JP2004530935A - 光学的に変化し得る表面模様 - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
本発明は、請求項1のおいて書きに記載されている種類の光学的に変化し得る表面模様に関するものである。
【背景技術】
【0002】
かかる表面模様は、一般に入射光を回折させる顕微鏡的に微細な浮彫り構造の形態の構造を備えている。これらの回折模様は、例えば、偽造に対する防護レベルを高めるための真正性および安全性を表す特徴とするのに適している。これらは特に、有価証券、銀行券、通貨、身分証明書、許可証等の防護に適している。
【0003】
光学的に変化する表面模様の真正性を表す特徴としての機能は、これを備えた物品の、例えば銀行券の受取人に、その物品が本物であるか偽物であるかの印象を与えることにある。その安全性を表す特徴としての機能は、不法な複製を阻止、または少なくとも極めて困難にすることにある。
【0004】
この種の表面模様は、代表的な実例として引用する特許文献1〜3等の多くの資料から公知である。これらは光沢のある模様および模様における動き効果によって特徴付けられ、プラスチック材料の薄片内に埋め込まれており、銀行券、有価証券、身分証明書、パスポート、ビザ等のような文書上に捺印する態様で、例えば接着により施される。防護用要素の作成に用いられる材料は、特許文献4に要約されている。
【0005】
ピクセル配向型の光学的に変化し得る表面模様は特許文献3から公知である。かかる表面模様は、所定のN種類の異なる画像を含んでいる。この表面模様はピクセルに細分化される。各ピクセルはN個のサブピクセルに細分割され、一つのピクセルのN個のサブピクセルのそれぞれを組み合わせたものが、N通りの画像の一つになる。各サブピクセルは、明度に関する、輝度の段階に関する、および視る方向に関する情報を含む顕微鏡的に微細な浮彫りの形態の回折構造を備えている。この表面模様の観察者に対し現れる画像は常に一つであり、表面模様を傾けたり、回転したりすることによって、あるいは観察者の視角を変えることによって、見える画像が異なる。
【0006】
さらなる光学的に変化し得る表面模様が特許文献5から公知である。その表面模様における顕微鏡的に微細な浮彫りは、入射光がほとんど収色的に回折するように、1ミリメートル当たり数本の線を含んだ構造を有する。
【0007】
その他の公知のアイデアは、人間の眼とカラー複写機のスペクトル識別性との間に存在する差異に基づいたものであり、情報と背景とが、人間の眼では識別されるがカラー複写機では複写が不可能なコントラストを備えた、色つき背景とこの背景に異なる色でプリントされた情報とを備えた文書を提供することを含む。
【特許文献1】
欧州特許第 0 105 099号明細書
【特許文献2】
欧州特許第 0 330 738号明細書
【特許文献3】
欧州特許第 0 375 833号明細書
【特許文献4】
欧州特許第 0 201 323号明細書
【特許文献5】
米国特許第 6 157 487号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の目的は、複製に対する防護性を改善した光学的に変化し得る表面模様を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明によれば、上記目的が請求項1の特徴部分によって達成される。
【0010】
光学的回折効果を備えた表面模様は、この表面模様上に互いに入り組んだ関係をもって配置された少なくとも二つの表示を含む。これら表示は、観察者が常にそれらのうちの一方のみを視ることができるように、通常の照明条件の下に当った光を異なる方向に反射する回折・反射構造を含む。この表面模様を回したり傾けたりすることによって、あるいは視角を変えることによって、観察者は上記一方の表示または他方の表示を視ることができる。本発明は、観察者が通常30cmの距離から視るときには複数の表示を個別に認識することができるが、カラー複写機を用いた複製においては、全ての表示が重なり合った画像が複写されるように、あるいはいずれの表示も複写されないように、回折方向の差を小さくするという考えに基づいている。
【0011】
これら回折構造としては、対照的または非対照的な鋸歯状浮彫り構造が用いられるのが好ましく、これら浮彫り構造は、可視光の波長に対しては比較的長い周期長を有するが、傾斜角は異なっている。上記周期長は、全ての表示に関して同じにすることができるが、互いに異なっていてもよい。周期長Lは通常5μm以上である。周期長が長いほど、これに対応して浮彫り構造はより多く傾斜ミラーとして作用し、この傾斜ミラーに当った光が反射され、殆ど回折されない。すなわち、浮彫り構造は、ますます光を無収差的に回折し、回折角は反射・回折法則によって決定され、直角に入射する光については、傾斜角の少なくとも2倍である。
【0012】
この回折構造は、5μmを超える周期長Lと、波状の浮彫り輪郭、例えば正弦波状の浮彫り輪郭とを備えた無収差的回折格子を用いることもできる。種々の表示は、観察者によって個別に認識されるように、周期長Lおよび/または浮彫り輪郭の溝の構造的深さに関して異なっている。
【0013】
しかしながら、回折構造は体積ホログラムの形態で実施されてもよい。
【0014】
したがって、本発明による表面模様は、表面模様上に光が直角に当る照明を用いた場合に、観察者による異なる視角での観察によって種々の表示が個別に認識可能であり、かつ複写機を用いて作成された複製においては、少なくとも二つの表示が重なり合って再現されるように、少なくとも二つの表示の視角の差を小さくしたことを特徴とするものである。
【0015】
所定の照明方向においては、回折方向は表面模様の配向に左右される。カラー複写機による複製操作においては、すべての表示が、表面模様の配向とは無関係に複製上に複写されるように、各表示については、直線状であるが互いに回転している格子構造によって形成された同じ内容の複数の表示であってもよい。上記回折格子として円形格子を用いる別の解決策もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
図1は、本発明の第1実施例によるピクセル配向型表面模様1の構成を示す平面図で、この表面模様1は、観察者が視角を変えることによって個別に認識可能な、例えば3種類(k=3)の図柄を含んでいる。これら3種類の図柄は、以後グラフィック表示2,3,4として区別することにする(図2)。表面模様1はN×M個のピクセルすなわち升目5にマトリックス状に細分されている。各升目5はk=3個の部分領域6,7,8に細分されている。部分領域6の全てによってグラフィック表示2が構成され、部分領域7の全てによってグラフィック表示3が構成され、部分領域8の全てによってグラフィック表示4が構成されている。升目5の寸法は、人間の眼が30cm離れると個々の升目5の解像が不能なように、一般に0.3mm×0.3mmよりも小さい。
【0017】
図2は、例えば文字「100」、「EUR」および「ユーロ記号」をそれぞれ表示する3種類の表示2,3,4を示す。文字は、暗い背景に明るく示されている(図面では逆になっている)。表示2,3,4はまた、それぞれN×M個の明暗の網目2.1,3.1,4.1にマトリックス状に細分されている。作図上の都合で、文字に比較して網目2.1,3.1,4.1が大きく示されており、かつ網目2.1,3.1,4.1の一部分しか示されていない。部分領域6(図1)は、第1表示2の各網目2.1に帰属する。同様に、部分領域7(図1)は、第2表示3の各網目3.1に帰属し、部分領域8(図1)は、第3表示4の各網目4.1に帰属する。
【0018】
もし、第1表示2の網目2.1の一つが暗ければ、それに帰属する部分領域6は、1mm当たり少なくとも3000本の線を備えたミラーまたは格子を含み、これによって、入射光は反射され、吸収され、または大きな角度で散乱する。もし、網目2.1の一つが明るければ、それに帰属する部分領域6は、図3に示すように、鋸歯状浮彫り構造9.1を備えている。この浮彫り構造9.1は、可視光の波長と比較して比較的長い通常は5μm前後の周期長Lを備えている。したがって、第1表示2(図2)は、白色光で照明された場合に、もし観察者が幾何光学的反射条件に対応する視角に居ると仮定すると、通常は浮彫り構造9.1を覆うのに用いられる反射層11および/またはカバー層12の色彩を有する明るい点と暗い点とからなる画像に見える。
【0019】
他の二つの表示3(図2)および4(図2)は、第1表示2の浮彫り構造9.1と同様の鋸歯状浮彫り構造9.2および9.3をそれぞれ与えられている。表面模様1の平面に関する三つの鋸歯状浮彫り構造9.1,9.2,9.3の鋸歯の傾斜角α,β,γは、
a)表面模様1を通常30cmの距離から視た観察者には、いかなる場合でも三つの表示2,3,4のうちの一つのみしか見えず、かつ、
b)カラー複写機を用いて複製が作成された場合には、表示2,3,4のうちの少なくとも二つが転写されるか、あるいは何も転写されないか、
となるようにそれぞれ選択される。
【0020】
種々の浮彫り構造9.1,9.2,9.3の溝はほぼ平行に延びており、すなわち、複写行為において有効な照明条件の下では、三つの表示2,3,4のすべてが複写されるか、または何も複写されないかとなるように、表面模様1の平面内のいかなる軸に関しても、溝間の最大角度差、いわゆる方位角は約10度未満である。さらにカラー複写機のスキャナに対して溝が可能な限り平行な方向を向いているように、表面模様で防護される物品のサイドエッジまで溝が平行に延びているのが好ましい。
【0021】
表面模様1は、図3に断面で示されているように、層結合体を形成しているのが有利である。この層結合体は、第1ラッカー層10と、反射層11と、第2ラッカー層、すなわちカバー層12とによって形成されている。ラッカー層10は、サブストレート上に層結合体が直接接着されるように接着剤層であるのが有利である。サブストレートとは、例えば有価証券、銀行券、身分証明カード、クレジットカード、パスポートまたは一般に防護されるべき物品の意味に用いられる。カバー層12は浮彫り構造を完全に封入しているのが有利である。さらに、幾何学的断面高さhが、できるだけ大きい光学的に有効な断面高さを与えるように、可視領域においては、光学的屈折率が少なくとも1.5であることが好ましい。さらにカバー層12は、擦り傷の防止層の役目をする。説明を簡単にするために、空気(屈折率=1)とカバー層12(屈折率=1.5)との間の境界面の影響については触れない。
【0022】
図3は、図2における三つの表示2,3,4のピクセルが組み合わされた鋸歯状浮彫り構造9.1,9.2,9.3の相互併設関係を示し、升目5の対応する部分領域6,7,8を表している。表示2,3,4のうちの隣接する二つの表示間で傾斜角に約0.5度〜5度の角度差があれば、30cmの距離から視たとき、直径5mmの瞳孔を備えた人間の眼は、表示2,3,4を個別に認識する。傾斜角は、例えばα=12.5度、β=15度、γ=17.5度である。最大の傾斜角の値、すなわちこの場合のγは、一方では浮彫り構造9が深過ぎないように、他方では、複写機を用いて複製を作成したときに三つの表示2,3,4のすべてが複製に転写されるように、多くても25度にすべきである。
【0023】
図4は、カラー複写機13を用いて複写したときの幾何学的条件を概略的に示す。カラー複写機13は、複写される文書15、例えば銀行券が載置されるガラスパネル14と、X方向に移動可能でかつ光源17、偏向ミラー18および光電センサ20を備えた検知器19とを有する。複写動作において、光源17から発せられた光21は所定の角度傾斜して文書15上に入射し、文書15上に存在する種々に傾斜した浮彫り構造9.1,9.2,9.3(図3)を有する表面模様1上に入射する。入射光の一部はガラスパネル14に対してほぼ直角に反射してミラー18に当り、かくしてその画像がカラー複写機13の光電センサ20上に形成される。
【0024】
傾斜角α,β,γは、カラー複写機13のガラスパネル14上に正しい方向に置かれた場合に、光源17から発せられた光を浮彫り構造9.1,9.2,9.3が偏向ミラー18上に反射させるように選択される。図5はこの状態を示す。それぞれ部分領域6,7,8が帰属する表示2,3,4のそれぞれが大きく拡大されて示され、表示の明るい点にこれら部分領域が帰属している。浮彫り構造9.1において反射した光線は符号22で示され、浮彫り構造9.2において反射した光線は符号23で示され、浮彫り構造9.3において反射した光線は符号24で示されている。図示されたこれら三つの部分領域6,7,8においてそれぞれ反射した光線22,23,24は、図6に示されているように、殆ど一緒になってミラー18に当り、光電センサ20に向かって偏向される。光線22,23,24は種々の角度をもってミラー18に当るが、それら角度間の差が十分に小さいので、光電センサ20上にそれらの画像が生成される。特に、通常のカラー複写機の場合、30度の角度差が検出されるのが普通である。カラー複写機によって検出される角度限界が破線25で示されている。傾斜角α=12.5度、β=15度、γ=17.5度を備えた本実施例においては、光線22,23,24巻の最大角度差は僅か10度に過ぎない。
【0025】
傾斜角の平均角度15度もまた、カラー複写機13内の光源17から発せられる光21が複写される文書に当る角度30度に適合している。このことは、次いで浮彫り構造で回折された光がほぼ垂直方向下方にミラー18に向かって偏向されることを意味する。
【0026】
通常の照明条件と観察距離30cmとにおいて表示が観察者によって個別に認識されるようにするたまには、表面模様1が施される文書の表面が平滑でなければならず、さもないと、表面の粗さのために表示が不鮮明になって個別に視ることが不可能になる。したがって、例えば銀行券のように比較的粗い表面を有する文書については、より大きい傾斜角α=10度、β=15度、γ=20度、さらにはα=5度、β=15度、γ=25度が用意される。この場合であっても、回折された光線22,23,24のすべてが、カラー複写機13の光電センサ20に到達する。複写行為においてすべての表示が複写されるためには、最大傾斜角と最小傾斜角との差を多くとも20度にしなければならない。
【0027】
したがって、複写行為においては、三つの表示のすべてが複製上に転写されるか、何も転写されないかのいずれかになる。したがって、表面模様1の表示に格納された情報は、判読不能になるか、全く現れなくなるかのいずれかになる。
【0028】
上述した実施例においては、隣接する傾斜角間の差、すなわち差β−αおよびγ−βが等しいものであった。しかしながら、隣接する傾斜角間の差が異なるものであってもよい。
【0029】
カラー複写機上の表面模様の配向に対する依存性をできるだけ小さくする、あるいは排除するために、浮彫り構造9.1,9.2,9.3は、直線状の溝を備えた直線格子でなく、波状の線の形態の溝を備えた格子、すなわち、変動する曲線を備えた溝を備えた格子、あるいは環状溝またはほぼ円に近い多角形の溝を備えた格子が有利である。環状格子を備えた浮彫り構造が図7に示されている。2本の輪の間隔が周期長Lに対応する。
【0030】
非対称的な浮彫り構造9.1,9.2,9.3に代えて、対照的な断面形状を有する浮彫り構造を用いることも可能であり、この浮彫り構造は、当った光を一方向ではなく二方向へ反射する。かかる実施例が図8に示されている。図8はまた、水平に対する浮彫り構造9の傾斜角αを示している。
【0031】
本発明の実施は、ピクセル配向型表面模様に限定されるものではない。図9は、重なりあってはいない二つの表示2,3を備えた非ピクセル配向型表面模様の実施例の一部を示す。表面模様1が占める領域は、三つの部分領域6,7,26に細分される。部分領域26は、二つの表示2,3のための共通背景として役立っている。部分領域6は、第1傾斜角を有し、かつ第1表示2内に明るい点を生成させる鋸歯状浮彫り構造を含む。部分領域7は、第1傾斜角とは異なる第2傾斜角を有し、かつ第2表示3内に明るい点を生成させる鋸歯状浮彫り構造を含む。部分領域26は、暗いかあるいは目立たない背景を生成させるのに役立つ。これは例えば、ミラーの形態であるか、または1mm当り少なくとも3000本の線を備えた十字格子であるか、または表面模様が上に接着されたサブストレートがその部位において見えるように透明であるかのいずれかである。
【0032】
かくして二つの表示2,3は、異なる視角において見えるので、所定の照明方向により観察者が個別に認識することが可能になる。鋸歯状浮彫り構造の傾斜核が極めて小さく設定されているので、複写機を用いた複写行為では、双方の表示2,3の画像が複製上に生成される。したがって、二つの表示2,3は、観察者が視角を変えたり、照明方向を変えたりすることなしに複製上に見ることができる。
【0033】
もし、二つの表示が部分的に重なりあっている場合には、本発明は、ピクセル配向型表面模様の形態である最初の実施例によっても、非ピクセル配向型表面模様の形態である上述の実施例によっても実施することができ、いずれの場合においても、重なり合った領域は第1表示に帰属するか、または第2表示に帰属するかのいずれかである。この表面模様はまた、重なり合った領域がピクセル配向型表面模様の場合として示されている二つの実施例を組み合わせた形態で実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】ピクセル配向型表面模様の構造を示す平面図である。
【図2】グラフィック表示を示す。
【図3】表面模様の断面図を示す。
【図4】カラー複写機を示す。
【図5】複写行為における照明状態を示す。
【図6】複写行為における照明状態を示す。
【図7】環状溝を備えた格子を示す。
【図8】対照的断面形状を有する浮彫り構造を示す。
【図9】非ピクセル配向型表面模様を示す。
【符号の説明】
【0035】
1 表面模様
2,3,4 ガラフィック表示
2.1,3.1,4.1 網目
5 升目
6,7,8 部分領域
9.1,9.2,9.3 浮彫り構造
Claims (11)
- 二つまたはそれ以上の表示(2;3;4)を生成させるための光回折・反射構造を備えた光学的に変化する表面模様(1)であって、該表面模様(1)上に光が直角的に当る照明下での観察者による異なる視角での観察によって前記複数の表示が個別に認識可能な表面模様(1)において、
複写機を用いて作成された複製においては、前記複数の表示(2;3;4)のうちの少なくとも二つが重なり合って再現されるように、少なくとも二つの表示(2;3;4)の視角の差を小さくしたことを特徴とする光学的に変化し得る表面模様(1)。 - 前記光回折・反射構造は、顕微鏡的に微細な浮彫り構造(9.1;9.2;9.3)であり、該浮彫り構造(9.1;9.2;9.3)が少なくとも5μmの周期長(L)を有し、該浮彫り構造(9.1;9.2;9.3)が鋸歯状であり、該浮彫り構造(9.1;9.2;9.3)が、異なる傾斜角(α;β;γ)を有する異なる表示(2;3;4)に帰属していることを特徴とする請求項1記載の表面模様(1)。
- 二つの表示の間の前記傾斜角(α;β;γ)の間の差が少なくとも0.5度であることを特徴とする請求項2記載の表面模様(1)。
- 前記傾斜角(α;β;γ)のうちの最大値と最小値との間の差が多くても20度であることを特徴とする請求項2または3記載の表面模様(1)。
- 前記傾斜角(α;β;γ)のうちの最大値が多くても25度であることを特徴とする請求項2から4のいずれか1項記載の表面模様(1)。
- 前記傾斜角(α;β;γ)のうちの隣接する二つ間の差(β−α;γ−β)が等しいことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載の表面模様(1)。
- 前記光回折・反射構造は、顕微鏡的に微細な浮彫り構造(9.1;9.2;9.3)であり、該浮彫り構造(9.1;9.2;9.3)が少なくとも5μmの周期長(L)を有し、該浮彫り構造(9.1;9.2;9.3)が正弦波状であり、該浮彫り構造(9.1;9.2;9.3)が、異なる周期長(L)および/または構造的深さを有する異なる表示(2;3;4)に帰属していることを特徴とする請求項1記載の表面模様(1)。
- 前記浮彫り構造(9.1;9.2;9.3)が対照的な断面形状を有することを特徴とする請求項2から7のいずれか1項記載の表面模様(1)。
- 前記浮彫り構造(9.1;9.2;9.3)の溝が、波形、環状または少なくともほぼ円形であることを特徴とする請求項2から8のいずれか1項記載の表面模様(1)。
- 前記浮彫り構造(9.1;9.2;9.3)の溝が直線状であり、かつ種々の浮彫り構造(9.1;9.2;9.3)の溝がほぼ平行であることを特徴とする請求項2から8のいずれか1項記載の表面模様(1)。
- 前記光回折・反射構造が体積ホログラムの形態で実現されることを特徴とする請求項1記載の表面模様(1)。
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