Защитный элемент в качестве защиты от фотокопирования
Изобретение относится к защитному элементу, имеющему компоновку оптически эффективных структур в слоистом композите. Защитный элемент содержит слоистый композит для наклеивания на подложку, содержащий формообразующий слой, защитный слой пластичного материала и отражательный слой, который находится между формообразующим слоем и защитным слоем слоистого композита, а оптически эффективные структуры защитного признака сформированы в отражательном слое. Защитный признак имеет по меньшей мере одну поверхность с элементом оптической информации, на которой отражательный слой выполнен в виде зеркальной макроструктуры с плавным профилем, которая в частичных областях, образующих рельефное изображение информации, выполнена так искривленной, что соседние точки с экстремальными значениями относительно высоты профиля макроструктуры разнесены на по меньшей мере 0,3 мм. При этом точка макроструктуры не имеет угла (±γ) локального наклона тангенциальной поверхности к макроструктуре, измеряемого относительно поверхности слоистого композита, больше 7°. Поверхность с макроструктурой приспособлена для отклонения света, который падает параллельно под углом (α) относительно нормали на поверхность слоистого композита в пределах предварительно заданного углового диапазона (ε) 14° вокруг направления зеркального отражения, которое включает в себя угол (β=α) отражения с нормалью, так что элемент оптической информации является визуально видимым, но не фотокопируемым. Предложенное изобретение обеспечивает высокую степень защиты от фотокопирования. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к защитному элементу, имеющему компоновку оптически эффективных структур в слоистом композите, описанному в пункте 1 формулы изобретения.
Защитные элементы такого вида служат в качестве защиты от фотокопирования и включают в себя поверхностную картину, содержащую мозаику поверхностных элементов с модулирующими свет структурами, которые сформированы в слоистом композите из пластичного материала. Защитные элементы используют для проверки подлинности оригинала, и они особенно пригодны для защиты ценных бумаг и облигаций, банкнот, платежных средств, удостоверений личности и документов всех видов, в частности для предотвращения их несанкционированного фотокопирования. Функция защитного признака заключается в предоставлении получателю изделия, снабженного им, визуального и легко контролируемого указания на то, что изделие является подлинным, а не копией. Таким способом предотвращают или по меньшей мере делают чрезвычайно трудным введение в оборот изделия, которое является несанкционированной копией. Однако между тем следует отметить, что современный технический уровень разработки аналоговых черно-белых копировальных устройств и цифровых цветных копировальных устройств делает возможным получение копий документов, которые практически больше не отличаются от незащищенного оригинала.
Защитные элементы такого вида с использованием голограмм и/или поверхностной картины дифракционных структур известны из большого числа документов. В качестве характерных примеров упомянем ЕР 0105099 А1, ЕР 0330738 А1 и ЕР 0375833 А1. Поверхностные картины различаются яркостью изображений и эффектом движения на картине. Дифракционные структуры включают в тонкий ламинат из пластичного материала и обычно приклеивают в виде штампа или ярлыка на документы, такие как банкноты, облигации или ценные бумаги, квалификационные удостоверения, паспорта, визы, удостоверения личности и т.д. Цветные копии этих защитных элементов представляют собой цветную картину без эффекта движения, так что, если получатель не обращает на это внимание и если освещение плохое, цветная копия может быть спутана с оригиналом защитного элемента.
Еще один защитный признак для защиты от несанкционированного копирования документа известен из ЕР 0522217. Переводную полоску с металлическим блеском наклеивают на документ. При копировании переводная полоска с металлическим блеском воспроизводится как темная, и поэтому создается заметный контраст по сравнению с ее отражающим характером на оригинале. Это простое сообщение, которое пользователь может легко понять, является достаточным для отличия копии от оригинала. К сожалению, эту защиту можно имитировать на копии, так что в условиях плохого освещения или при лихорадочной спешке копию можно представить оригиналом.
В документе ЕР 0201323 В1 перечислены материалы, которые могут быть использованы для изготовления слоистого композита с защитными элементами.
Задача изобретения заключается в создании недорогого защитного элемента, который трудно имитировать и который включает в себя представление, которое нельзя копировать фотокопировальными устройствами.
Эта задача решается посредством защитного элемента, содержащего слоистый композит для наклеивания на подложку, который имеет формообразующий слой, защитный слой из пластичного материала и отражательный слой, включенный между формообразующим слоем и защитным слоем, при этом оптически эффективные структуры защитного признака сформированы в формообразующем слое, защитный признак имеет по меньшей мере одну поверхность с зеркальной макроструктурой, криволинейную в частичных областях и/или разделенную по меньшей мере на первую и вторую частичные поверхности, при этом первая частичная поверхность занята первой структурой, и ахроматическая вторая структура сформирована во второй частичной поверхности, и оптически эффективные структуры защитного признака приспособлены для отклонения света, падающего параллельно, в пределах заданного углового диапазона (ε) 14° вокруг направления зеркального отражения, и защитный признак включает в себя визуально видимый, но не фотокопируемый элемент информации.
Изобретение обеспечивает получение большого числа преимуществ.
Криволинейная зеркальная макроструктура, которая отклоняет свет по существу в пределах углового диапазона, или две или более частичных поверхностей, которые отклоняют свет по существу в пределах этого углового диапазона, делают возможным кодирование оптического элемента информации в поверхностном композите, который нельзя фотокопировать, но который является видимым для глаза человека.
Что касается ахроматической структуры, то она является структурой, которая отклоняет падающий свет по существу независимо от длины волны.
Падающий свет отражается, дифрагируется или рассеивается ахроматической структурой по существу независимо от длины волны, так что человеку-наблюдателю при обычном расстоянии наблюдения не представляются или представляются только очень слабые, пренебрежимо малые цветовые эффекты. При этом ахроматические структуры выполнены в виде, например, макроструктур или структур блестящих дифракционных решеток с периодом 6 мкм или больше, предпочтительно с глубиной профиля порядка 0,25 мкм. Кроме того, для примера, в зависимости от глубины рельефа у структур с периодом от 6 до 3 мкм обнаруживается ахроматическая характеристика.
При использовании ахроматических структур достигается преимущество, заключающееся в том, что в случае этих структур при определении углового диапазона эффект расширения пучка света не должен приниматься во внимание, поскольку падающий свет отклоняется оптической структурой вокруг направления зеркального отражения. Поэтому можно гарантировать, что составляющие света не будут отклоняться за пределы заданного углового диапазона и не станут видимыми на фотокопии.
Предпочтительные конфигурации изобретения изложены в приложенной формуле изобретения.
Ниже варианты осуществления изобретения показаны на чертежах и описаны более подробно с помощью чертежей.
Фиг. 1 представляет поперечный разрез защитного элемента.
Фиг. 2 представляет вид поперечного разреза копировального устройства.
Фиг. 3 представляет график функции отклика копировального устройства.
Фиг. 4 представляет вид защитного признака.
Фиг. 5 изображает вид макроструктуры.
Фиг. 6 представляет вид документа с оригинальным защитным элементом.
Фиг. 7 изображает вид копии документа.
На фиг. 1 показана структура слоистого композита 1, от которого отрезают защитные элементы 2. В слоистом композите 1 соответствующими позициями обозначены наружный покровный слой 3, формообразующий слой 4, в котором сформированы оптически эффективные структуры 5, 6, защитный слой 7, адгезивный слой 8 для присоединения защитного элемента 2 к документу 9 в качестве подложки, например, к облигации или ценной бумаге, к банкноте, платежному средству, удостоверению личности или в общем случае к документам всех видов.
Защитный слой 7 заполняет углубления оптически эффективных структур 5, 6. Поэтому граничный слой между формообразующим слоем 4 и защитным слоем 7 выполнен по форме рельефов оптически эффективных структур 5, 6. Для повышения отражения на граничном слое граничный слой выполняют в виде отражательного слоя 10. Отражательный слой 10 содержит тонкий слой сильно блестящего металла, такого как Al, Au, Cr, Te и т.д., при этом толщина слоя от 30 до 100 нм. В таблице 1 указанного выше патентного документа ЕР 0201323 В1 перечислены неорганические диэлектрики с высоким показателем преломления, которые пригодны в качестве отражательного слоя 10. Дополнительные привлекательные цветовые эффекты создаются в случае интерференционного слоя в качестве отражательного слоя 10 с большим количеством слоистых участков, состоящих из чередующихся металлических и диэлектрических слоев. Например, это может быть двойной слой металл-диэлектрик, в котором диэлектрик прилегает к формообразующему слою 4, а металл прилегает к защитному слою 7, тройной слой, в котором прозрачный диэлектрический слой, например, TiO2 от 100 до 150 нм, помещен между прозрачным металлическим слоем, например, из Al толщиной 5 нм и отражающим металлическим слоем, например, из Al толщиной 50 нм, при этом отражающий непрозрачный металлический слой прилегает к защитному слою 7.
Слоистый композит 1 образуют на длинном полотне (здесь не показанном) несущей фольги, при этом первым на несущую фольгу наносят покровный слой 3, а затем в заданной последовательности формообразующий слой 4, отражательный слой 10, защитный слой 7 и адгезивный слой 8. Если материал защитного слоя 7 является адгезивом, адгезивный слой 8 не является необходимым. Рельефы оптически эффективных структур 5, 6 формируют либо до, либо после нанесения отражательного слоя 10. Наконец, защитные элементы 2 отрезают от слоистого композита 1, наклеивают на подложку 9, а несущую фольгу удаляют. Поскольку по меньшей мере покровный слой 3 и формообразующий слой 4 выполнены прозрачными, оптические эффекты оптически эффективных структур 5, 6 видны наблюдателю через покровный слой 3 и формообразующий слой 4.
Оптически эффективные структуры 5, 6 подразделяют на первые структуры 5 и вторые структуры 6 или встраивают в другие макроструктуры, рассматриваемые ниже. Первые структуры 5 представляют собой, например, зеркальные структуры, такие, как гладкие зеркальные поверхности, расположенные параллельно поверхности слоистого композита 1, или дифракционные решетки, действующие как цветные зеркала, любого профиля и с пространственной частотой f более 2400 линий/мм, и специальные ахроматические структуры дифракционных решеток. Свет 11, падающий параллельно, отражается зеркальными первыми структурами 5 в соответствии с законами отражения, то есть угол α падения между направлением падающего света 11 и нормалью 12 к поверхности слоистого композита 1 равен углу β отражения, который заключен между нормалью 12 и направлением отраженных световых лучей 13 или зеркального отражения. Посредством дифракционных решеток с высокой пространственной частотой f>2400 линий/мм часть падающего света 11 в видимом спектре дифрагируется исключительно в нулевой порядок дифракции, то есть при угле β отражения. Вторые структуры 6 представляют собой ахроматические структуры, такие как симметричные и асимметричные структуры пилообразных дифракционных решеток с пространственной частотой, составляющей самое большее 300 линий/мм, слабо рассеивающие матовые структуры и, для примера, киноформы с соответствующим свойством.
Ахроматическая структура 6 пилообразной дифракционной решетки характеризуется ярко выраженным направлением 39, вектором дифракционной решетки, а в установившейся области включает в себя угол γ локального наклона структуры дифракционной решетки, составляющий самое большее ±7°, предпочтительно ±5° относительно поверхности слоистого композита 1. На фиг. 1 для примера показана асимметричная структура дифракционной решетки в качестве второй структуры 6 с ярко выраженным направлением 39, обращенным вправо.
Матовые структуры рассеивают падающий свет 11 в конусе рассеяния с углом расхождения, который определяется рассеивающей способностью матовой структуры и направлением отраженного света 22 в качестве оси конуса. Например, интенсивность рассеянного света является наибольшей на оси конуса и спадает с увеличением расстояния относительно оси конуса, при этом, что касается света, который отклоняется в направлении образующих конуса рассеяния, то он все же также может восприниматься наблюдателем. Поперечное сечение конуса, перпендикулярное к его оси, является вращательно симметричным в случае матовой структуры, которая в настоящей заявке называется «изотропной». В противоположность «изотропным» матовым структурам структурные элементы матовых структур, которые в настоящей заявке называются «анизотропными», имеют предпочтительное направление в плоскости защитного элемента 2. В случае «анизотропной» матовой структуры поперечное сечение является сплющенным, то есть эллиптически деформированным в предпочтительном направлении, при этом короткая большая ось эллипса параллельна предпочтительному направлению. В случае «анизотропной» матовой структуры предпочтительное направление и ярко выраженное направление 39, связанные с «анизотропной» матовой структурой, охватывают азимутальный угол 90°.
Слабо рассеивающие «изотропная» и «анизотропная» матовые структуры или киноформы отклоняют падающий свет 11 в пределах узкого конуса рассеяния с углом ε расхождения, составляющим максимум 14°, предпочтительно 10°, который заключен между образующей 14, 15 конуса рассеяния и направлением отраженных световых лучей 13. По техническим причинам высота профиля оптически эффективных структур 5, 6 в слоистом композите 1 ограничена значением Н вариации подъема, меньшим 10 мкм. Предпочтительные значения Н находятся в диапазоне от 0,05 до 2 мкм. Значение Н не является фиксированным значением в пределах защитного признака 30, поскольку значению Н, определяемому оптически эффективными структурами 5, 6 или макроструктурами, выгодно локально придавать различные значения из специфицированного диапазона, чтобы обойти технологические трудности, в частности в случае макроструктур.
На фиг. 2 показано в продольном разрезе цифровое копировальное устройство 16, предназначенное для цветного копирования или черно-белого копирования, вместе с его функциональными компонентами. Прозрачная стеклянная пластина 17 служит опорой для документа 9 и имеет предварительно заданный формат, например А4, А3 и т.д. Документ 9 помещают на стеклянную пластину 17 вместе с наклеенным защитным элементом 2 (фиг. 1), повернутым к стеклу, и освещают через стеклянную пластину 17 узкой полосой, которая проходит в поперечном направлении по стеклянной пластине 17 и документу 9 соответственно, при этом во время операции копирования полоса перемещается вдоль стеклянной пластины 17. Осветительное устройство 18 включает в себя каретку, которая может перемещаться под стеклянной пластиной 17 на направляющей 34 в направлении стрелок (не обозначенных позициями) вдоль стеклянной пластины 17, линейный источник света 19 и фокусирующие зеркала 20, 21. На фиг. 2 осветительное устройство 18 с кареткой, источник 19 света и фокусирующие зеркала 20, 21 простираются перпендикулярно плоскости чертежа по всей ширине стеклянной пластины. Белый свет, испускаемый источником 19 света, концентрируется фокусирующими зеркалами 20, 21 на документ 9 через стеклянную пластину 17 в виде узкой полосы, приблизительно симметрично относительно нормали 12 (фиг. 1). В зависимости от типа копировального устройства 16 свет, падающий на документ 9, имеет угол падения приблизительно от 40 до 50° и от -40 до -50°. Свет 22, который рассеивается обратно на защитном элементе 2 и на документе 9 по направлению нормали 12, проходит на детектор 26 с помощью трех плоских отклоняющих зеркал 23, 24, 25. Наклонные отклоняющие зеркала 23, 24, 25 и детектор 26 простираются параллельно источнику 19 света и фокусирующим зеркалам 20, 21 по всей длине полосы. На продольном интервале, на прямой линии детектор 26 имеет большое количество фотодетекторов 27 для приема света 22 обратного рассеяния. Числом фотодетекторов 27 на единицу длины определяется разрешающая способность копировального устройства 16. Посредством детектора 26 анализируется свет 22 обратного рассеяния и формируется электрическое изображение полосы, которая освещается на документе 9. Аналоговые копировальные машины имеют сопоставимое направляющее устройство для испускаемого света, используемое для освещения и приема света 22 обратного рассеяния.
На фиг. 3 изображена графически функция AF отклика копировального устройства 16 (фиг. 2) в произвольных единицах в зависимости от угла θ отражения света 22 обратного рассеяния (фиг. 2) и дифрагированного или рассеянного света относительно направления отраженных световых лучей 13 (фиг. 1). Область «А» в непосредственной близости к направлению зеркального отражения, то есть в направлении отраженных световых лучей 13, простирается от θ=0° до θ=15°. Этот угловой диапазон ε≈15° предварительно задается структурной схемой копировального устройства 16. В области «А» копировальное устройство 16 блокировано для исключения приема на детекторе 26 зеркальных отражений от стеклянной пластины 17 и документа 9. Область «В» включает в себя угол θ отражения от 15 до 75°. Копировальное устройство 16 работает в этой области «В», а свет 22 обратного рассеяния принимается на детекторе 26. Свет 22 обратного рассеяния из третьей области «С» при углах θ>75° отражения больше не обнаруживается копировальным устройством 16. Для примера, свет 22 обратного рассеяния от белой бумаги, сильно рассеивающей поверхности, центрирован около угла θ≈45° отражения. Любая плоская зеркальная или отражающая поверхность воспроизводится в копировальном устройстве черным цветом.
На фиг. 4 показан защитный элемент 2, помещенный на документ 9. Защитный элемент 2 имеет мозаичную поверхностную картину 28 из поверхностных элементов 29 с микроскопически тонкими дифракционными структурами, зеркальными поверхностями и матовыми структурами. При освещении дневным светом и при повороте или наклоне защитного элемента 2 поверхностные элементы 29 вспыхивают или мерцают, так что оптическое восприятие поверхностной картины 28 непрерывно изменяется.
Вместе с или вместо поверхностной картины 28 защитный элемент 2 включает в себя защитный признак 30. В одном варианте осуществления изобретения поверхность 31 защитного признака 30 подразделена на по меньшей мере соответствующие первую частичную поверхность 32 и вторую частичную поверхность 33. Первые частичные поверхности 32 имеют одну из первых структур 5 (фиг. 1), тогда как вторые частичные поверхности 33 заняты одной из вторых структур 6 (фиг. 1).
Вторая структура 6 представляет собой ахроматическую структуру из группы симметричных и асимметричных структур пилообразных дифракционных решеток с пространственной частотой, составляющей самое большее 300 линий/мм, слабо рассеивающих матовых структур и киноформов.
Первая структура 5 является структурой, которая расположена параллельно поверхности слоистого композита и выбрана из группы плоских гладких зеркальных поверхностей и дифракционных решеток с пространственной частотой f больше 2400 линий/мм, и ахроматических структур пилообразных дифракционных решеток, и «анизотропных» матовых структур, когда их ярко выраженное направление 39 (фиг. 1) и ярко выраженное направление 39, связанное со второй структурой 6, отличаются по меньшей мере на азимутальный угол 25°.
Преимущественно две частичные поверхности 32, 33 имеют общую границу, и при этом частичные поверхности непосредственно прилегают и/или одна частичная поверхность 32 или 33 находится в пределах другой частичной поверхности 33 или 32 соответственно. Согласно другому варианту осуществления изобретения несколько одних частичных поверхностей 32 или 33 размещают на другой частичной поверхности 33 или 32 соответственно, которая образует фон таким образом, что несколько одних частичных поверхностей 32 и 33 соответственно образуют визуально отчетливо видимый фрагмент информации, например, в виде текста и/или логотипа или графической информации. Поэтому защитный признак 30 также является крупным и имеет площадь поверхности по меньшей мере 0,5 см2, предпочтительно больше 1 см2, при этом наименьший размер составляет по меньшей мере 0,5 мм.
Защитный элемент 2 отрезают от слоистого композита 1 из пластичного материала и наносят на документ 9. Оптически эффективные структуры 5, 6 защитного признака 30 и, если они предусмотрены, дифракционные структуры, зеркальные поверхности и матовые структуры поверхностных элементов 29 поверхностной картины 28 сформированы в отражающем слое 10 (фиг. 1), который включен между формообразующим слоем 4 и защитным слоем 7. В соответствии с конфигурацией защитного элемента 2, отражательный слой 10 имеет макроструктуру в поверхности 31 защитного признака 30 и/или отражательный слой 10 подразделен на по меньшей мере первую и вторую частичные поверхности 32, 33. Первая частичная поверхность 32 занята одной из первых структур 5, которые расположены параллельно поверхности слоистого композита 1 и которые отклоняют падающий свет 11 в направлении зеркального отражения в виде отраженного света 13 (фиг. 1). Одна из вторых структур 6 сформирована на второй частичной поверхности 33 и отклоняет падающий свет 11 в пределах углового диапазона, задаваемого конусом рассеяния при угле ε расхождения (фиг. 1) вокруг направления зеркального отражения.
На фиг. 5 показана конфигурация защитного признака 30 с одной из макроструктур 35. Вместе с или вместо дискретной компоновки первой и второй частичных поверхностей 32 (фиг. 4) и 33 (фиг. 4) единственная поверхность 31, которая выполнена криволинейной на поверхностных участках, макроструктура 35, также введена в защитный признак 30. Отражательный слой 10 с макроструктурой 35, помещенный между формообразующим слоем 4 и защитным слоем 7, имеет криволинейные конфигурации 36 на заданных поверхностных участках. Профиль макроструктуры 35 является гладким в микроскопических областях или профиль совмещен с одной из матовых структур или с микроскопически мелкой дифракционной решеткой, при этом пространственная частота f дифракционной решетки составляет больше 2400 линий/мм. Профиль макроструктуры 35 является функцией M(x, y) координат x, y, которыми задается поверхность 31 защитного признака 30, при этом по меньшей мере в частичных областях макроструктуры 35 ΔM(x, y)≠0. Криволинейные конфигурации 36 логически вытекают из известных математических функций, определяемых функцией M(x, y), а граница или форма примерных графических символов или букв, или микроструктуры 35 является рельефным изображением, известным по монетам или камеям. Тангенциальная поверхность к макроструктуре 35 в любой точке не имеет угла γ локального наклона равного больше ±7° относительно поверхности слоистого композита 1 (фиг. 1). В одном варианте осуществления изобретения макроструктура 35 имеет отражательный слой 10, который выполнен в виде интерференционного слоя.
Чтобы получать с помощью макроструктуры 35 оптические эффекты, которые видны невооруженным глазом, соседние точки с экстремальными значениями, относящимися к высоте профиля макроструктуры, имеют разнесение по меньшей мере 0,3 мм. Поскольку в слоистом композите 1 значение Н вариации оптически эффективных структур 5 (фиг. 1), 6 (фиг. 1) по техническим причинам ограничивают величиной около 10 мкм, макроструктуру 35 формируют в формообразующем слое 4 с высотой профиля по модулю значения Н. Места 37 разрывов, которые наблюдаются в результате этого, не должны рассматриваться как экстремальные значения.
На фиг. 6 показан вид сверху оригинала документа 9. В этом варианте осуществления изобретения защитный признак 30 как элемент информации имеет буквы «OK», которые составлены из вторых частичных поверхностей 33 с ахроматическими вторыми структурами 6 (фиг. 1) и в качестве фона из первой частичной поверхности 32 с зеркальной первой структурой 5 (фиг. 1). Элемент информации, или вторые частичные поверхности 33, защитного признака 30 при освещении белым светом представляется наблюдателю при зеркальном отражении в сером цвете на светлом блестящем фоне первой частичной поверхности 32 с зеркальной первой поверхностью 5, поскольку ахроматические структуры 6 второй частичной поверхности 33 отклоняют падающий свет 11 (фиг. 1) мимо глаза наблюдателя.
Это должно быть понятно при обращении к фиг. 1. Для упрощения в данном случае не принимается во внимание эффект преломления на световых пучках на переходе воздух-слой композита 1. Свет 11, который падает под углом α падения, отклоняется зеркальной структурой 5 в первой частичной поверхности 32 в направлении отраженного света 13. В этом случае азимут указанных выше зеркальных поверхностей 5 не имеет значения. Если свет 11 падает на структуру дифракционной решетки ахроматической структуры 6 при наличии угла γ локального наклона, то угол α падения будет меньше благодаря углу γ локального наклона, поскольку нормаль 12 и нормаль к наклонной поверхности структуры дифракционной решетки включают в себя угол γ локального наклона. В случае асимметричной структуры дифракционной решетки угол локального наклона соответствует углу блеска. Структура дифракционной решетки отклоняет падающий свет 11 в направлении отраженного света 11, и в этом случае угол отражения относительно нормали к поверхности также меньше угла локального наклона, а по отношению к нормали 12 равен удвоенному значению угла γ. Поскольку угол γ наклона составляет самое большее ±7°, направление света, отклоненного структурой дифракционной решетки, отличается от направления отраженного света 13 самое большее на ±14°. Если наблюдатель произвольно поворачивает и наклоняет документ 9 вместе с защитным элементом 30 (фиг. 6) таким образом, что его направление наблюдения находится в той же самой плоскости, что и вектор дифракционной решетки структуры дифракционной решетки, относящейся к ахроматической второй структуре 6, вторые частичные поверхности 33 неожиданно становятся светлее по сравнению с фоном первой частичной поверхности 32, поскольку направление отраженного света 13 ориентировано мимо глаза наблюдателя. Если во второй частичной структуре 33 описанную выше «изотропную» матовую структуру используют в качестве ахроматической второй структуры 6, то рассеянный свет независимо от азимута распределяется в пределах конуса рассеяния, ограниченного образующими 14, 15. В направлении отраженного света 13 рассеянный свет от второй частичной поверхности 33 является менее интенсивным, чем отраженный свет 13 от первой частичной поверхности 32. В пределах конуса рассеяния, в зоне, интенсивность рассеянного света больше, чем интенсивность от зеркальной поверхности, то есть вторая частичная поверхность 33 более светлая, чем первая частичная поверхность 32. Интенсивность рассеянного света быстро спадает по направлению к поверхности конуса рассеяния, так что за пределами конуса рассеяния вторая частичная поверхность 33 опять более темная, чем первая частичная поверхность 32. Изменение интенсивности между частичными поверхностями 32, 33 защитного признака 30 является признаком подлинности.
В другой конфигурации защитный признак 30, выполненный в первой частичной поверхности 32 в качестве первой структуры 5, является ахроматической структурой пилообразной дифракционной решетки или «анизотропной» матовой структурой с первым ярко выраженным направлением 39, наряду с тем, что во второй частичной поверхности 32 сформированной в качестве второй структуры 6 является ахроматическая структура пилообразной дифракционной решетки или «анизотропная» матовая структура, при этом ее ярко выраженное направление 39 отличается от первого ярко выраженного направления 39 по меньшей мере в отношении азимута. Например, ахроматическая структура пилообразной дифракционной решетки первой структуры 5 является зеркальным изображением второй структуры 6.
Чтобы максимальная поверхностная яркость частичных поверхностей 32, 33 с ахроматическими структурами дифракционной решетки не наблюдалась только в узком угловом диапазоне азимута, ахроматические структуры дифракционных решеток размещают в пиксельных элементах. В каждом пиксельном элементе ахроматические структуры дифракционных решеток имеют многоугольные или круговые углубления с постоянной пространственной частотой f. Векторы дифракционных решеток этих структур дифракционных решеток направлены радиально наружу от центра пиксельного элемента. Информация, представляемая с помощью частичных поверхностей 32 и 33 соответственно, образована, например, квадратными пиксельными элементами с длиной стороны по меньшей мере 0,5 мм, при этом соответствующие векторы дифракционных решеток каждого пиксельного элемента ориентированы параллельно или в соответствии с предварительно заданной картиной. Когда защитный элемент 2 поворачивают, наличие предварительно заданной картины обуславливает перемещение максимальной поверхностной яркости по частичным поверхностям 32 и 33 соответственно.
Дополнительное преимущественное свойство защитного признака 30 получают путем использования различных ахроматических структур дифракционных решеток в большом числе из одних частичных поверхностей 32 и 33 соответственно, расположенных на фоне другой частичной поверхности 33 и 32 соответственно. В одном варианте осуществления изобретения векторы дифракционных решеток ориентированы параллельно ярко выраженному направлению 39 в трех частичных поверхностях 32 и 33 соответственно. Когда защитный элемент 2 наклоняют вокруг оси, параллельной ярко выраженному направлению 39, на частичных поверхностях 32 и 33 последовательно достигается максимальная поверхностная яркость. Например, три частичные поверхности 32 и 33 имеют ахроматические структуры дифракционных решеток с пространственной частотой f 160 линий/мм. Три структуры дифракционных решеток различаются углами блеска или значениями вариации 150, 250 и 400 нм. Если в противоположность этому ахроматические структуры дифракционных решеток имеют один и тот же профиль и различные ярко выраженные направления 39, то максимальная поверхностная яркость частичных поверхностей 32 и 33 последовательно достигается при повороте защитного элемента 2 вокруг нормали 12. В другом варианте осуществления как угол блеска, так и ярко выраженное направление 39 изменяются от одной частичной поверхности 32 и 33 соответственно к следующей.
Копия оригинала, представленного на фиг. 6, показана на фиг. 7. Поскольку копировальное устройство 16 (фиг. 2) блокировано в областях «А» (фиг. 3) и «С» (фиг. 3), то копировальным устройством 16 копируются только те поверхностные элементы 29 поверхностной картины 28 (фиг. 5), которые рассеивают или дифрагируют свет в область «В» (фиг. 3). Например, поверхностный элемент 29', который является прямоугольным на виде, показанном на фиг. 6, имеет дифракционную решетку, которая сама может дифрагировать свет в область «В», но вектор дифракционной решетки не ориентирован перпендикулярно к полосе света копировального устройства 16 в плоскости стеклянной пластины 17 (фиг. 2). Соответственно поверхностный элемент 29' не удовлетворяет условию копирования. Однако копировальное устройство 16 может воспроизводить прямоугольный поверхностный элемент 29' в тусклом смешанном цвете или в оттенках серого цвета, если интенсивность света 22 обратного рассеяния (фиг. 2) от прямоугольного поверхностного элемента 29' не слишком низкая. При повороте защитного элемента 2 в его плоскости поверхностный элемент 29 по-другому ориентируется на стеклянной пластине 17 (фиг. 2). Прямоугольный поверхностный элемент 29', вектор дифракционной решетки которого теперь ориентируется практически перпендикулярно к полосе света, теперь полностью дифрагирует падающий свет 11 (фиг. 1) в направлении света 22 обратного рассеяния; взамен уровни интенсивности других поверхностных элементов 29 становятся меньше или практически нулевыми, так что копия поверхностной картины 28 (фиг. 6) будет зависеть от ориентации на стеклянной пластине 17 (фиг. 2) копировального устройства 16.
В противоположность этому защитный признак 30 ведет себя по-другому, когда оптически эффективные структуры 5 (фиг. 1), 6 (фиг. 1) частичных поверхностей 32 (фиг. 6), 33 (фиг. 6) в каждом азимутальном направлении отклоняют падающий свет 11 в области «А» и «С». Поэтому копия поверхности 31 защитного признака 30 воспроизводится в одном черном цвете независимо от азимутальной ориентации документа 9 на стеклянной пластине 17 копировального устройства 16. Следовательно, защитный признак 30 содержит визуально видимый, но не фотокопируемый элемент информации. Преимущество этого защитного признака 30 заключается в независимости его от азимутальной ориентации относительно копировального устройства 16.
Согласно другому варианту осуществления изобретения поверхностные элементы 29 защитного элемента 2 простираются в пределах защитного признака 30, например, в виде узких линейных полосок 38. По меньшей мере один поверхностный элемент 29 выполнен в виде меандра, узора из пересекающихся линий, сетки и разделяет поверхность 31 на небольшие частичные поверхности 32, 33. Когда защитный элемент 2 находится в заданной ориентации, полоска 38 представляется человеку, смотрящему на оригинал, как очень яркая линия, при этом для полоски 38 уже достаточной является ширина линии по меньшей мере 0,05 мм; предпочтительно, чтобы ширина линии была от 0,1 до 0,3 мм. Защитный признак 30 посредством полоски 38 защищен от простой имитации с помощью бытовой алюминиевой фольги.
1. Защитный элемент (2), содержащий слоистый композит (1) для наклеивания на подложку (9), содержащий формообразующий слой (4), защитный слой (7) пластичного материала и отражательный слой (10), включенный между формообразующим слоем (4) и защитным слоем (7) слоистого композита (1), при этом оптически эффективные структуры (5; 6) защитного признака (30) сформированы в отражательном слое (10), отличающийся тем, что защитный признак (30) имеет по меньшей мере одну поверхность (31) с элементом оптической информации, на которой отражательный слой (10) выполнен в виде зеркальной макроструктуры (35) с плавным профилем, которая в частичных областях, образующих рельефное изображение информации, выполнена так искривленной, что соседние точки с экстремальными значениями относительно высоты профиля макроструктуры (35) разнесены на по меньшей мере 0,3 мм и что никакая точка макроструктуры (35) не имеет угла (±γ) локального наклона тангенциальной поверхности к макроструктуре (35), измеряемого относительно поверхности слоистого композита (1), больше 7°, так что поверхность (31) с макроструктурой (35) приспособлена для отклонения света (11), который падает параллельно под углом (α) относительно нормали (12) на поверхность слоистого композита (1) в пределах предварительно заданного углового диапазона (ε) 14° вокруг направления (13) зеркального отражения, которое включает в себя угол (β=α) отражения с нормалью (12), так что элемент оптической информации является визуально видимым, но не фотокопируемым.
2. Защитный элемент по п.1, отличающийся тем, что профиль макроструктуры (35) совмещен со структурой из группы матовых структур, киноформов и дифракционных решеток, действующих в качестве цветного зеркала с пространственной частотой (f) больше 2400 линий/мм.
3. Защитный элемент (2), содержащий слоистый композит (1) для наклеивания на подложку (9), содержащий формообразующий слой (4), защитный слой (7) пластичного материала и отражательный слой (10), который включен между формообразующим слоем (4) и защитным слоем (7) слоистого композита (1) и в котором сформированы оптически эффективные структуры (5; 6) защитного признака (30), при этом защитный признак (30) имеет по меньшей мере одну поверхность с элементом оптической информации, образованным по меньшей мере первой и второй частичной поверхностью (32; 33), отличающийся тем, что первые частичные поверхности (32) содержат одну из оптически эффективных первых структур (5), и вторые частичные поверхности (33) содержат одну из ахроматических, оптически эффективных вторых структур (6), тем, что первые структуры (6) представляют собой зеркальные структуры, тем, что ахроматические вторые структуры (6) имеют угол (±γ) локального наклона самое большее 7°, и тем, что оптически эффективные структуры (5; 6) приспособлены для отклонения света (11), который падает параллельно под углом (α) относительно нормали (12) на поверхность слоистого композита (1) в предварительно заданном угловом диапазоне (ε) 14° вокруг световых лучей, отраженных в направлении (13) зеркального отражения поверхностью слоистого композита (1), так что элемент оптической информации является визуально видимым, но не фотокопируемым.
4. Защитный элемент (2) по п.3, отличающийся тем, что первая структура (5) представляет собой гладкую плоскую зеркальную поверхность, расположенную параллельно поверхности слоистого композита (1).
5. Защитный элемент (2) по п.3, отличающийся тем, что первая структура (5) представляет собой дифракционную решетку, которая расположена параллельно поверхности слоистого композита (1) и которая имеет любой профиль, и имеет пространственную частоту (f), составляющую больше 2400 линий/мм, и действует как цветное зеркало.
6. Защитный элемент (2) по одному из пп.3-5, отличающийся тем, что ахроматическая вторая структура (6) представляет собой структуру пилообразной дифракционной решетки с периодом 6 мкм или больше и с ярко выраженным направлением (39), соответствующим вектору дифракционной решетки, и тем, что угол блеска второй структуры (6) является углом (γ) локального наклона.
7. Защитный элемент (2) по п.3, отличающийся тем, что первая структура (5) и ахроматическая вторая структура (6) представляют собой структуры пилообразных дифракционных решеток с периодом 6 мкм или больше, углы блеска которых включают в себя угол (γ) локального наклона, и тем, что первая и вторая структуры (5, 6) различаются азимутом их ярко выраженных направлений (39), соответствующих векторам дифракционных решеток.
8. Защитный элемент (2) по одному из пп.3-5, отличающийся тем, что вторые частичные поверхности (33) разделены в пиксельные элементы, так что в каждом пиксельном элементе ахроматическая структура дифракционной решетки с пилообразным профилем имеет многоугольные или круговые углубления, и тем, что структура пилообразной дифракционной решетки имеет пространственную частоту самое большее 300 линий/мм и угол (γ) локального наклона в качестве угла блеска.
9. Защитный элемент (2) по одному из пп.3-5, отличающийся тем, что ахроматическая вторая структура (6) представлена из группы слабо рассеивающих матовых структур и киноформов, и тем, что вторая структура (6) рассеивает падающий свет (11) в узком конусе рассеяния в пределах предварительно заданного углового диапазона (е).
10. Защитный элемент (2) по п.3, отличающийся тем, что большое количество вторых частичных поверхностей (33) с ахроматическими структурами (6) расположено на первой частичной поверхности (32) с одной из зеркальных первых структур (5), и тем, что ахроматические структуры (6) различаются углами (γ) локального наклона и/или ярко выраженными направлениями (39), соответствующими вектору дифракционной решетки.
11. Защитный элемент (2) по одному из п.1 или 3, отличающийся тем, что отражательный слой (10) представляет собой многослойный интерференционный слой, содержащий диэлектрический и металлический слои, при этом слой, который является прозрачным для света (11), находится около формообразующего слоя (4), а непрозрачный металлический слой находится около защитного слоя (7).
12. Защитный элемент (2) по одному из п.1 или 3, отличающийся тем, что отражательный слой (10) содержит, по меньшей мере, диэлектрический прозрачный слой, содержащий TiO2 и имеющий толщину от 100 до 150 нм.
13. Защитный элемент (2) по одному из п.1 или 3, отличающийся тем, что отражательный слой (10) содержит, по меньшей мере, прозрачный металлический слой между формообразующим слоем (4) и прозрачным диэлектрическим слоем.
14. Защитный элемент (2) по одному из п.1 или 3, отличающийся тем, что отражательный слой (10) представляет собой слой металла из группы из алюминия, золота, хрома и теллура.
15. Защитный элемент (2) по одному из п.1 или 3, отличающийся тем, что высота имеющего определенную форму профиля оптически эффективных структур (5; 6; 35) выполнена уменьшенной с помощью функции по модулю значения (Н) вариации, а значение (Н) вариации является значением в пределах от 0,05 до 10 мкм.
16. Защитный элемент (2) по одному из п.1 или 3, отличающийся тем, что защитный признак (30) окружен мозаичной компоновкой поверхностных защитный элементов (29) с различными структурами, имеющими оптический дифракционный эффект, и тем, что мозаичная компоновка образует оптически изменяющуюся поверхностную картину (28).
17. Защитный элемент (2) по одному из п.1 или 3, отличающийся тем, что по меньшей мере, один имеющий линейную форму поверхностный элемент (29) с различными структурами, проявляющими оптико-дифракционные эффекты, простирается в виде полоски (38) на протяжении защитного признака (30).
