JP3882942B2 - 光学的回折効果を奏する構造体 - Google Patents

Description

本発明は、光学的回折効果を奏するレリーフ構造を有する複数の構成部分を含む構造体、特に、有価値文書類、例えば、銀行券、クレジットカード、パス（許可証）もしくはチェック（照合）用文書類、またはその他の被保護物品に用いる視覚的に確認できる光学的防護素子用の構造体に関する。
この種の構造体（structure arrangement）は、最も単純な場合、支持用（キャリア）素子の表面に直線状に波形構造を配置し該構造において周囲からの入射光が回折および／または屈折により反射されるようにすることによって得られる。観察者は、構成部分（portions）のレリーフ構造（この構造が光学的回折効果を奏する）に対応して視覚的に認識される情報を反射光として受け取ることができ、このとき、該情報はとりわけ視角に依存する。
構成部分から成るレリーフ構造における入射周囲光の回折、したがって、そこから光学的回折像として発せられる情報は、構成部分の単位長さ当たりの波形または格子線の数（所謂、空間周波数）、およびレリーフ構造の断面形状により支配され、後者は、とりわけレリーフ構造における高さの違い、すなわち、個々の隆起部の互いの相対的な高さの違い、およびレリーフ構造の隆起部と溝部との高さの違いの両方によって決定される。構成部分のレリーフ構造または幾つかのグループから成る構成部分のレリーフ構造の形状、およびそれらの構成部分の配置を工夫することにより、或る所与のグループの構成部分に由来する所与の情報は、所与の視角レンジ（範囲）では伝達されて観察者により認識されるが、別の視角レンジでは該情報は認識されず別の情報が認識されるようになっている。
本明細書の冒頭部で述べたような保護（セーフカード）すべき物品に、光学的回折効果を奏する構造体を有する防護素子（security element：このような防護素子そのものは既知である）を用いることにより、未熟な非専門家に対しても該被保護物品に含まれる真正情報が可視化され、それと同時に、既知の偽造法（特に光学的な複写法）により偽造（例えば、複写）することを不可能にしまたは極めて困難にすることができる。
構造体の設計を工夫することにより、該構造体から発せられる視覚認識情報が審美的にも満足できるものとし、この結果、情報を構成する記号や文字などから、観察者が、例えば、非常に優れたまたはきわめて均質で一様なイメージ印象（像印象）を受けるようにすべきである。しかしながら、同時に、観察者に対して、非常に優れた色表示またはきわめて均質で一様な色印象を与える（表面構成部分が大きい場合においても）ような工夫もなされなければならない。さらに、しばしば所望されていることは、例えば、当該構造体を保持する支持用素子を該支持用素子の面内にある軸の周りに旋回させたり、あるいは該面に垂直な仮想軸の周りに回転させることにより、視角を変更したような場合に起因する情報の変化を鋭敏且つ正確に検出することである。これまで行われた試みは、所与の光学的情報のキャリア（支持）単位、所謂ピクセルを最小にした構成部分を有する構造体を用い、ピクセルを６０×６０μｍ程度の寸法にすることにより肉眼ではもはや分解（解像）できないようにすることである。かくして、巨視的に認識される所与の領域に、互いに異なる光学的情報を与え且つ上述したような視覚パラメータに依存して同時にまたは単独で「活性化」されることのできる複数の構成部分を設けることが可能であった。さらに均質で一様に像が認識されるように、構成部分のサイズをさらに小さくすべきことも提案されている。しかしながら、微小な構成部分の数を多くしようとすると、形成する回折像に対する構成部分の縁端部の影響が増大し、或る構成部分内の１つのレリーフ構造から隣接する構成部分の別のレリーフ構造に到る境界域に起因して好ましくない回折現象が付加されるという難点がある。さらに、このような方法は、構造体の有効利用表面積の割合を減少させることになる。情報伝達に寄与しないような領域の数および全表面積、例えば、矩形、特に隅に向かうほど長さが減少しているような弓状に曲がっているレリーフラインを有する矩形の構成部分の隅（コーナー）領域が著しく増大するからである。
本発明の目的は、本明細書の冒頭部に記述したような種類の構造体を改良し、従来の構造体よりも、得られる像印象の鮮明度および均一性において優れ、さらに、いろいろな像印象の変化を正確に反映し、しかも製造するのに簡単で経済的な構造体を提供することにある。
本発明に従えば、本明細書の冒頭部に記述したような種類の構造体において、多数の構成部分が、帯（ストリップ）状またはバンド状の形状を有し、肉眼で分解（解像）されず０．３ｍｍより小さい横方向の幅を有しているようにすることによって上記の目的が達成される。
ここで、帯状またはバンド状とは、構成部分の縦方向の長さがその横方向の幅の何倍かになっていることを意味する。かくして、そのような構造体を用いれば、該構造体内で光学的情報を与えるのに寄与しない領域の数および全表面積を減少させることができる。本発明に従えば、さらに、所与の情報を伝達する所望の回折像に対する、互いに隣接し合うレリーフ構造間の境界域による好ましくない影響が、構成部分の縁端部の長さを著しく減少させることにより減少する。帯状またはバンド状の構成部分が、肉眼で分解することができず０．３ｍｍより小さいという事実は、さらに、観察者に一様で均質な色感性を与えることになる。横方向の幅はできるだけ小さくすることが好ましいが、３μｍより大きく、好ましくは５μｍより大きくする。さらに、構成部分の縦方向の長さは０．３ｍｍより大きいことが特に好ましいことが見出されており、さらに好ましくは０．４ｍｍより大きい、特に０．５ｍｍより大きい縦方向長さを有する構成部分を選んで本発明の構造体を形成する。
さらに、帯状またはバンド状の構成部分の縦方向長さを、その横方向の幅の少なくとも１０倍にすると好ましい。
本発明の構造体は、少なくとも或る領域に、光学的回折効果を奏する単一のレリーフ構造から成る構成部分を設けることによって得られる。光学的回折効果を奏する第１の構造を有する第１のグループの構成部分と、光学的回折効果を有するが、第１の構造とは異なる構造を有する少なくとも１つの別のグループの構成部分とを含む本発明の構造体は、例えば、観察者によって視覚され得る該構造体の特定の限られた表面域に、複数の光学的情報を「蓄積」して、上述したようなパラメータ（入射光、視角）に応じて、該表面域から由来する異なる光学的印象を観察者に与えようとする場合に特に優れていることが見出されている。すなわち、例えば、構造体の支持素子を該支持素子の面内の軸の周りに回転させたような場合に、情報の変化、例えば、色の変化または或る記号から別の記号への変化に鋭敏且つ正確に対処できるようにするため、本発明の構造体においては、帯状またはバンド状の構成部分が、互いに実質的に等間隔、特に平行に延びるように配置されている。さらに、表面積を有効に利用するために、帯またはバンドの寸法を、その縦方向の長さが問題にしている方向における構造体またはその一部の長さによって決定されるようにすることが好ましい。
本発明を開発した重要な意義は、非常に広い視角の全範囲にわたって、所与の個々の情報を鮮明且つ一様に伝達するという課題を解決したことにあると考えられる。従来のように、光学的回折効果を奏する単一且つ同一のレリーフ構造では、これを充分に達成することはできなかった。上述したように、従来の課題を効果的に解決した本発明の構造体は、光学的回折効果を奏するがそれぞれのグループ分けに従って互いに異なる構造を有する複数のグループから成る構成部材を含み、そのような第１のグループおよび少なくとも１つの別のグループに属する構成部材（好ましくは、構造体の同じ表面域に配置される）の構造により、構造体が光照射された場合、互いに異なるグループに属する構成部分に由来する視覚認識情報が前記視角レンジ内の異なるサブレンジで観察しても同一であるようになっている。すなわち、所与の個々の情報を或る視角レンジで伝達するために、それぞれのグループの構成部分が、該視角レンジ内のそれぞれのサブレンジにおいて機能するようになっている。
そのような構造体においては、例えば、大きい視角レンジを更に小さい複数のサブレンジに分割して、各サブレンジを或る所与のグループの帯状またはバンド状構成部材に結びつけることができ、サブレンジ用の所望の個々の情報は「蓄積」されて、構造体が光照射されたときに回折像として該サブレンジに放出される。本発明に従えば、いろいろなグループに割り当てられた構成部分から成る構造の形状を適当にし且つそれらの構成部分の配置を適当にすることにより、上述のサブレンジが互いに隣接し合うようにすることができ、したがって、幾つかのサブレンジから成る広い視角レンジにおいて、異なるグループに由来する情報であっても同一の情報として認識することができる。異なるグループに属する帯状またはバンド状の構成部分は、交互になるように、すなわち、Ａ１／Ａ２／Ａ１／Ａ２のように、または、Ａ１／Ａ１／Ａ２／Ａ１／Ａ１／Ａ２もしくはＡ１／Ａ２／Ａ３／Ａ１／Ａ２／Ａ３のようなシーケンス方式（予め定めた順序）に配置することが好ましい。
さらに、本発明の提案に従えば、構造体の特定の限定された表面域上に、幾つかのグループ群の構成部分（Ａ１、Ａ２など）を設けて或る視角レンジα内のサブレンジ（α１、α２など）で或る所与の情報が伝達されるようにするとともに、別のグループ群の構成部分（Ｂ１、Ｂ２など）を設けて別の視角レンジβ内のサブレンジ（β１、β２など）で別の所与の情報が伝達されるようにする。視角レンジが互いに隣接している場合、観察者により視覚されている像印象は、観察者が視角レンジαから視角レンジβにその視覚方向を変えると、変化する。
本発明の別の目的は、有価値文書類またはその他の被保護物品に用いられる転写箔、特に熱スタンプ箔、および、本明細書の冒頭部において言及したような光学的防護素子を提供して、従来より知られている構造体に関連して生じるような欠点や問題点をなくすことにある。この目的は、上述したような形状の本発明の構造体を有する転写箔および光学的防護素子によって達成される。本発明は、さらに、有価値文書類のキャリア（支持体）であって、光学的回折効果を奏する構造体を有する防護素子の代わりに、適当な転写法、特に熱スタンピング法（加熱型押し法）により本発明の構造体が施着された防護領域（security region）を有するキャリアに関する。
本発明の更なる特徴や効果は、本発明の構造体の特に好ましい実施例を示す添付図面および以下の説明から明らかであろう。
図面の説明は以下のとおりである。
図１は、防護素子を有する被保護物品を図示する。
図２は、従来の技術に従う構造体の一部を示す。
図３は、本発明に従う構造体の一部を示す。
図４は、さらに別の構造体を図示する。
図５は、図５ａまたは図５ｂに示すような構造体における回折像の光学的情報を図示するものである。
図５ａおよび図５ｂは、線状に配置された構成部分を有する構造体を示す。
図６は、本発明に従う構造体を有する転写箔を示す。
図７は、光学的回折効果を奏する構造体がスタンピングされた有価値文書支持体を示す。
図１は、保護すべき物品１、例えば、プラスチック材料から成るチェックカード、またはその類似物を示す。保護すべき該物品１の表面２の上には、全体が参照番号４として示されている防護素子が配置されている。この防護素子４は、支持部６、薄い金属層８および透明な被覆層10を有する。被覆層10は、被保護物品１に近い方の側部に、波状すなわち格子線から成るレリーフ様表面構造12（以後、構造体と称する）を有し、これに金属層８が貼着（特に蒸着法により）されている。
図２は、従来の技術に従う構造体の平面図を示し、光学的回折効果を奏し且つ所与の情報に応答するレリーフ構造18および20を有している。参照番号22は、構成部分16の縁端部、すなわち、光学的回折効果を奏する１つのレリーフ構造から別のレリーフ構造に到る境界域を示す。このような縁端部22が好ましくない付加的な回折現象を引き起こして、レリーフ構造18および20により伝達されるべき光学的認識情報を変形させてしまう。参照番号23で示される円は、所望の回折像の形成に寄与しないか、または少なくとも寄与の程度が小さいような領域を示す。
これに対して、図３は本発明に従う構造体の構成部分26を示す。図３に示すように、構成部分26は、帯（ストリップ）またはバンド状、すなわち、その縦方向の長さＬが横方向の幅Ｂの何倍かになっているような形状になっている。図３は、さらに、構成部分26の全体にわたって均一なレリーフ構造を図示している。本発明に従うこのような構造体においては、該構造体が光照射されたときに、形成された回折像への寄与が、構成部分26の残りに比べて小さいような領域は２ヶ所（30）にすぎない。
図４は、本発明に従う構造体を更に拡大したものであり、帯状またはバンド状領域32がまっすぐに線状を成して延びており、他方、別の帯状構成部分34が弓状に曲がった形状の配置になっている。さらに別の構成部分は、同心円状になっており、この形状は、特に、回転対称性の回折像を形成させようとする場合、すなわち、点38を通って図の面に垂直に延びる仮想軸の周りに構造体を回転させたときに該構造体の向きとは無関係に同じ情報を伝達させなければならないときに出現する。
図５は、視角レンジα内で回折像として伝達される光学的情報の分布を図示するものである。このような分布は、特に図５ａに示すような構造体により得られる。ここで、図５ａは、図５に示す構造体42の表面域40（これを観察者Ｖが見る）の一部を拡大して図示するものである。
視角レンジαの全範囲にわたって、所与の情報に対して可及的に均質で一様な印象を与えるために、該レンジを３つのサブレンジα１、α２およびα３に分割し、それぞれが、構造体42の表面域40の構成部分43、44および45に関連するようにした。構成部分43、44および45は、それぞれレリーフ構造Ａ１、Ａ２およびＡ３を有し、それらの形状により、サブレンジα１、α２およびα３内で、それぞれ異なるグループの構成成分43、44および45に由来しても、観察者Ｖは視角レンジαの全範囲にわたって同一の情報として受けとめることができるようになっている。この目的のために構成部分43、44および45は、線状を成すように、そして、Ａ１／Ａ２／Ａ３の順序で配置されている。
図５ｂ示すように、他の情報、例えば或る文字表示を与えるような構造Ｂ１、Ｂ２を有するような別のグループの構成部分46、47を表面域40に設ければ、好適な形状と配向により、図５に示すような視角レンジβまたはサブレンジβ１およびβ２においてその情報（文字表示）を認識することができる。
図６は、本発明に従う転写箔50の構造を単純化して示すものであり、保護すべき物品に構造体が貼着された後は、上部のキャリヤ（支持体）箔52は取り除かれることになる。キャリヤ箔の被保護物品に近い方の側部には、本発明に従う構造体56を備える透明層54が隣接している。構造体56には、蒸着により薄い金属層が設けられる。最後に、転写箔は接着剤層60を有し、この接着剤層により、被保護物品に該集合体を結合することができる。
図７は、有価値文書類のキャリア（支持体）の１例を示すものであり、プラスチック材料から成る平らなウェブ62の一部に、該表面に防護素子が貼着される代わりに、スタンピング（型押し）により本発明の構造体66が施着された防護領域64が存する。

Claims (8)

1. 光学的回折効果を奏するレリーフ構造を有する複数の構成部分を含む、有価値文書類等の保護すべき物品に用いる視覚的に確認できる光学的防護素子用の構造体であって、多数の構成部分が帯状またはバンド状を成し、肉眼で分解されず０．３ｍｍより小さい横方向の幅を有しており、該帯状またはバンド状の構成部分の縦方向の長さが、その横方向の幅の少なくとも１０倍であり、０．３ｍｍよりも大きいことを特徴とする構造体と、
   保護すべき物品に前記構造体が貼着された後に取り除かれるキャリヤ箔と、
   を備えてなり、
   前記キャリヤ箔上には、透明層、前記構造体、金属層および接着剤層がこの順序で設けられていることを特徴とする転写箔。
2. 前記帯状またはバンド状の構成部分が実質的に直線状で互いに平行に配置されており、その縦方向の長さが、問題の方向における構造体またはその一部の長さによって決まることを特徴とする請求項１記載の転写箔。
3. 前記構造体が、光学的回折効果を奏する第１の構造を有する第１のグループの構成部分、および光学的回折効果を奏するが第１の構造とは異なる別の構造を有する少なくとも１つの別のグループの構成部分を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の転写箔。
4. 前記第１のグループの構成部分の構造および前記少なくとも１つの別のグループの構成部分の構造が、前記構造体を光照射すると、それら互いに異なるグループの構成部分に由来する視覚認識情報が、或る視角レンジ内の異なるサブレンジで観察しても同じになるように、形成されていることを特徴とする請求項３記載の転写箔。
5. 前記第１のグループの構成部分および前記少なくとも１つの別のグループの構成部分の構造および配置が、各サブレンジが互いに隣接するように、なされていることを特徴とする請求項４記載の転写箔。
6. 前記第１のグループの構成部分および前記少なくとも１つの別のグループの構成部分が交互にまたはシーケンス方式に配置されていることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか１項記載の転写箔。
7. 前記構造体が有価値文書類に用いる視覚的に確認できる光学的防護素子として用いられることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項記載の転写箔。
8. 前記構造体が有価値文書類支持体用の防護領域として用いられることを特徴とする請求項７記載の転写箔。

Images