JP5244792B2 - 微小レンズを有する多層体 - Google Patents

Description

本発明は、微小レンズを有する多層体と、その製造方法に関する。

微小レンズと、前記微小レンズの下に配置された同一の繰り返し微小画像を有する多層体は、例えば、紙幣やＩＤカードなどのセキュリティドキュメント用のセキュリティ要素として用いられる。

そこで、例えば、米国特許第５，７１２，７３１号は、微小レンズのグリッドラスタと微小画像グリッドラスタの配置を開示しており、この微小画像グリッドラスタは微小画像ラスタに従って配置された複数の同一微小画像によって形成されたものである。微小レンズアレイ内に配置された微小レンズは微小画像の複製を生成し、前記複製は画素形式で拡大されることにより、微小画像の拡大表示が観察者に視認可能となる。微小画像によって各々表示される各微小画像の画素が、垂直および水平の視野角に従って変化するので、同一の微小画像を備えた微小レンズラスタと微小画像ラスタの配置は光学的に可変な効果をもたらす。つまり、観察者にとって、拡大された微小画像は、その配置が回転および／または傾斜すると動くようにみえる。生成される画像は、基板の正面または裏面にあってもよい。

このような配置の製造に際しては、多層体の１つの層内に非常に高い解像度で微小画像を形成する必要がある。その点において、濃淡値またはカラーグラデーションを備えた微小画像の製造は特に問題となることが判明しており、この画像生成処理は現在のところ、英数字文字や単純化したロゴなどの簡単な白黒のモチーフおよびテーマに制限されている。

そこで、本発明の目的は改善された多層体と、その製造方法を提供することにある。

その目的は、複数の微小レンズが形成された透明な第１層と、前記第１層の下に配置され、複数の微小画像を備えた第２層を有し、前記複数の微小レンズは微小レンズラスタに従って配置され、前記複数の微小画像は微小画像ラスタに従って配置される多層体であって、前記第２層は、複数の微小画像領域を備え、前記微小画像領域はラスタ幅が３００μｍ未満の微小画像領域ラスタに従って配置されており、前記各微小画像領域は２以上の微小画像に関連付けられており、前記各微小画像領域における２以上の微小画像は互いに異なるものであり、前記各微小画像領域内における前記微小レンズラスタと前記微小画像ラスタのラスタ間隔は１０％未満だけ互いに異なることを特徴とする多層体により達成される。

その目的はさらに、光学的セキュリティ機能を有する多層体の製造方法であって、Ｍを大なり１としたとき、表示をＭ個の画像領域に分割するステップと、前記Ｍ個の画像領域各々の濃淡値または色値を決定するステップと、Ｎを大なり１としたとき、Ｎ個以上の異なる微小画像からなる組であって、前記微小画像の各々はＭ個の画像領域からなり、前記Ｍ個の画像領域の各々は前記表示の各前記画像領域の濃淡値または色値に基づいてそれぞれ決定された濃淡値または色値を有する前記組を計算するステップと、微小レンズラスタ内に配置された複数の微小レンズが形成された透明な第１層を有する多層体を設けるステップと、微小画像領域ラスタに従って配置される複数の微小画像領域を含む第２層であり、前記複数の微小画像領域の各々は前記計算された微小画像の組から選択されたＮ個の微小画像を有しており、各前記微小画像領域において前記微小レンズラスタと微小画像ラスタのラスタ間隔が互いに１０％未満だけ異なり、前記微小画像領域ラスタのラスタ幅が３００μｍ未満であり、２つ以上の前記微小画像が各前記微小画像領域内で互いに異なる前記第２層を設けるステップと、を有することを特徴とする方法により達成される。

本発明は一方では、複数の濃淡値グラデーションまたは色値グラデーションを有する画像の、上記の光学的に可変な効果を示す表示を提供でき、その目的のために複数の高解像度濃淡値画像／マルチカラー画像を第２層内に設ける必要はない。それにより、その効果を生成するセキュリティ要素の製造を実質的に簡略化できる。さらにそれにより、複数の異なる微小画像の配置によって上記の光学的効果を擬似することができ、更なる利点をもたらす。こうして、一方では、厄介なモアレ効果を抑制して表示をより鮮やかにし、他方ではより高レベルの複雑さのおかげで、偽造に対する防護レベルが実質的に強化される。各画素は、少なくとも２つの異なる微小画像の対応する画素の重ね合わせによって生成される。拡大される画素は微小画像の画素から生成され、その画素は他の画素とは独立して確立される色値または濃淡値を有する。第１微小画像ラスタと微小レンズラスタのラスタ幅は各微小画像領域内で１０％未満だけ互いに異なり、微小画像領域ラスタのラスタ幅は３００μｍ未満であるため、通常の観察条件下にて人間の裸眼では微小画像領域ラスタは視認できず、上記の効果が生成される。

それにより、容易に記憶されかつ驚くべきセキュリティ機能を提供され、全く模倣できないか、高度な複雑さと高額な出費をもってのみ模倣可能となる。

その点では、複数の微小レンズが形成される第１層と、複数の微小画像領域を備える第２層は互いに分離することもでき、セキュリティ機能を提供する場合だけ一致させることもできる。従って、第１層と第２層は互いに分離された別個の本体内に配置し、例えば、第１本体がセキュリティドキュメントを構成し、第２本体が検証器として機能することができる。検証器をセキュリティドキュメント上に配置すると、上記の光学的効果が生成される。さらに、第１層と第２層をセキュリティドキュメントの異なる領域に設け、セキュリティドキュメントを折り畳むことによって一致させることもできる。従って、複数の微小レンズを備えた第１層は、例えば、セキュリティドキュメントの透明窓内に配置される。

本発明の好ましい構成によると、隣接する微小画像領域の微小画像および／または微小レンズのラスタ幅は一定であるが、微小画像領域ごとにやや異なる位相変位を含んでいる。それにより、表示の輝度がさらに向上する。さらに、全ての微小画像領域は単一の微小レンズラスタと微小画像ラスタを有するが、そのラスタ幅はやや異なり、例えば、１０％以下だけ互いに異なっていてもよい。

好ましくはその点では、微小レンズラスタと微小画像ラスタのラスタ幅は、千分率単位の範囲で異なっている。さらに、微小レンズラスタと微小画像ラスタはほぼ同じラスタ幅を有し、微小画像ラスタと微小レンズラスタを互いにやや回転させ、例えば、０．３°互いに対して回転させることもできる。この場合も、最大１°までの範囲で、互いに対してラスタを少しだけ回転させることが望ましい。それによって、「拡大率」を向上させるおかげで多層体の厚さを低減できる。

本発明の別の好ましい実施形態によると、隣接する微小画像領域の微小画像および／または微小レンズのラスタ幅は異なっている。一例として、例えば、微小レンズラスタは一定のラスタ幅を有し、微小画像ラスタのラスタ幅は微小画像領域ごとに互いに異なっており、一例として、例えば、それは微小レンズラスタのラスタ幅の１００％、１００．１％、１００．２％、…、１００．９％となる。それにより、魅力的な動的色値および濃淡値の変更効果および奥行き効果を実現できる。

さらに、第１グループの微小画像領域内で、第２グループの微小画像領域内の微小画像とは異なる微小画像を用いることもできる。好ましくは、微小画像領域内で用いられる微小画像は、例えば、微小画像領域ごとに選択された座標系に従ってやや変化させ、それによってパターン構成を実現する。さらに、その種のパターン構成は、第２層内の複数の相互に並置したグループ領域の配置のおかげで可能になり、前記グループ領域は各々２つ以上の微小画像領域を含み、各微小画像領域内で用いられる微小画像はグループ領域ごとにやや異なっている。その場合、グループ領域のサイズは好ましくは１ｍｍ²より大きい。さらに、このような概念のおかげで、グループ領域上で光学的印象の変化を実現することも、ポジ／ネガ画像、明／暗の組み合わせなどの効果を実現することもできる。

本発明による処理は、表示をＭ個の画像領域に分割し、Ｍ個の画像領域の濃淡値または色値を決定し、濃淡値スケール上または色空間上で濃淡値または色値を画像化する。その点では、一部の目立つ濃淡値または色値にグラフィック表示を制限することを望ましく提供できる。ただし、本発明による処理によれば、細かな濃淡値またはカラーグラデーションも可能であるため、創造的設計の観点では広範囲となる。

さらに、好ましい構成は、添付の請求項内に記載される。

微小画像は、濃淡値０を備えた領域と、０より大きな単一の濃淡値、好ましくは０と１の間のＳ個の濃淡値を含む規格化された濃淡値からの濃淡値１、を備えた領域を有することを提供できる。微小レンズによって拡大または増幅される表示内の画像領域の濃淡値は、微小画像領域内に設けられる微小画像の関連の画像領域の濃淡値の規格化された合計から生じる。従って、例えば、微小画像領域内にＮ個の微小画像が設けられる場合、それによってＮ＋１個の異なる濃淡値を生成でき、全ての関連の画像領域の濃淡値が１である場合のみ、濃淡値１が得られる。関連の画像領域の１つだけが濃淡値１であり、他の関連の画像領域が濃淡値０を有する場合、合計では１／Ｎの濃淡値Ｓが得られる。

さらに、Ｓ個の濃淡値を含む０と１の間の規格化された線形濃淡値スケールからの実効濃淡値１／（Ｓ−１）が、０より大きな濃淡値を備えた微小画像の領域に関連付けられることを提供できる。例えば、９個の濃淡値を含む濃淡値スケールを有し、最も小さな濃淡値が概して「白」として識別され、最も高い濃淡値が概して「黒」として識別される状況の場合、濃淡値１／８＝０．１２５は微小画像の黒の領域に関連付けられる。従って、例えば、濃淡値０．５は４倍の重ね合わせによって表すことができ、濃淡値１は８倍の重ね合わせによって表すことができる。その結果、全濃淡値スケールを表示可能にするには、各微小画像領域に少なくとも８個の異なる微小画像、つまりＳ−１個の微小画像、を配置しなければならない。それらのＳ−１個の微小画像は各々２つの濃淡値しか備えておらず、従って、例えば、白黒画像を有する。

さらに、例えば、濃淡値１の４倍の重ね合わせ（つまり、それは（Ｓ−１）／２個の微小画像によって既に得られたもの）によって濃淡値０．５が得られるとき、８個の微小画像の配置内では、その結果を得る複数の可能な方法が存在する。それにより、隣接する微小画像領域内に微小画像の各々の別個の組を設けることができるため、隣接する微小画像領域は異なる微小画像の異なる組を各々有することができる。

さらに、微小画像は、無色および／または白色および／または透明領域、ならびに１つの色を備えた着色領域を有することを提供できる。用語「無色」、「白色」および「透明」は本明細書では、そのように識別された領域に識別された色を備えていないことを意味する用語と等価である。各微小画像は色値を２つしか有していないので、これは原理的に白黒画像と呼ばれるものを含んでいる。

好ましくは、色領域は原色を有することを提供できる。原色は、他の全ての色をそれらから混合可能な色に属する色である。例えば、マゼンタ、黄色およびシアンを原色として提供できる。ただし、例えば、創造的設計または技術的観点に関する理由のため、混合用に任意の色を提供できる。例えば、紫外線色および／または赤外線色を用いることもでき、それらに紫外線および赤外線を各々照射すると可視スペクトル範囲の光を出射する。

さらに、微小画像の着色領域はＦ_G個の色値を含む０と１の間の線形規格化色値スケールのある色値、または関連した実効色値１／（Ｆ_G−１）を備えたＧ個の色の中の１つを有することを提供できる。好ましくは、同様の色値スケール、例えば、５個の色値を含む色値スケールを用いることを提供できる。色値は、例えば印刷インクの場合、着色顔料の割合によって調整できる彩度を含むことができる。

さらに、微小画像の組から微小画像を選択することを提供できる。好ましくは、Ｍ×Ｓ個およびＭ×Ｇ×Ｆ_G個の微小画像の組から微小画像を各々選択することを提供できる。ただし、その組はいつでも、例えば、画像領域の数Ｍを増大させる、１つ以上の画像領域の数を分割することによって拡大できる。利用可能な微小画像の数が多いほど、対応して異なる構成の微小画像領域をより多く形成でき、それによって、例えば、多層体の模倣はいっそう困難になり、表示の輝度をさらに増大できる。

各微小画像領域内の微小画像が、ランダム選択および／またはランダム配置されることを提供できる。その点ではさらに、１つより多くの選択オプションに関して、ランダム性が決定されることを提供できる。ランダム選択によって、例えば、厄介なモアレ効果の発生を防ぐこともできる。さらに、そうすることにより、ランダム選択は決定論的な数学的方法によって置き換えることはできないので耐偽造性を向上できる。

微小画像の選択および／または配置は隠蔽された原理に従うことを提供でき、そうすることにより、隠蔽された情報は微小画像の配置および／または配布内にて暗号化される。

さらに、微小画像は、観察者に関して、微小画像領域内に配置された微小画像の光学的作用の重ね合わせにおいて、段階的な画像印象を生成し、重ね合わせた微小画像がＳ個の濃淡値を含む濃淡値スケールからの濃淡値、またはＧ×Ｆ_G個の色値を含む色空間からの色値を有するように選択されることを提供できる。微小画像および微小レンズは人間の目が解像可能な寸法未満の寸法を含む構造であるので、画像印象は粗いカラーグラデーションまたは画素化された領域がなく調和的となる。

上記の線形濃淡値スケールまたは色値スケールに関して、線形性から逸脱しても重ね合わせによる濃淡値または彩度値選別の原理に疑問を投げかけることはないことに留意されたい。ただし、線形スケールは非線形スケールより計算により適している。

さらに、微小画像の画素を、異なる光学的可変要素、特に異なる回折構造、異なる薄膜層要素または異なる液晶層で占有させることを提供できる。それらの光学的可変要素は、色値または濃淡値（例えば、濃淡値１または原色の１つ）に関連付けることができ、上で論じたように、異なる微小画像の画像領域または背景領域を占有できる。さらに、異なる光学的可変要素は原色と各々関連付けることができ、その結果、色彩効果以外に更なる光学的効果を呈する表示を観察者に提供する。

さらに、色値または濃淡値は、紫外線色または赤外線色と関連付けることもできる。それにより、例えば、対応する紫外線色を原色と関連付け、上記のように、第二層内に設けることによってトゥルーカラー紫外線画像を実現できる。

別の好ましい構成は、微小画像の画素が異なる偏光特性を有することを提供する。このような多層体は隠蔽されたセキュリティ機能を含むことができ、前記セキュリティ機能は観察者にはアクセス不可能であり、例えば、偏光フィルタの配置によって、または偏光光の下でのみ開示される。

微小画像は、画素グリッドラスタ内に配置された画素を有することを提供できる。その形態では、画像またはグラフィック表示を解析し、微小画像を生成することが特に簡単である。

微小レンズ設計構成に関しては、微小レンズの直径は１０〜１５０μｍの間であることを提供できる。

さらに好ましい構成は、微小レンズの直径は５０μｍ未満であることを提供する。

ただし、この配置は異なる幾何学的形状の微小レンズ、例えば円筒レンズを含むこともできることに留意されたい。その場合、微小レンズの幅は少なくとも１つの延長方向において１０〜１５０μｍであってよく、例えば、５０μｍ未満である。

ラスタ幅に関しては、微小レンズおよび／または微小画像のラスタ幅は一定であることを提供できる。ただし、微小レンズおよび微小画像のラスタ幅は可変であることも提供できる。

さらに、微小レンズおよび微小画像のラスタを互いにずらすことを提供できる。それにより、傾斜した観察方向において、より垂直な観察方向では視認できない表示内の領域を見るための窓の後方に、本発明による多層体を傾斜させたときに視認できる表示が横方向に配置された印象を観察者に生じさせることができる。

第１層と第２層の厚さは合わせて、１０〜１０００μｍの間であることを提供できる。好ましい構成は、第１層と第２層の厚さは合わせて１５〜５０μｍの間であることを提供する。

高度の柔軟性のために、紙基板またはフィルム基板上のセキュリティ要素として本発明による多層体を使用する場合、厚さが薄いことが望ましい。他方では、２つの層の厚さ、特に第１層の厚さは、微小レンズの焦点距離に対してとりわけ適応させなければならない。その点では、微小レンズの寸法と層の厚さの間でおそらく妥協を行わなければならない。

微小レンズは、屈折レンズであることを提供できる。その構成では、球の一部の形態の微小レンズを、例えば、凹版印刷によって製造できることが望ましく、この場合、微小レンズの形状は、表面張力の影響下で微小レンズの材料の適切な粘性によって自然に製造される。さらに、微小レンズを製造するための紫外線硬化ラッカーを提供できる。

紫外線硬化ラッカーは複製ラッカー層を形成し、適切な成形器具によって微小レンズラスタに対応する表面構造を前記層内に形成し、前記ラッカーを紫外線硬化することによって固定する。

さらに、微小レンズは回折レンズの形態であることを提供できる。更に好ましい構成は微小レンズを１つの層で被覆し、この層と微小レンズを形成する層との間の屈折率の違いは０．２より大きい。前記層は一方では保護層として提供でき、微小レンズを汚れおよび／または引っかき傷から保護する。他方では、保護層を提供することにより、任意の状況下で微小レンズに手で触れることができないようにする。

さらに、この層は、接着層であることを提供できる。

第２層は、金属層であることを提供できる。一例として、金属層内に表面プロファイルを形成し、前記金属層の反射または透過を濃淡値スケールに従って次第に変化させる。

さらに、第２層は高屈折率誘電体層を有することを提供できる。例えば、低屈折率層と共に２つの層の間の界面において、高屈折率誘電体層によって全反射を生成でき、それによって特に鮮やかな画像を生成できる。高屈折率誘電体層に関しては、高度な長期安定性も注視すべきであるが、大気中の酸素による酸化のために金属層の反射機能が低下する可能性もある。特に薄いプラスチック層を介したガス拡散は、既知の現象である。

第２層は、着色顔料層を有することも提供できる。着色顔料によって、特に簡単かつ目標とされる方式で所定の色値を設定できる。

別の好ましい構成は、薄膜層系によって第２層を形成することを提供する。第２層は、薄膜層系によって領域的にのみ形成することも提供できる。

第２層は、着色フォトレジスト層を有することを提供できる。第２層は、領域的にのみフォトレジスト層を有することも提供できる。

さらに、第２層は着色ラッカー層を有することを提供できる。第２層は、着色ラッカー層を領域的にのみ有することも提供できる。

次に、本発明を、実施例として、添付の図面を参照しながら複数の実施形態によってさらに詳しく説明する。

図１は、キャリア層１０、微小画像層１１、スペーサ層１２および微小レンズ層１３を有する多層体１を示している。スペーサ層１２の厚さｄは、微小レンズ層１３の微小レンズ１３ｍの焦点距離に対応している。微小レンズ層１３とスペーサ層１２は同一材料から形成されるか、または少なくとも同じ屈折率を有するのが好ましい。微小レンズ層１３は、例えば、凹版印刷によってスペーサ層１２に適用できるが、例えば、熱エンボス加工によってスペーサ層１２内に形成することもできる。微小レンズ１３ｍの直径Ｄは、１０〜１５０μｍの間で設定できる。

図２の平面図からわかるように、微小レンズ層１３は正方形の微小レンズのグリッドラスタ内に配置された微小レンズ１３ｍを有する。図の実施形態の微小レンズは、特に簡単に製造できる球状屈折レンズを含んでいる。ただし、他の屈折レンズもしくは回折レンズを設けることもできる。

微小画像層１１は、正方形の微小画像グリッドラスタ内に配置された繰り返し微小画像１１ｍを有し、微小画像ラスタと微小レンズラスタのラスタ幅は最大１０％だけ異なっている。２つのラスタ幅が異なることにより、微小レンズ１３ｍは微小画像１１ｍの他の画素の画像を各々形成する。それにより、微小画像１１ｍに対して拡大画素的な画像効果を奏する。同じ効果は、２つのラスタを互いに少し回転させる場合も同様の効果を奏することができる。微小画像ラスタおよび微小レンズラスタが同じ原理に基づいて設計されれば、例えば、長方形またはハチの巣状ラスタ要素、もしくは幾何学的に変換された座標系に対して配置された（例えば、波状）ラスタ要素など他の種類のラスタを設けることもできる。異なるレンズの種類および／またはレンズ形状に関して上述した選択肢があるため、上記の他の種類のラスタ用の適切なレンズを提供することができる。

ここで、図３は、好ましくはロゴおよび／または英数字文字を含むグラフィック表示３を示している。グラフィック表示３は十字型３１の表示を備えた正方形の外部境界を有する濃淡値画像であり、十字型３１は同一のアームを有し、外側境界で終端している。十字型３１は、第１濃淡値３２ａを有する明るい背景に対して配置する。十字型３１の２つのアームは直角に交差し、異なる濃淡値３２ｂと３２ｃを含み、２つのアームの交差領域は第４濃淡値３２ｄを有する。

ここで、図４は、繰り返し正方形微小画像４１ｍを形成した微小画像層４１を示している。微小画像４１ｍは従来技術に従ってグラフィック表示３から生成される。同一の微小画像４１ｍは白黒画像状であり、つまり、グラフィック表示３の濃淡値を再現できない。微小画像４１ｍは、正方形の微小画像ラスタ内に配置されている。微小画像４１ｍは、微小レンズ層１３内に形成された微小レンズ１３ｍの微小レンズ配列（図１と２参照）によって視認可能なように描画できる。微小レンズ層１３上を観察すると、観察者が見る微小画像４１ｍは、拡大画素で、それぞれに関連する微小画像４１ｍの画素を拡大する各微小レンズ１３ｍによって形成された微小画像となる。

ここで、図５は、図３のグラフィック表示３内に確認される４つの濃淡値５０ａ〜５０ｄを含む濃淡値スケール５を示している。濃淡値は、左から右に向けて増大するよう配置されている。濃淡値スケールでは、一般に最も小さい濃淡値が「白」によって示され、最も大きな濃淡値が「黒」によって示される。測定数字０を濃淡値「白」とし、測定数字１を濃淡値「黒」とする場合、規格化した線形濃淡値スケールは次の濃淡値を含んでいる。
０−１／３−２／３−１

濃淡値スケール５は、このような線形濃淡値スケールを含んでいる。

濃淡値スケールの開始値および終了値が自由に選択可能な濃淡値を含み、前記濃淡値の間で線形のグラデーションでスケールの更なる濃淡値を配置する場合も、開始値を「黒」で示し、終了値を「白」で示すよう設けることができる。例えば、微小レンズ層側の微小画像層の表面が反射層によって占有され、透過光では多かれ少なかれ透明に見える場合、または微小画像層がその特性を有する反射層である場合、このような陰陽効果を観察できる。

ここで、図６は本発明による多層体の第１実施形態を示している。ここでは微小画像層６１は微小画像領域６１ｂを繰り返し有し、微小画像領域６１ｂは正方形のグリッドラスタ内に配置され、微小画像６１ｍａ、６１ｍｂおよび６１ｍｃを有する。その場合、微小レンズ層の微小レンズは微小画像領域６１ｂの各微小画像に関連付けられ、各微小画像領域内の微小レンズラスタと微小画像ラスタのラスタ幅は１０％未満だけ互いに異なっている。微小画像領域６１ｂのエッジ長は３００μｍ未満であるため、微小画像領域６１ｂは、人間の裸眼では解像できない。

垂直のバーまたはアームは微小画像６１ｍａ上に示され、水平のバーまたはアームは微小画像６１ｍｂ上に示され、２つのバーまたはアームの正方形の交差領域は微小画像６１ｍｃ上に示されている。共に考えると、３つの微小画像６１ｍａ、６１ｍｂおよび６１ｍｃは濃淡値スケール５（図５参照）の４つの濃淡値５０ａ〜５０ｄを再現する微小画像を形成する。その点において、Ｓをスケール５内の濃淡値の数とすると、微小画像６１ｍａ〜６１ｍｃは２つの濃淡値０と１／（Ｓ−１）を備えた白黒画像状である。従って、微小画像６１ｍａ〜６１ｍｃは濃淡値０と１／（４−１）＝１／３を有し、様々な微小画像の数は０とは異なる濃淡値の数と等しい。つまり、本実施形態においては３つの異なる微小画像が必要とされる。

下記の表１は、微小画像６１ｍａ〜６１ｍｃの濃淡値の重ね合わせによって異なる濃淡値を設けることを示す。

微小画像６１ｍａ、６１ｍｂおよび６１ｍｃは、図６の実施形態内の微小画像領域６１ｂ内にランダムに配置されている。ランダム配置を省くことも可能であるが、ランダム配置は、本発明に係る多層体の偽造に対する防護レベルを望ましく一層強化し、問題となるモアレ効果を回避する。

微小画像６１ｍａ、６１ｍｂおよび６１ｍｃに関連付けた微小レンズ（図１と２参照）は微小画像と同様に配置される。つまり、図６の実施形態では、微小レンズは三つぞろいで配置され、その直径Ｄは微小画像のエッジ長に対応する。

ここで、図７は、微小画像層７１が様々な微小画像領域７１ｂを有する第２実施形態を示している。各微小画像領域は異なる微小画像７１０１〜７１ｍの４つの微小画像を各々有し、ここでｍはｎ個の可能な微小画像から選択したものである（ｍ＜ｎ）。微小レンズはここでは従来技術に従って図４の実施形態のように正方形のラスタ内に配置され、図６を参照しながら上述した実施形態のように三つぞろいにできる正方形のラスタ内には再度配置されないので、このような配置は微小レンズの均一配置に関しては望ましい可能性がある。

微小画像７１０１〜７１ｍを計算するために、本実施形態ではグラフィック表示３（図３）上に３×３ラスタを配置し、各ラスタ要素の濃淡値を決定する。また、微小画像７１０１〜７１ｍも３×３ラスタを有し、ラスタ要素の濃淡値は図６を参照しながらこれまでに詳述したように値０または１／３と仮定できる。下記の表２は、含まれる手順を示している。

本実施形態では、濃淡値＞０より多くの微小画像が設けられるので、余分なラスタ要素は最も低い濃淡値で形成しなければならない。

図７に示した本実施形態において設けられる微小画像７１０２〜７１ｍの配置は、その場合、微小画像のラスタ要素を微小画像領域のラスタのサブラスタである共通ラスタ内に配置できるので望ましい。それにより、多層体の製造を簡略化できる。さらに、ここでは隣接する画像領域内において異なるように微小画像を配置することができるだけでなく、異なる微小画像の各々異なる組を用いることもできる。

濃淡値の代わりに異なる（原）色を設け、その彩度値を次第に変化させることもできる。そのように形成すると、２つの異なる色で例えば色表面を形成する多次元色空間となる。

ここで、図８は本発明による多層体の第３実施形態を示している。微小画像層８１は微小画像領域８１ｂを繰り返し有し、微小画像領域８１ｂは正方形のラスタ内に配置され、微小画像８１ｍａ、８１ｍｂおよび８１ｍｃを含んでいる。微小画像領域８１ｂのエッジ長は３００μｍ未満であるため、人間の裸眼では解像できない。

マゼンタ色である垂直の梁またはアームは微小画像８１ｍａ上に示され、シアン色の水平の梁またはアームは微小画像８１ｍｂ上に示され、黄色の２つの梁またはアームの正方形の交差領域は微小画像８１ｍｃ上に示されている。組み合わせて観察すると、３つの微小画像６１ｍａ、６１ｍｂおよび６１ｍｃは無色の領域、ならびにマゼンタ、シアンおよび黒色を含む領域を有する微小画像を形成する。その場合、微小画像８１ｍａ〜８１ｍｃはマゼンタ、シアンおよび黄色の着色白黒画像状となる。微小画像８１ｍａ〜８１ｍｃの基礎を構成するグラフィック表示は、図３の濃淡スケール表示の輪郭を備えたカラー表示である。その点において、濃淡値スケール５０ａ〜５０ｄは、次の色値に対応する。
−５０ａ：無色（白または透明）
−５０ｂ：マゼンタ
−５０ｃ：シアン
−５０ｄ：黒

グラフィック表示の色は、３原色のマゼンタ、黄色およびシアンの色混合によって生成できる。

下記の表３は、微小画像８１ｍａ〜８１ｍｃの色値の重ね合わせによって異なる色を形成することを示している。

混合した黒色に加えて、２つの各原色を混合することによって別の赤、緑および青色を表示できる。

図８の実施形態では、微小画像８１ｍａ、８１ｍｂおよび８１ｍｃは微小画像領域８１ｂ内にランダムに配置されている。ランダム配置により、本発明に係る多層体の偽造に対する防護レベルを望ましく一層強化し、起こりうる厄介なモアレ効果を回避するが、これを省くこともできる。

さらに、（原）色をそれらの彩度内で次第に変化させるように設けることができ、その点において線形色値スケールは濃淡値スケール（図５参照）から類推して設けられ、０とは異なる彩度の非常に低いレベルから始まり、彩度の最も低いレベルの重ね合わせによって彩度の別のレベルを生成できる。

本発明による多層体の概略断面図である。 図１の多層体の概略平面図である。 微小画像を形成するためのグラフィック表示の概略図である。 従来技術による図２に示した微小画像の繰り返し配置の概略図である。 図２のグラフィック表示の濃淡値スケールを示す図である。 図２に示した微小画像の繰り返し配置の第１実施形態の概略図である。 図２に示した微小画像の繰り返し配置の第２実施形態の概略図である。 図２に示した微小画像の繰り返し配置の第３実施形態の概略図である。

Claims (14)

1. 複数の微小レンズが形成された透明な第１層と、前記第１層の下に配置され、複数の微小画像を備えた第２層とを有し、前記複数の微小レンズは微小レンズラスタに従って配置され、前記複数の微小画像は微小画像ラスタに従って配置される多層体であって、
   前記第２層は、複数の微小画像領域を備え、前記微小画像領域はラスタ幅が３００μｍ未満の微小画像領域ラスタに従って配置されており、前記各微小画像領域は２以上の微小画像に関連付けられており、前記各微小画像領域における２以上の微小画像は互いに異なるものであり、前記微小画像が、０と１の間のＦ_G個の色値を含む規格化された色値スケールに対して、０の色値を有する複数の第１領域と、Ｇ個の異なる色の１つおよび０より大きくかつそれぞれ単一の色値を有する複数の第２領域を有し、各微小画像領域の２つ以上の前記微小画像の色が異なり、前記微小画像は、微小画像の組から、微小画像領域内に配置した前記微小画像の光学的作用を重ね合わせると、その結果が、Ｇ×Ｆ_G個の色値を含む色空間における複数の色値で段階分けされた画像印象となるように、前記微小画像が選択され、前記各微小画像領域内における前記微小レンズラスタと前記微小画像ラスタのラスタ間隔は１０％未満だけ互いに異なることを特徴とする多層体。
2. 異なる微小画像が前記微小画像領域Ｎの各々に配置され、２つの隣接する微小画像領域からなる前記微小画像領域内において、前記Ｎ個の異なる微小画像の空間配置が異なることを特徴とする請求項１に記載の多層体。
3. 前記微小画像の前記第１領域が、無色、白色または透明領域であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の多層体。
4. 少なくともＧ×Ｆ_G個の異なる微小画像が、各微小画像領域内に設けられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の多層体。
5. 異なる複数の微小画像からなる異なる組が、２つの隣接する微小画像領域内に設けられ、前記組内それぞれにおける光学的作用を加法的に重ね合わせると、それぞれの組から同じ濃淡値画像またはマルチカラー画像が得られるように、前記異なる組が選択されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の多層体。
6. 前記微小画像の複数の領域が、異なる光学的可変要素、特に異なる回析構造、異なる薄膜層要素または異なる液晶層で占有されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の多層体。
7. 前記微小画像が、画素ラスタ内に配置された画素を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の多層体。
8. 前記微小レンズの直径が、１０μｍから１５０μｍの間であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の多層体。
9. 前記微小レンズラスタと前記微小画像ラスタが、互いにずれていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つに記載の多層体。
10. 前記第１層と前記第２層が合わせて、１０μｍから１０００μｍの間の厚さであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１つに記載の多層体。
11. 前記第１層が微小レンズ解析器の一部であり、前記第２層がセキュリティドキュメントの一部であり、前記第１層と第２層が互いに別個に配置されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の多層体。
12. 光学的セキュリティ機能を有する多層体の製造方法であって、
    −Ｍを大なり１としたとき、表示をＭ個の画像領域に分割するステップと、
    −前記Ｍ個の画像領域各々の色値を決定するステップと、
    −Ｎを１より大きくしたとき、Ｎ個以上の異なる微小画像からなる組であって、
    前記微小画像の各々はＭ個の画像領域からなり、前記Ｍ個の画像領域の各々は前記表示の各前記画像領域の色値に基づいてそれぞれ決定された色値を有する前記組を計算するステップと、
    −微小レンズラスタ内に配置された複数の微小レンズが形成された透明な第１層を有する多層体を設けるステップと、
    −微小画像領域ラスタに従って配置される複数の微小画像領域を含む第２層であり、前記複数の微小画像領域の各々は前記計算された微小画像の組から前記微小画像が、０と１の間のＦ_G個の色値を含む規格化された色値スケールに対して、０の色値を有する複数の第１領域と、Ｇ個の異なる色の１つおよび０より大きくかつそれぞれ単一の色値を有する複数の第２領域を有し、各微小画像領域の２つ以上の前記微小画像の色が異なり、前記微小画像は、微小画像の組から、微小画像領域内に配置した前記微小画像の光学的作用を重ね合わせると、その結果が、Ｇ×Ｆ_G個の色値を含む色空間における複数の色値で段階分けされた画像印象となるように選択されたＮ個の微小画像を有しており、各前記微小画像領域において前記微小レンズラスタと微小画像ラスタのラスタ間隔が互いに１０％未満だけ異なり、前記微小画像領域ラスタのラスタ幅が３００μｍ未満であり、２つ以上の前記微小画像が各前記微小画像領域内で互いに異なる前記第２層を設けるステップと、
    を有することを特徴とする方法。
13. 前記複数の色値が、Ｆ_G個の色値を含む彩度スケールに基づく彩度を有するＧ個の原色によって定義される色空間上で画像化されるものであり、
    少なくともＦ_G×Ｇ個の異なる微小画像の組が計算され、
    各前記微小画像がＭ個の画像領域を有し、
    前記Ｍ個の画像領域の各々は、０と１の間で規格化された色値スケールに基づく、彩度値０、または彩度値１のいずれかを有することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. Ｓ個の異なる微小画像の組が計算され、前記組がＮ個より多くの異なる微小画像を有し、
    Ｎ個の微小画像の異なる組が、前記Ｓ個の異なる微小画像の組から少なくとも２つの微小画像領域に対して選択され、前記微小画像領域内に設けられることを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の方法。