silankopplungsmittel, einem organischen Titanatbrückenmaterial, einem organischen Zirkoniumbrückenmaterial oder einem organischen Aluminat. Mit solchen Verfahren ist es auch möglich, ein Polymer zu erhalten, das eine äthylenisch ungesättigte Bindung (ethyrenically unsaturated bond) oder eine äthylenisch ungesättigte Gruppe (ethyrenically unsaturated group) aufweist, und das ferner eine geringe Kontamination bzw. Verunreinigung in einer Ausgangslatte mit einer guten Formbarkeit aufweist, aufgrund eines Festzustands derselben bei Normaltemperatur und auch aufgrund geringer Klebkraft bzw. Haftneigung (tackiness) derselben.
  • Beispiele des fotoradikalen Polymerisationsinitiators umfassen: Verbindungen auf Benzoebasis, wie etwa Benzoe, Benzoemethylether und Benzoeethylether, Verbindungen auf Anthrachinonbasis, wie etwa Anthrachinon und Methylanthrachinon, Verbindungen auf Phenylketonbasis, wie etwa Acetophenon, Diethoxyacetophenon, Benzophenon, Hydroxyacetophenon, 1-Hydroxycyclohexylphenylketon, α-Aminoacetophenon, 2-Methyl-1-(4-Methylthiophenyl)-2-Morpholinopropan-1-on, Benzildimethylketal, Thioxanthon, Acylphosphinoxid und Michlers Keton.
  • Beispiele des fotokationischen Polymerisationsinitiators, der in einem Fall verwendet wird, in dem eine Verbindung verwendet wird, die zu einer fotokationischen Polymerisation imstande ist, umfassen: aromatisches Diazoniumsalz, aromatisches Iodoniumsalz, aromatisches Sulfoniumsalz, aromatisches Phosphoniumsalz und gemischtes Ligandmetallsalz. Im Fall eines sogenannten hybridartigen Materials, das sowohl fotoradikale Polymerisation als auch fotokationische Polymerisation anwendet, ist es möglich, zur Verwendung Polymerisationsinitiatoren zu mischen, und es ist ferner möglich, beispielsweise aromatisches Idoniumsalz oder aromatisches Sulfoniumsalz zu verwenden, die eine Funktion der Initiierung beider Arten der Polymerisation mit einer einzigen Initiatorart aufweist.
  • Ein Mischen des strahlungshärtenden Harzes und des Fotopolymerisationsinitiators kann geeignet durchgeführt werden, in Abhängigkeit des Materials, aber das Mischen wird typischerweise durch Mischen innerhalb eines Bereichs von wenigstens 0,1 Ma% und nicht mehr als 15 Ma% erzielt. Für das Harzgemisch kann ferner ein sensibilisierender Farbstoff in Kombination mit dem Fotopolymerisationsinitiator verwendet werden. Ferner kann, sofern erforderlich, beispielsweise enthalten sein: Farbstoff, Pigment, verschiedene Arten von Zusatzstoffen (beispielsweise ein Polymerisationsverzögerer, ein Egalisiermittel (leveling agent), ein Entschäumer, ein "anti-sagging"-Mittel, ein Klebemodifizierer, ein Mittel zur Verbesserung der bedruckten bzw. bemalten Oberfläche, ein Plastifizierungsmittel oder eine stickstoffhaltige Verbindung) oder ein Verbindungsmittel bzw. Brückenmittel (beispielsweise ein Harz auf Epoxidbasis); und nichtreaktive Harze (umfassend die oben genannten thermoplastischen Harze und thermohärtenden Harze) können zum Zweck der Verbesserung der Ausformbarkeit hinzugefügt werden.
  • Ferner kann das Material unter Berücksichtigung, dass das Material in einem angewendeten Herstellungsverfahren formbar ist und einen gewissen Grad an Fließvermögen aufweist, und dass ein Beschichtungsfilm nach der Ausbildung mit einem gewünschten thermischen Widerstand und chemischen Widerstand bereitgestellt wird, ausgewählt werden.
  • Der Brechungsindex ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform für die erste Schicht 2 (22) und die zweite Schicht 3 (23, 24) wichtig. Jede der Schichten kann aus einem anorganischen Material, einem organischen Material, einem organischen/anorganischen Verbundmaterial sein. Ferner können anorganische Partikel, organische Partikel, organische/anorganische Verbundpartikel und hohle Partikel zur Einstellung des Brechungsindex des organischen Materials hinzugefügt werden. Im vorliegenden Fall ist es möglich, eine funktionale Gruppe auf Oberflächen der Partikel bereitzustellen, um die Dispersionsleistung und Filmfestigkeit zu verbessern. Ferner kann ein Disperser oder ein oberflächenaktiver Stoff hinzugefügt werden, um die Dispersionsleistung der Partikel zu verbessern, und ein Brückenmittel kann hinzugefügt werden, um die Filmfestigkeit zu verbessern.
  • (Reliefstruktur)
  • Die Reliefstruktur gemäß der vorliegenden Ausführungsform befindet sich an der Grenzfläche zwischen der ersten Schicht 2 (22) und der zweiten Schicht 3 (23, 24) und weist teilweise die geneigten Ebenen auf. Somit weist wenigstens ein Teil des Querschnitts der Reliefstruktur an der Grenzfläche den gegebenen Winkel bezüglich der Ebene des optischen Elements auf. Die geneigte Ebene gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist wenigstens teilweise an der Grenzfläche den gegebenen Winkel bezüglich der Ebene des optischen Elements auf, und der Winkel kann sich graduell ändern. Beispielsweise entspricht eine Reliefstruktur mit einer gekrümmten Fläche (gekrümmte Fläche im Querschnitt) der Reliefstruktur gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Es sei darauf hingewiesen, dass die geneigte Ebene Unregelmäßigkeiten aufweisen bzw. rau sein kann. In einem Fall, in dem eine Struktur mit zufälligen Unregelmäßigkeiten, die eine Lichtstreuwirkung aufweist, an der geneigten Ebene vorgesehen ist, wird ein Effekt des Dispergierens bzw. Verteilens des reflektierten und durchgelassen Lichts bereitgestellt, und somit ist es beispielsweise auch möglich, einen Effekt bereitzustellen, der eine Abstufung an einer Grenze zwischen den Reflexions- und Transmissionsbereichen bereitstellt.
  • Die Reliefstruktur gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann mehrere Bereiche aufweisen, die mit einer lichtbündelnden Eigenschaft vorgesehen sind. Die Anwendung einer solchen Reliefstruktur hat eine Lichtstreuung in dem Totalreflexionsbereich in Abhängigkeit des kritischen Winkels zur Folge, wodurch dort kein lichtbündelnder Effekt erzielt werden kann aber ein lichtbündelnder Effekt allein in einem Bereich ermöglicht werden kann, der die Transmission des Lichts in einem Winkel erlaubt, der kleiner als der kritische Winkel ist. Es ist möglich, eine solche spezielle Eigenschaft allein durch die vorliegende Ausführungsform zu erzielen.
  • Ferner besteht ein Grundkonzept der vorliegenden Ausführungsform darin, dass Licht, das von der Seite der ersten Schicht 2 (22) in einem Winkel gleich oder größer als der kritische Winkel einfällt, an der Grenzfläche zwischen der ersten Schicht 2 (22) und der zweiten Schicht 3 (23, 24) totalreflektiert wird, während Licht, das in einem Winkel einfällt, der kleiner als der kritische Winkel ist, von der ersten Schicht 2 (22) zur Seite der zweiten Schicht 3 (23, 24) durchgelassen wird, und somit kann gemäß dem Konzept zusätzlich eine dritte Schicht (nicht dargestellt) bereitgestellt werden, die der Reliefstruktur an der Grenzfläche zwischen der ersten Schicht 2 (22) und der zweiten Schicht 3 (23, 24) folgt. Im vorliegenden Fall kann ein Brechungsindex der dritten Schicht mit einer Brechungsindexdifferenz innerhalb ±2 vorzugsweise ±0,1 bezüglich der ersten Schicht 2 (22) oder zweiten Schicht 3 (23, 24) bereitgestellt werden. Die Brechungsindexdifferenz in dem oben genannten Bereich erlaubt eine Verringerung der Reflexion an der Grenzfläche zwischen der ersten Schicht 2 (22) und der dritten Schicht 3 oder an der Grenzfläche zwischen der zweiten Schicht 3 (23, 24) und der dritten Schicht. Eine solche dritte Schicht ist zum Zweck der Verbesserung der Zwischenschichthaftung und des Widerstands bzw. der Haltbarkeit und zum Zweck der Korrektur der Reliefstruktur geeignet. Die dritte Schicht kann mittels eines bekannten Verfahrens, wie etwa durch Trockenbeschichtung oder Nassbeschichtung, aufgebracht werden
  • (Farbschicht)
  • Die Farbschicht der vorliegenden Ausführungsform kann eine Farbschicht aus einem Farbmaterial sein und kann ferner eine Lichtinterferenzstruktur aufweisen. Prinzipien eines Interferenzfilms, der stark brechende Filme und schwach brechende Film, abwechselnd übereinander angeordnet, aufweist, können auf der Verwendung eines Mehrschichtinterferenzfilms basieren, wie etwa in JP Nr. 2007-505509A offenbart. Ferner kann die Interferenzstruktur einen cholesterischen Flüssigkristall verwenden. Es ist auch möglich, Lichtinterferenz durch die Reliefstruktur zu erzielen, wobei die oben genannten Interferenzstrukturkörper verwendet werden können.
  • (Bedruckte Schicht)
  • Ein Grundkonzept der vorliegenden Ausführungsform besteht darin, dass Licht, das von der Seite der ersten Schicht 2 (22) in einem Winkel gleich oder größer als der kritische Winkel einfällt, an der Grenzfläche zwischen der ersten Schicht 2 (22) und der zweiten Schicht 3 (23, 24) totalreflektiert wird, während Licht, das von der ersten Schicht 2 (22) in einem Winkel kleiner als der kritische Winkel einfällt, zur Seite der zweiten Schicht 3 (23, 24) durchgelassen wird. Indem die bedruckte Schicht bereitgestellt wird, die mit der Seite der zweiten Schicht 3 (23, 24) in Kontakt steht, ist es möglich, die bedruckte Schicht über die erste Schicht 2 (22) und die zweite Schicht 3 (23, 24) wahrzunehmen, lediglich durch Betrachtung von der Seite der ersten Schicht 2 (22) in einem Winkel, der kleiner als der kritische Winkel ist.
  • Die bedruckte Schicht ist eine Schicht, auf die Informationen, wie beispielsweise Zeichen, Bilder und zweidimensionale Codes, gezeichnet sind. Die bedruckte Schicht kann durch Drucken eines Pigments oder Farbstoffs auf ein Basismaterial, beispielsweise aus Papier, Kunststoff, Metall oder Glas, erhalten werden.
  • Ferner kann das Basismaterial durch Bestrahlung beispielsweise mittels eines Lasers zum Drucken modifiziert werden, und beispielsweise können Lagen bzw. Schichten aus Polycarbonat, die durch Laserbestrahlung modifiziert werden, um einen Schwarzdruck zu erzeugen, angewendet werden. Ferner kann der Druck beispielsweise als Hologramm oder Beugungsgitter ausgeführt werden. Die oben dargelegten Druckverfahren und Materialien können geeignet aus dem Bekannten ausgewählt werden.
  • (Strukturfarbschicht)
  • Die Strukturfarbschicht 51 (61) gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Schicht, an der optische Effekte mittels einer Struktur bereitgestellt werden. Beispielsweise werden optische Effekte, wie etwa Absorption, Streuung, Interferenz und Brechung durch die Struktur für sichtbares Licht in einem gegebenen Wellenlängenbereich bereitgestellt.
  • Beispiele einer solchen Strukturfarbschicht 51 (61) umfassen Schichten, die Strukturen aufweisen, wie etwa einen Multischichtinterferenzfilm, eine reliefartige Interferenzstruktur, ein reliefartiges Beugungsgitter, ein volumenartiges Beugungsgitter, eine Linse, eine reliefartige Streustruktur, eine volumenartige Streustruktur und einen cholesterischen Flüssigkristall.
  • (Moiréeffekt erzeugende Struktur)
  • Der Moiréeffekt wird auch als Interferenzstreifen bezeichnet, das heißt, als ein Streifenmuster, das aufgrund einer periodischen Abweichung zwischen mehreren sich regelmäßig wiederholenden überlagerten Mustern visuell erscheint.
  • Eine periodische Reliefstruktur oder eine periodische bedruckte Schicht wird in der vorliegenden Ausführungsform als ein Beispiel der Moiréeffekt erzeugenden Struktur genannt. Die Anordnung von zwei Schichten mit leicht unterschiedlichen periodischen Eigenschaften in einem festen Abstand dazwischen bewirkt verschiedene Arten von Moiréeffekten in Abhängigkeit von Betrachtungswinkeln. Eine kontinuierliche Variation des Moiréeffekts bei einer Änderung des Betrachtungswinkels bewirkt einen Effekt wie ein bewegtes Bild. In einem Fall beispielsweise, in dem periodische Reliefstrukturen oder eine periodische bedruckte Schicht oberhalb oder unterhalb des optischen Elements, das in 1 beschrieben ist, vorgesehen ist und eine Periode der Struktur, die oberhalb oder unterhalb angeordnet ist, leicht variiert, wird ein Moiréeffekt durch die oberen und unteren Schichten nur bei einem Betrachtungswinkel erzeugt, bei dem das optische Element keine Totalreflexion bewirkt. Um den Moiréeffekt zu erzeugen, kann die Periodendifferenz etwa 3% bis 20% betragen, wenngleich diesbezüglich keine Beschränkung besteht.
  • (Schicht zur Absorption elektromagnetischer Wellen)
  • Die Schicht 52 (62) zur Absorption elektromagnetischer Wellen gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist eine Wirkung der Absorption von elektromagnetischen Wellen auf, die durch die Strukturfarbschicht 51 (61) getreten sind. In einem Fall eines Interferenzstrukturkörpers, beispielsweise, wie etwa eines Multischichtinterferenzfilms oder eines cholesterischen Flüssigkristalls, treten Reflexionen bei einer spezifischen Wellenlänge auf, während bei anderen Wellenlängenbereichen Transmission auftritt. In einem Fall, in dem das durchgelassene Licht an einer der Grenzflächen reflektiert wird, mischen sich das reflektierte Licht und das durchgelassene Licht, die durch die Struktur bereitgestellt werden, und die Farbkonzentration des ursprünglich reflektierten Lichts wird aufgrund der additiven Farbmischung schwächer. Um eine solche Verringerung der Farbkonzentration der Strukturfarbe zu verringern, ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Schicht 52 (62) zur Absorption elektromagnetischer Wellen unterhalb der Strukturfarbschicht 51 (61) vorgesehen. Die Schicht 52 (62) zur Absorption elektromagnetischer Wellen kann eine Struktur zur Absorption elektromagnetischer Wellen sein, die einem Farbmaterial gleicht, wie etwa ein Pigment oder Farbstoff, das bzw. der elektromagnetische Wellen in einem spezifischen Bereich absorbiert, beispielsweise ein Kohlenschwarz-Pigment oder eine Mottenaugenstruktur.
  • Die Gestaltbarkeit und Fälschungssicherungsleistung des optischen Elements gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann verbessert werden, indem eine antireflektierende Struktur zum Zweck der Unterdrückung von Reflexion und Streuung an jeder Schichtoberfläche bereitgestellt wird, durch Färben jeder der Schichten zum Zweck der Verbesserung der Gestaltbarkeit, durch Kombinieren eines bekannten optischen Elements zur Fälschungssicherung anstelle der bedruckten Schicht oder durch Einbauen eines vorliegenden optischen Elements zur Fälschungssicherung in dem Relief.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass es beispielsweise in dem Fall optischer Elemente 30 und 31, die jeweils nur aus den ersten Schichten 33, 34 und 35 ausgebildet sind, möglich ist, die optischen Elemente 30 und 31 unter Verwendung des oben dargelegten Verfahrens zur Herstellung der ersten Schicht 2 (22) und des Materials derselben herzustellen.
  • [Beispiele]
  • Im Folgenden werden Beispiele beschrieben.
  • <Beispiel 1>
  • Als "Tintenzusammensetzung der ersten Schicht" zum Ausbilden "der ersten Schicht mit einer rauen Struktur einer Schneidklingenform" bei Abläufen zur Herstellung des optischen Elements gemäß der vorliegenden Ausführungsform wurde HYPERTECH (eingetragene Marke) UR-108N verwendet. Nach dem Aufbringen der Tintenzusammensetzung der ersten Schicht wurde ein Rollfotopolymerverfahren als Verfahren zur Ausbildung der rauen Struktur einer Schneidklingenform angewendet.
  • Die "Tintenzusammensetzung der ersten Schicht" wurde auf einen Trägerkörper, ausgebildet aus einem 23 µm dicken transparenten Polyethylenterephthalat-(PET)-Film, durch ein Tiefdruckverfahren aufgebracht, um die Tintenzusammensetzung der ersten Schicht mit einer Dicke von 10 µm bereitzustellen. Anschließend wurde eine Bearbeitung der beschichteten Oberfläche ausgeführt, durch Extrudieren einer zylindrischen Ausgangsplatte, die eine raue Struktur einer Schneidklingenform aufweist, mit einem Druck von 2 kgf/cm2, bei einer Drucktemperatur von 80 ºC und einer Druckgeschwindigkeit von 10 m/min.
  • Gleichzeitig mit der Ausbildung wurde über dem PET-Film mittels einer Hochdruckquecksilberlampe eine Belichtung mit Ultraviolettstrahlen bei 300 mJ/cm2 durchgeführt, wodurch die raue Form der Ausgangsplatte auf die "erste Schicht" übertragen und gleichzeitig ausgehärtet wurde. Die "raue Struktur einer Schneidklingenform" in der ersten Schicht war nach der Ausbildung eine raue Struktur einer Schneidklingenform, die einen ersten Bereich mit einer Tiefe von 5 µm und einer Periode von 5 µm und einen zweiten Bereich mit einer Tiefe von 5 µm und einer Periode von 10 µm aufweist und die aus einer senkrechten Fläche und einer schrägen Fläche ausgebildet ist. Es sei darauf hingewiesen, dass der Brechungsindex der ersten Schicht, die mit der rauen Struktur einer Schneidklingenform ausgeformt wurde, 1,76 betrug.
  • Als Nächstes wurde zum Bereitstellen einer zweiten Schicht auf einer rauen Fläche der ersten Schicht DEFENSER (eingetragene Marke) OP-38Z als " Tintenzusammensetzung der zweiten Schicht" aufgebracht, es wurde eine Belichtung mit Ultraviolettstrahlen bei 300 mJ/cm2 mittels einer Hockdruckquecksilberlampe in einer mit Stickstoff gespülten Umgebung durchgeführt, und anschließend wurde eine Trocknung durchgeführt. OP-38Z wies nach dem Härten einen Brechungsindex von 1,38 auf. Auf die oben beschriebene Weise wurde das optische Element gemäß dem Beispiel 1 erhalten.
  • <Beispiel 2>
  • Es wurde "eine erste Schicht mit einer rauen Struktur einer Schneidklingenform" mittels des gleichen Verfahrens wie im Beispiel 1 angewendet erzeugt. Die "raue Struktur einer Schneidklingenform" in der ersten Schicht wies nach der Ausbildung eine Tiefe von 5 µm und eine Periode von 5 µm auf.
  • Zur Bereitstellung einer zweiten Schicht in einem ersten Bereich auf einer rauen Oberfläche der ersten Schicht wurde als Nächstes DEFENSER (eingetragene Marke) OP-38Z als "Tintenzusammensetzung der zweiten Schicht" aufgebracht, und es wurde eine Ultraviolettbelichtung bei 300 mJ/cm2 mittels einer Hochdruckquecksilberlampe in einer mit Stickstoff gespülten Umgebung durchgeführt, und es wurde eine Trocknung durchgeführt, um ein optisches Element zu erhalten. OP-38Z wies nach dem Härten einen Brechungsindex von 1,38 auf.
  • Als Nächstes wurde zur Bereitstellung einer zweiten Schicht in einem zweiten Bereich auf der rauen Oberfläche der ersten Schicht HITALOID (eingetragene Marke) 7663 als "Tintenzusammensetzung der zweiten Schicht" aufgebracht, es wurde eine Ultraviolettbelichtung bei 400 mJ/cm2 mittels einer Hochdruckquecksilberlampe in einer mit Stickstoff gespülten Umgebung durchgeführt, und es wurde eine Trocknung durchgeführt. 7663 wies nach dem Härten einen Brechungsindex von 1,58 auf. Auf die oben beschriebene Weise wurde das optische Element gemäß Beispiel 2 erhalten.
  • <Vergleichendes Beispiel 1>
  • Nachdem "eine erste Schicht mit einer rauen Struktur einer Schneidklingenform" mittels des gleichen Verfahrens wie im Beispiel 1 angewendet erzeugt wurde, wurde Zinksulfid mit 700 Å als stark brechende transparente Reflexionsschicht aufgedampft. Anschließend wurde eine zweite Schicht auf die raue Struktur, auf die das Zinksulfid aufgedampft wurde, mittels des gleichen Verfahrens wie im Beispiel 1 angewendet aufgebracht, um ein optisches Element gemäß dem vergleichenden Beispiel 1 zu erhalten.
  • <Vergleichendes Beispiel 2>
  • Nachdem "eine erste Schicht mit einer rauen Struktur einer Schneidklingenform" mittels des gleichen Verfahrens wie im Beispiel 1 angewendet erzeugt wurde, wurde Aluminium als Metallreflexionsschicht mit 400 Å aufgedampft. Anschließend wurde eine zweite Schicht auf die raue Struktur, auf die Aluminium aufgedampft wurde, mittels des gleichen Verfahrens wie im Beispiel 1 angewendet aufgebracht, um ein optisches Element gemäß dem vergleichenden Beispiel 2 zu erhalten.
  • <Vergleichendes Beispiel 3>
  • Es wurde ein optisches Element gemäß dem vergleichenden Beispiel 3 mittels des gleichen Verfahrens wie im Beispiel 1 angewendet erhalten, außer dass HYPERTEC (eingetragene Marke) UR-108N als "Tintenzusammensetzung der zweiten Schicht" verwendet wurde.
  • <Verfahren zur Beurteilung optischer Elemente, die gemäß den Beispielen und vergleichenden Beispielen hergestellt wurden>
  • <Beurteilung optischer Effekte>
  • Bei der Beurteilung der Vorder- und Rückseite der optischen Elemente, die gemäß den Beispielen 1 und 2 und vergleichenden Beispielen 1, 2 und 3 hergestellt wurden, wurde "OK" einem Fall zugeschrieben, in dem deutlich unterschiedliche optische Effekte auf der Vorderseite und der Rückseite zu erkennen waren, wohingegen "NG" einem Fall zugeschrieben wurde, in dem nahezu die gleichen optischen Effekte auf der Vorderseite und der Rückseite erhalten wurden.
  • <Beurteilung der Transparenz>
  • Es wurde ein Ganzseitendruck von "TP" in Schwarz auf einem Druckpapier hoher Qualität in der Schriftart MS-Mincho mit der Größe 16 unter Verwendung eines Tintenstrahldruckers durchgeführt, um eine bedruckte Schicht zu erzeugen, und anschließend wurde das bereits bedruckte Papier hoher Qualität unter die optischen Elemente gelegt, die gemäß den Beispielen 1 und 2 und den vergleichenden Beispielen 1, 2 und 3 erzeugt wurden, und es wurde die Sichtbarkeit des Drucks über einem Anzeigenkörper (display body) ausgewertet.
  • "OK" wurde einem Fall zugeschrieben, in dem der Druck bei der Betrachtung aus einem spezifischen Winkelbereich deutlich lesbar war und der Druck bei der Betrachtung aus einem Bereich, der sich von dem spezifischen Winkelbereich unterscheidet, nicht deutlich lesbar war, während "NG" einem Fall, in dem der Druck aus keinem Winkel klar erkennbar war, und einem Fall zugeschrieben wurde, in dem der Druck aus jedem Winkel klar erkennbar war.
  • Unter Anwendung des oben dargelegten Auswertungsverfahrens wurden alle Beispiele und vergleichenden Beispiele ausgewertet, wobei die Resultate in der Tabelle 1 zusammengefasst sind. [Tabelle 1]
    Aufbau Optische Effekte Transparenz
    Beispiel 1 OK OK
    Beispiel 2 OK OK
    Vergleichendes Beispiel 1 NG NG
    Vergleichendes Beispiel 2 NG NG
    Vergleichendes Beispiel 3 NG NG
  • Wie aus der Tabelle 1 hervorgeht, wurden sowohl die optischen Effekte als auch die Transparenz in den Beispielen erzielt, aber sowohl die optischen Effekte als auch die Transparenz waren in den vergleichenden Beispielen unzureichend.
  • Im Beispiel 1 wiesen sowohl der erste als auch der zweite Bereich eine gute Transparenz bei einer Betrachtung, die von der Seite der ersten Schicht senkrecht zur Ebene des optischen Elements durchgeführt wurde, auf. Der erste Bereich wies bei einer Betrachtung, die in einem Winkel von 20° bezüglich einer senkrechten Linie des optischen Elements durchgeführt wurde, keine Transparenz auf, was einen Konzentrationskontrast zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich zur Folge hatte. Ferner war die Transparenz bei einer Betrachtung, die von der Seite der zweiten Schicht durchgeführt wurde, in jedem Bereich unter allen Betrachtungswinkeln hoch.
  • Im Beispiel 2 wiesen sowohl der erste als auch der zweite Bereich eine gute Transparenz bei einer Betrachtung auf, die von der Seite der ersten Schicht senkrecht zur Ebene des optischen Elements durchgeführt wurde, und wobei der erste Bereich bei einer Betrachtung, die unter einem Winkel von 15° durchgeführt wurde, keine Transparenz aufwies, was einen Konzentrationskontrast zwischen dem ersten und zweiten Bereich zur Folge hatte. Ferner wiesen beide Bereiche bei einer Betrachtung, die von der Seite der zweiten Schicht durchgeführt wurde, unter jedem Betrachtungswinkel eine hohe Transparenz auf.
  • Beim vergleichenden Beispiel 1 ist es möglich, die optischen Effekte des Reliefs durch den stark brechenden transparenten Film, der entlang des Reliefs vorgesehen ist, sowohl bei einer Betrachtung, die von der Seite der ersten Schicht durchgeführt wird, als auch einer Betrachtung, die von der Seite der zweiten Schicht durchgeführt wird, wahrzunehmen, was zur Folge hat, dass keine deutlich unterschiedlichen optischen Effekte auf der Vorderseite und der Rückseite erhalten werden.
  • Beim vergleichenden Beispiel 2 ist es möglich, die optischen Effekte des Reliefs durch den stark brechenden transparenten Film, der entlang des Reliefs vorgesehen ist, sowohl bei einer Betrachtung, die von der Seite der ersten Schicht durchgeführt wird, als auch einer Betrachtung, die von der Seite der zweiten Schicht durchgeführt wird, wahrzunehmen, was zur Folge hat, dass keine deutlich unterschiedlichen optischen Effekte auf der Vorderseite und der Rückseite erhalten werden.
  • Beim vergleichenden Beispiel 3 ist keine Reliefgrenzfläche IFR vorhanden, da das Harz der ersten Schicht und das der zweiten Schicht denselben Brechungsindex aufweisen, wobei kein optischer Effekt sowohl bei einer Betrachtung, die von der Seite der ersten Schicht durchgeführt wird, als auch einer Betrachtung, die von der Seite der zweiten Schicht durchgeführt wird, erhalten wird.
  • (Wirkungen der Ausführungsformen)
  • Die Erfindung gemäß den vorliegenden Ausführungsformen stellt die folgenden Wirkungen bereit.
    • (1) Beim optischen Element gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Schicht 2 (22) auf der zweiten Schicht 3 (23, 24), die eine Reliefstruktur auf einer Oberfläche derselben aufweist, angeordnet, wobei zumindest der erste Bereich 4 und der zweite Bereich 5 vorgesehen sind, die erste Schicht 2 (22) und die zweite Schicht 3 (23, 24) unterschiedlich Brechungsindizes aufweisen, elektromagnetische Wellen, die von der Seite der ersten Schicht 2 (22) in einem vorher festgelegten spezifischen Winkel einfallen, aufgrund der Reliefstruktur und/oder eines Verhältnisses zwischen dem Brechungsindex der zweiten Schicht 3 (23, 24) und dem Brechungsindex der ersten Schicht 2 (22) in dem ersten Bereich 4 totalreflektiert werden, die elektromagnetischen Wellen, die von der Seite der ersten Schicht 2 (22) in dem spezifischen Winkel einfallen, aufgrund der Reliefstruktur und/oder des Verhältnisses zwischen dem Brechungsindex der zweiten Schicht 3 (23, 24) und dem Brechungsindex der ersten Schicht 2 (22) in dem zweiten Bereich 5 nicht totalreflektiert werden sondern durchgelassen oder gebrochen werden, und nur bei einer Betrachtung, die auf der Seite der ersten Schicht 2 (22) unter dem spezifischen Winkel durchgeführt wird, zumindest der zweite Bereich 5 eine höhere Transparenz als der erste Bereich 4 aufweist und ein im Voraus festgelegtes Bild durch einen Kontrast der Transparenz zwischen dem ersten Bereich 4 und dem zweiten Bereich 5 dargestellt wird.
  • Mit einem solchen Aufbau werden unter Anwendung eines bereitgestellten transparenten Basismaterials deutlich unterschiedliche Sichtarten auf der Vorderseite und der Rückseite erzielt, wodurch ein optisches Element bereitgestellt wird, bei dem Effekte, die durch eine rückseitige Betrachtung bereitgestellt werden, bei einer vorderseitigen Betrachtung nicht wahrnehmbar sind.
  • Ferner wird unter Anwendung eines bereitgestellten lichtundurchlässigen Basismaterials (einer bedruckten Schicht, einer Musterschicht) ein optisches Element bereitgestellt, das unterschiedliche Reflexions- und Transmissionsmuster in Abhängigkeit des Betrachtungswinkels aufweist. Somit ist eine Metallreflexionsschicht oder ein stark brechender Film nicht länger erforderlich, was ein nützliches optisches Element zur Fälschungssicherung als ein transparentes optisches Element zur Folge hat, das Transmission in einem gegebenen Einfallswinkel erlaubt und Reflexion in einem anderen gegebenen Winkel erlaubt.
  • Wie es oben beschrieben ist, ist es mit dem optischen Element gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, ein vielseitige optisches Element bereitzustellen, das sowohl als optisches Element, das auf dem Gebiet der Banknoten benötigt wird, als auch als optisches Element, das auf dem ID-Gebiet benötigt wird, anwendbar ist.
    • (2) Ferner kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die zweite Schicht 3 (23, 24) einen kleineren Brechungsindex aufweisen als die erste Schicht 2 (22), kann die Reliefstruktur eine geneigte Ebene 6 aufweisen, die bezüglich der Ebene des optischen Elements geneigt ist, und können die Formeln 10 und 11 bei einer Betrachtung, die von einem gegebenen Betrachtungspunkt mit einer Lichtquelle, die an einem Betrachtungspunkt OP1 angeordnet ist, erfüllt werden:
    θf1 ≥ arcsin (N2/N1) (Formel 10) arcsin (N4/N3) > θf2 (Formel 11) wobei θf1 einen Einfallswinkel auf die geneigte Ebene 6 der Reliefstruktur im ersten Bereich 4 bezeichnet, θf2 einen Einfallswinkel auf die geneigte Ebene 8 der Reliefstruktur im zweiten Bereich 5 bezeichnet, N1 den Brechungsindex der ersten Schicht 2 (22) im ersten Bereich 4 bezeichnet, N2 den Brechungsindex der zweiten Schicht 3 (23, 24) im ersten Bereich 4 bezeichnet, N3 den Brechungsindex der ersten Schicht 2 (22) im zweiten Bereich 5 bezeichnet und N4 den Brechungsindex der zweiten Schicht 3 (23, 24) im zweiten Bereich 5 bezeichnet.
  • Mit einem solchen Aufbau ist es möglich, das Muster durch allmähliches Ändern des Betrachtungspunkts graduell zu variieren. Somit ist es möglich, die Gestaltbarkeit und Fälschungssicherungsleistung zu verbessern.
    • (3) Ferner kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die dritte Schicht, wie etwa die Hintergrundschicht 41, bereitgestellt werden, die auf eine Weise angeordnet ist, so dass diese mit der zweiten Schicht 3 (23, 24) in Kontakt steht, und wobei die dritte Schicht eine bedruckte Schicht sein kann, die mit einem Zeichen und/oder einem Bildmuster beschrieben ist.
  • Mit einem solchen Aufbau ist es möglich, die bedruckte Schicht als dritte Schicht über der ersten Schicht 2 (22) und der zweiten Schicht 3 (23, 24) wahrzunehmen. Somit ist es möglich, die Gestaltbarkeit und Fälschungssicherungsleistung weiter zu verbessern.
    • (4) Ferner kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die vierte Schicht, wie etwa die Hintergrundschicht 41, bereitgestellt werden, die angeordnet ist, um mit der zweiten Schicht 3 (23, 24) in Kontakt zu stehen, und wobei die vierte Schicht eine Farbschicht sein kann.
  • Mit einem solchen Aufbau ist es möglich, die Farbschicht als vierte Schicht über der ersten Schicht 2 (22) und der zweiten Schicht 3 (23, 24) wahrzunehmen. Somit ist es möglich, die Gestaltbarkeit und Fälschungssicherungsleistung weiter zu verbessern.
    • (5) Ferner kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die fünfte Schicht bereitgestellt werden, die angeordnet ist, um mit einer Fläche der vierten Schicht gegenüber der zweiten Schicht 3 (23, 24) in Kontakt zu stehen, und wobei die fünfte Schicht die Schicht 62 zur Absorption elektromagnetischer Wellen sein kann. Es sei darauf hingewiesen, dass in dem vorliegenden Fall die oben genannte vierte Schicht als Strukturfarbschicht 61 gemäß einer Ausführungsform der Hintergrundschicht 41 vorgesehen sein kann.
  • Mit einem solchen Aufbau ist es möglich, eine Farbkonzentrationsverringerung der Strukturfarbe zu unterbinden. Somit ist es möglich, die Gestaltbarkeit und Fälschungssicherungsleistung weiter zu verbessern.
    • (6) Ferner können gemäß der vorliegenden Ausführungsform die sechste Schicht, die angeordnet ist, um mit der ersten Schicht 2 (22) in Kontakt zu stehen, und die siebente Schicht, die angeordnet ist, um mit der zweiten Schicht 3 (23, 24) in Kontakt zu stehen, bereitgestellt werden, und wobei die sechste Schicht eine Farbschicht und die siebente Schicht die Schicht 52 zur Absorption elektromagnetischer Wellen sein kann. Es sei darauf hingewiesen, dass die oben genannte sechste Schicht im vorliegenden Fall als Strukturfarbschicht 51 vorgesehen sein kann.
  • Mit einem solchen Aufbau ist es möglich, die Farbschicht als sechste Schicht über der ersten Schicht 2 (22) und der zweiten Schicht 3 (23, 24) wahrzunehmen, und es ist ferner möglich, eine Farbekonzentrationsverringerung der Strukturfarbe zu unterbinden. Somit ist es möglich, die Gestaltbarkeit und Fälschungssicherungsleistung weiter zu verbessern.
    • (7) Ferner kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Aufbau bereitgestellt werden, bei dem zwei oder mehr der oben beschriebenen optischen Elemente zur Fälschungssicherung überlagert sein können. Es sei darauf hingewiesen, dass der Aufbau, bei dem zwei oder mehr optische Elemente zur Fälschungssicherung überlagert sind, beispielsweise einen Aufbau betrifft, bei dem die optischen Elemente 71, 81 und 91 und die optischen Elemente 72, 82 und 92 überlagert sind.
  • Mit einem solchen Aufbau ist es möglich, die Gestaltbarkeit und Fälschungssicherungsleistung weiter zu verbessern.
    • (8) Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können die wenigstens zwei übereinanderliegenden bzw. sich überlagernden Schichten des optischen Elements periodische Reliefstrukturen aufweisen, und die beiden periodischen Reliefstrukturen können einen Moiréeffekt erzeugen. Es sei darauf hingewiesen, dass der Aufbau, bei dem wenigstens zwei übereinanderliegende Schichten der optischen Elemente periodische Reliefstrukturen aufweisen, beispielsweise einen Aufbau betreffen, bei dem die optischen Elemente 71, 81 und 91 und die optischen Elemente 72, 82 und 92 übereinanderliegen.
  • Mit einem solchen Aufbau ist es möglich, einen Effekt zu erzielen, bei dem sich ein gegebenes Muster des Moiréeffekts bewegt. Somit ist es ferner möglich, einen stereoskopischen Effekt bereitzustellen. Somit ist es möglich, die Gestaltbarkeit und Fälschungssicherungsleistung weiter zu verbessern.
    • (9) Ferner kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform zumindest ein Teil der Reliefstruktur eine periodische Struktur aufweisen, und es kann eine achte Schicht, die imstande ist, die periodische Struktur und einen Moiréeffekt zu erzeugen, bereitgestellt werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die oben genannte achte Schicht beispielsweise die optischen Elemente 72, 82 und 92 betrifft.
  • Mit einem solchen Aufbau ist es möglich, einen Effekt bereitzustellen, bei dem sich das gegebene Muster des Moiréeffekts bewegt. Somit ist es ferner möglich, einen stereoskopischen Effekt bereitzustellen. Somit ist es möglich, die Gestaltbarkeit und Fälschungssicherungsleistung weiter zu verbessern.
    • (10) Wenn eine Betrachtung in einer Richtung senkrecht zur Ebene des optischen Elements stattfindet, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform ferner der erste Bereich 4 und/oder der zweite Bereich 5 ein Parallaxenbild erzeugen, durch einen Konvergenzwinkel, der durch die Positionen beider Augen und des optischen Elements definiert ist.
  • Mit einem solchen Aufbau ist es möglich, einen stereoskopischen Eindruck durch das Parallaxenbild zu erzielen. Somit ist es möglich, die Gestaltbarkeit und Fälschungssicherungsleistung weiter zu verbessern.
  • Die Erfindung wurde oben mit Bezug auf spezifische Ausführungsformen beschrieben, aber die Erfindung ist nicht auf die oben gegebenen Beschreibungen beschränkt. Mit Bezug auf die Beschreibungen der Erfindung sind für den Fachmann zusammen mit den offenbarten Ausführungsformen auch andere Ausführungsformen ersichtlich. Somit versteht es sich, dass der Gegenstand der Ansprüche alle modifizierten Beispiele oder Ausführungsformen, die im Bereich und der Zusammenfassung der Erfindung liegen, umfasst.
  • Im Folgenden wird ein optisches Element als ein vergleichendes Beispiel (Bezugsbeispiel) beschrieben, das keinen Aufbau gemäß den vorliegenden Ausführungsformen aufweist.
  • Es ist bekannt, dass eine Fälschungssicherung erzielt wird, indem Produkte, bei denen eine Fälschungssicherung benötigt wird, wie etwa übertragbare Wertpapiere (negotiable instrument), Zertifikate und Luxusartikel, mit einem Element versehen werden, das einen optischen Effekt aufweist, der schwer zu imitieren ist.
  • Ein Hologramm, ein Beugungsgitter, ein Mehrschichtinterferenzfilm und so weiter sind als Elemente bekannt, die einen solchen optischen Effekt erzielen. Es wurde angenommen, dass die oben genannten Elemente eine feine Struktur oder einen komplizierten Schichtaufbau aufweisen und es somit schwierig ist, diese auf einfache Weise zu analysieren, wodurch eine illegale Vervielfältigung unterbunden werden kann.
  • <Sicherheit auf dem Gebiet der Banknoten>
  • Die Wasserzeichen-Authentifizierung erlaubt bei der Betrachtung die Wahrnehmung eines Effekts und wurde somit als eine herkömmliche Fälschungssicherungstechnologie genutzt, die vom Benutzer auf dem Gebiet der Banknoten akzeptiert ist. In jüngster Zeit wurden Polymerbanknoten, die ein transparentes Polymerbasismaterial verwenden, realisiert, wodurch die Betrachtung des oben genannten optischen Elements zur Fälschungssicherung (beispielsweise eines Hologramms) von der Vorderseite und Rückseite und die Betrachtung eines Wasserzeichens vereinfacht wurden, so dass die Beurteilung des Wasserzeichens ein wichtiges Verfahren zum Erkennen eines gefälschten Produkts wurde. Diesbezüglich wurde ein optisches Element zur Fälschungssicherung, das einen speziellen Wasserzeicheneffekt erzielt, beachtet und nachgefragt.
  • Das Patentdokument 1 schlägt im Hinblick auf das oben genannte Problem eine Struktur, die eine Reflexionsschicht aufweist, die auf einem asymmetrischen Beugungsrelief vorgesehen ist, als spezielles optisches Element vor, das an einem transparenten Fensterabschnitt bereitgestellt wird. Das Relief nutzt eine entgegengesetzte Glanzstruktur, bei der es möglich ist, ein erstes Bild, das von einem ersten Glanzteil (first blaze) erzeugt wird, bei einer Betrachtung wahrzunehmen, die von der Vorderseite unter einem spezifischen Winkel durchgeführt wird, während es möglich ist, ein zweites Bild, das von einem zweiten Glanzteil (second blaze) erzeugt wird, der dem ersten Glanzteil gegenüberliegt, bei einer Betrachtung wahrzunehmen, die von der Rückseite unter einem spezifischen Winkel durchgeführt wird. Wie es oben beschrieben ist, werden an der Vorderseite und der Rückseite unterschiedliche Effekte bereitgestellt, wodurch die Verwendung als optisches Element, installiert am transparenten Fensterabschnitt, ermöglicht wird.
  • Allerdings besteht ein Problem darin, dass Effekte, die dem Relief zuzuordnen sind, sowohl an der Vorderseite als auch der Rückseite wahrnehmbar sind, da die Reflexionsschicht entlang des Reliefs vorgesehen ist, wobei beispielsweise ein Problem auftritt, dass auch bei einer Betrachtung des ersten Bilds von der Vorderseite das zweite Bild unter einem gewissen Betrachtungswinkel sichtbar ist. Ein solcher unbestimmter Effekt macht es extrem schwierig, unmittelbar zu beurteilen, ob oder ob nicht ein bestimmtes Produkt ein gefälschtes Produkt ist.
  • Gemäß einem weiteren Beispiel des Patentdokuments 1 wird ein Hohlspiegel als spezielles optisches Element vorgeschlagen, das am transparenten Fensterabschnitt vorgesehen ist. Das optische Element weist einen Reflexionsfilm auf, der an einem linsenförmigen Relief vorgesehen ist. Der Reflexionsfilm weist einen gewissen Grad von Transparenz auf und erzeugt einen Effekt einer konvexen Linse, der bei einer Betrachtung des Fensters von der Vorderseite wahrnehmbar ist, während ein Effekt einer konkaven Linse bei einer Betrachtung des Fensters von der Rückseite wahrnehmbar ist. In einem Fall beispielsweise, in dem ein Objekt benachbart zur Linse vorgesehen ist, ist es möglich, das Objekt durch den Effekt der konvexen Linse bei einer Betrachtung des Fensters von der Vorderseite vergrößert wahrzunehmen, während es möglich ist, das Objekt durch den Effekt der konkaven Linse bei einer Betrachtung des Fensters von der Rückseite verkleinert wahrzunehmen. Wie es oben beschrieben ist, werden an der Vorderseite und der Rückseite unterschiedliche Effekte erhalten, wodurch eine Verwendung als optisches Element, installiert am transparenten Fensterabschnitt, ermöglicht wird.
  • Allerdings kann mit dem oben dargelegten optischen Element auf der Vorderseite oder der Rückseite lediglich ein vergrößertes Bild oder verkleinertes Bild eines gegebenen Objekts wahrgenommen werden. Das heißt, der Wahrnehmung auf der Vorderseite und der Rückseite liegt dasselbe Objekt (Bild) zugrunde, und somit wird von der Vorderseite und der Rückseite lediglich dasselbe Objekt betrachtet, wodurch ähnliche Effekte bereitgestellt werden. Beispielsweise stellt der Druck eines Objekts am Fensterabschnitt unter Verwendung einer transparenten Tinte ähnliche Effekte bereit, wodurch bei der Betrachtung kein Unterscheidungsvermögen beim oben genannten optischen Element gegeben ist, so dass kaum davon gesprochen werden kann, dass die Fälschungssicherungswirkung hoch ist.
  • Das heißt, es wurde ein optisches Element auf dem Gebiet der Banknoten nachgefragt, das an einem transparenten Basismaterial anbringbar ist, das von der Vorderseite und Rückseite auf deutlich unterschiedliche Weise erscheint, und bei dem Effekte, die bei einer Betrachtung von der Rückseite erzielt werden, bei einer Betrachtung von der Vorderseite nicht wahrnehmbar sind.
  • <Sicherheit auf dem ID-Gebiet>
  • Auf der anderen Seite wurde ein transparentes optisches Element (beispielsweise ein Hologramm) als Fälschungssicherungsstruktur in Anwendungen auf dem ID-Gebiet, beispielsweise bei einer ID-Karte oder einem Pass, der eine Person identifiziert, verwendet. Das transparente optische Element ist schichtartig auf ein Basismaterial mit gedruckten spezifischen Informationen zur Verwendung aufgebracht. In einem Fall, in dem eine bedruckte Schicht mit bereitgestellten spezifischen Informationen eines Produkts über das optische Element wahrnehmbar ist, wird eine leicht erkennbare Transparenz bereitgestellt, wobei spezielle optische Effekte mit einem hohen Kontrast und einer guten Sichtbarkeit erforderlich sind.
  • Das Patentdokument 2 schlägt im Hinblick auf das oben genannte Problem einen speziellen optischen Effekt vor, der von einer geneigten Reflexionsplatte durchgelassenes Licht und reflektiertes Licht verwendet. Das optische Element weist mehrere Reflexionsplatten auf, die in einer bestimmten Richtung in einem bestimmten bzw. konstanten Winkel geneigt sind, und es wird Licht in einem Fall der Betrachtung, die aus einer spezifischen Richtung durchgeführt wird, reflektiert, während das Licht in einem Fall der Betrachtung, die aus einer anderen spezifischen Richtung durchgeführt wird, durchgelassen wird, wodurch die Wahrnehmung der bedruckten Schicht mit den bereitgestellten spezifischen Informationen des Produkts über das optische Element ermöglicht wird. Das Element weist die Reflexionsschicht auf, und es weist somit einen hohen Kontrast zwischen der Reflexion und Transmission elektromagnetischer Wellen und eine ausgezeichnete Sichtbarkeit auf, wodurch die Verwendung als transparentes optisches Element für eine ID-Karte oder einen Pass ermöglicht wird.
  • Allerdings ist es schwierig, das obige optische Element in einem gegebenen Winkel transparent zu machen.
  • Die geneigte Reflexionsplatte weist eine Reflexionseigenschaft auf, solange ein Einfallswinkel bezüglich der Reflexionsplatte vorliegt. Somit müssen zur Herstellung einer Transparenz des optischen Elements unter einem bestimmten Betrachtungswinkel der Betrachtungswinkel und die Reflexionsplatte parallel zueinander vorgesehen sein. Selbst wenn der Betrachtungswinkel und die Reflexionsplatte parallel sind, besteht ein Problem darin, dass die Transparenz in Abhängigkeit der Dicke der Reflexionsplatte und der Anzahl der Reflexionsplatten verloren geht. Die Verschlechterung der Transparenz des optischen Elements betrifft die Sichtbarkeit der bedruckten Schicht, die unterhalb des optischen Elements angeordnet ist. Somit ist es wichtig, dass das optische Element zumindest unter einem spezifischen Betrachtungswinkelbereich transparent ist.
  • Insbesondere wurde ein transparentes optisches Element auf dem ID-Gebiet benötigt, das auf einem lichtundurchlässigen Basismaterial (einer bedruckten Schicht, einer Musterschicht) aufgebracht ist, das unterschiedliche Reflexions- und Transmissionsmuster in Abhängigkeit des Betrachtungswinkels aufweist, das nicht länger eine Reflexionsschicht aus Metall oder einen stark brechenden Film erfordert und das in einem gegebenen Einfallswinkel Transmission ermöglicht und in einem anderen gegebenen Winkel eine Reflexion durchführt.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass das optische Element, das in dem Patentdokument 2 offenbart ist, durch die geneigte Reflexionsplatte eine Steuerung des durchgelassenen Lichts und des reflektierten Lichts durchführt und somit nur gleiche optische Effekte auf der Vorderseite und der Rückseite bereitstellen kann, wodurch die oben genannte Forderung "optisches Element, angebracht auf einem transparenten Basismaterial" nicht erfüllt wird.
  • Die Patentdokumente 3 und 4 schlagen ein optisches Element vor, das eine Vorderfläche einer V-förmigen Nut und eine flache und glatte Bodenfläche aufweist. Gemäß den Dokumenten zeigt das optische Element ein abgestuftes Lichtmuster, indem Licht, das an der flachen und glatten Bodenfläche totalreflektiert wurde (die Totalreflexion ist im vorliegenden Fall nicht unbedingt nötig), durch die V-förmige Nut an der Vorderfläche gebeugt wird. Die oben genannte Struktur weist ein Problem auf. In einem Fall beispielsweise, in dem schwarze Tinte direkt auf die flache und glatte Oberfläche gedruckt ist, tritt an der Bodenfläche keine Reflexion auf, wodurch der gewünschte Effekt nicht bereitgestellt werden kann. Dieses Problem wird beispielsweise dadurch gelöst, dass eine transparente Reflexionsschicht bereitgestellt wird, aber in einem Fall, in dem der gesamten Bodenfläche eine Reflexionsschicht hinzugefügt wird, verschlechtert sich die Sichtbarkeit der bedruckten Schicht, die unter dem optischen Element angeordnet ist, in Abhängigkeit des Reflexionsvermögens der Reflexionsschicht. Das heißt, der optische Effekt und die Sichtbarkeit der bedruckten Schicht bilden einen Zielkonflikt.
  • Ferner tritt ein erhebliches Problem auch in Bezug auf Verunreinigungen auf. Da die Vorderfläche der V-förmigen Nut freiliegt, kann die Nut beispielsweise durch Öl oder Wasser verunreinigt werden, was zur Folge hat, dass der gewünschte Effekt bei zugesetzter Nut nicht bereitgestellt werden kann.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Mit dem optischen Element gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein optisches Element bereitzustellen, das eine leicht erkennbare Transparenz aufweist und das einen speziellen optischen Effekt mit einem hohen Kontrast und einer guten Sichtbarkeit bereitstellen kann, selbst in einem Fall, in dem eine bedruckte Schicht mit bereitgestellten spezifischen Informationen des Produkts über den Anzeigenkörper wahrgenommen wird. Somit ist es möglich, das optische Element gemäß der Erfindung zur Anwendung bei einer ID-Karte, einem Pass oder einer Banknote, die eine hohe Fälschungssicherungswirkung erfordern, zu verwenden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Optisches Element
    2
    Erste Schicht
    3
    Zweite Schicht
    4
    Erster Bereich
    5
    Zweiter Bereich
    6
    geneigte Ebene
    7
    Einfallswinkelbereich, der kleiner als der kritische Winkel ist
    8
    Geneigte Ebene
    9
    Einfallswinkelbereich, der kleiner als der kritische Winkel ist
    10
    Optisches Element
    16
    Transmissionsmuster
    17
    Totalreflexionsmuster
    20
    Optisches Element
    21
    Optisches Element
    22
    Erste Schicht mit einem Brechungsindex von 1,40
    23
    Zweite Schicht mit einem Brechungsindex von 1,49
    24
    Zweite Schicht mit einem Brechungsindex von 1,7
    25
    Transmissionsmuster
    26
    Totalreflexionsmuster
    30
    Optisches Element
    31
    Optisches Element
    33
    Erste Schicht mit einem Brechungsindex von 1,69
    34
    Erste Schicht mit einem Brechungsindex von 1,50
    35
    Erste Schicht mit einem Brechungsindex von 1,40
    40
    Optisches Element
    41
    Hintergrundschicht
    50
    Optisches Element
    51
    Strukturfarbschicht
    52
    Schicht zur Absorption elektromagnetischer Wellen
    60
    Optisches Element
    61
    Strukturfarbschicht
    62
    Schicht zur Absorption elektromagnetischer Wellen
    70
    Optisches Element
    71
    Optisches Element
    72
    Optisches Element
    80
    Optisches Element
    81
    Optisches Element
    82
    Optisches Element
    90
    Optisches Element
    91
    Optisches Element
    92
    Optisches Element
    93
    Periodisches gedrucktes Muster
    94
    Bedrucktes Basismaterial
    100
    Optisches Element
    104
    Dritter Bereich
    105
    Vierter Bereich
    110
    Optisches Element
    114
    Fünfter Bereich
    115
    Sechster Bereich
    116
    Siebenter Bereich
    117
    Achter Bereich
    θ
    Neigungswinkel
    θa
    Einfallswinkel
    θb
    Brechungswinkel
    θc
    Kritischer Winkel
    θt
    Brechungswinkel
    θf
    Einfallswinkel
    θ4
    Einfallswinkel
    θ5
    Brechungswinkel
    θ6
    Einfallswinkel
    θ7
    Einfallswinkel
    θ8
    Konvergenzwinkel

Claims (10)

  1. Optisches Element zur Fälschungssicherung, das eine erste Schicht und eine zweite Schicht aufweist, wobei das optische Element in zumindest einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich unterteilt ist, bei dem eine erste Schicht auf einer zweiten Schicht, die eine Reliefstruktur auf einer Oberfläche derselben aufweist, angeordnet ist und die erste Schicht und die zweite Schicht unterschiedliche Brechungsindizes aufweisen, elektromagnetische Wellen, die von einer Seite der ersten Schicht in einem vorher festgelegten spezifischen Winkel einfallen, aufgrund der Reliefstruktur und/oder eines Verhältnisses zwischen dem Brechungsindex der zweiten Schicht und dem Brechungsindex der ersten Schicht in dem ersten Bereich totalreflektiert werden, die elektromagnetischen Wellen, die von der Seite der ersten Schicht in dem spezifischen Winkel einfallen, aufgrund der Reliefstruktur und/oder des Verhältnisses zwischen dem Brechungsindex der zweiten Schicht und dem Brechungsindex der ersten Schicht in dem zweiten Bereich nicht totalreflektiert sondern durchgelassen oder gebrochen werden, und nur im Fall der Betrachtung, die auf der Seite der ersten Schicht unter dem spezifischen Winkel durchgeführt wird, zumindest der zweite Bereich eine höhere Transparenz als der erste Bereich aufweist und ein vorher festgelegtes Bild durch einen Kontrast der Transparenz zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich dargestellt wird.
  2. Optisches Element zur Fälschungssicherung gemäß Anspruch 1, bei dem der Brechungsindex der zweiten Schicht kleiner als der der ersten Schicht ist und die Reliefstruktur eine schräge Fläche aufweist, die bezüglich einer Ebene des optischen Elements geneigt ist, und bei einer Betrachtung, die von einem bestimmten Betrachtungspunkt durchgeführt wird, wobei eine Lichtquelle auf einer Betrachtungspunktseite angeordnet ist, die Formeln 1 und 2 erfüllt werden: θf1 ≥ arcsin (N2/N1) (Formel 1) arcsin (N4/N3) > θf2 (Formel 2) wobei θf1 einen Einfallswinkel auf die schräge Fläche der Reliefstruktur in dem ersten Bereich bezeichnet, θf2 einen Einfallswinkel auf die schräge Fläche der Reliefstruktur in dem zweiten Bereich bezeichnet, N1 den Brechungsindex der ersten Schicht in dem ersten Bereich bezeichnet, N2 den Brechungsindex der zweiten Schicht in dem ersten Bereich bezeichnet, N3 den Brechungsindex der ersten Schicht in dem zweiten Bereich bezeichnet und N4 den Brechungsindex der zweiten Schicht in dem zweiten Bereich bezeichnet.
  3. Optisches Element zur Fälschungssicherung nach Anspruch 1 oder 2, das ferner eine dritte Schicht aufweist, die in Kontakt mit der zweiten Schicht angeordnet ist, wobei die dritte Schicht eine bedruckte Schicht ist, die mit einem Zeichen und/oder einem Bildmuster beschrieben ist.
  4. Optisches Element zur Fälschungssicherung nach Anspruch 1 oder 2, das ferner eine vierte Schicht aufweist, die in Kontakt mit der zweiten Schicht angeordnet ist, wobei die vierte Schicht eine Farbschicht ist.
  5. Optisches Element zur Fälschungssicherung nach Anspruch 4, das ferner eine fünfte Schicht aufweist, die in Kontakt mit einer Oberfläche der vierten Schicht gegenüber der zweiten Schicht angeordnet ist, wobei die fünfte Schicht eine Schicht zur Absorption elektromagnetischer Wellen ist.
  6. Optisches Element zur Fälschungssicherung nach Anspruch 1 oder 2, das ferner eine sechste Schicht, die in Kontakt mit der ersten Schicht angeordnet ist, und eine siebente Schicht, die in Kontakt mit der zweiten Schicht angeordnet ist, aufweist, wobei die sechste Schicht eine Farbschicht ist und die siebente Schicht eine Schicht zur Absorption elektromagnetischer Wellen ist.
  7. Optisches Element zur Fälschungssicherung, das eingerichtet ist, um zwei oder mehr überlagerte optische Elemente zur Fälschungssicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 aufzuweisen.
  8. Optisches Element zur Fälschungssicherung nach Anspruch 7, bei dem die zumindest zwei überlagerten Schichten optischer Elemente periodische Reliefstrukturen aufweisen und die beiden periodischen Reliefstrukturen einen Moiréeffekt erzeugen.
  9. Optisches Element zur Fälschungssicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem zumindest ein Teil der Reliefstruktur eine periodische Struktur aufweist und das optische Element ferner eine achte Schicht aufweist, die eingerichtet ist, um die periodische Struktur aufzuweisen und einen Moiréeffekt erzeugen zu können.
  10. Optisches Element zur Fälschungssicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem der erste Bereich und/oder der zweite Bereich bei einer Betrachtung aus einer Richtung, die senkrecht auf der Ebene des optischen Elements steht, ein Parallaxenbild erzeugt, durch einen Konvergenzwinkel, der durch Positionen beider Augen und des optischen Elements definiert ist.
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