Защитный элемент, ценный документ с таким защитным элементом, а также способ изготовления защитного элемента

Изобретение относится к защитному элементу для защищенной от подделки бумаги, ценного документа или тому подобного, ценному документу с таким защитным элементом, а также способу изготовления такого защитного элемента. Защитный элемент содержит носитель с участком поверхности, разделенным на множество пикселей, каждый из которых содержит по меньшей мере один производящий оптический эффект фасет. При этом большая часть пикселей имеет по несколько производящих оптический эффект фасетов с одинаковой ориентацией на пиксель, и фасеты ориентированы так, что указанный участок поверхности воспринимается наблюдателем как поверхность, выдающаяся вперед и/или отступающая назад относительно фактической пространственной формы участка поверхности. 5 н. и 16 з.п. ф-лы, 35 ил.

 

Настоящее изобретение относится к защитному элементу для защищенной от подделки бумаги, ценного документа или тому подобного, ценному документу с таким защитным элементом, а также способу изготовления такого защитного элемента.

Подлежащие защите объекты зачастую снабжаются защитным элементом, который позволяет производить проверку подлинности объекта и в то же время служит в качестве защиты от несанкционированного копирования.

К подлежащим защите объектами относятся, например, защищенная от подделки бумага, удостоверения и ценные документы (такие как, например, банкноты, чип-карты, пропуска, идентификационные карты, удостоверяющие личность карты, акции, основанные на инвестированном капитале ценные бумаги, грамоты, банковские чеки, чеки, входные билеты, кредитные карты, медицинские карты и т.п.), а также элементы защиты от подделки продукции, такие как этикетки, печати, упаковки и т.п.

Широко распространенной именно в области защитных элементов техникой, которая практически плоской пленке придает трехмерный вид, являются различные формы голографии. Однако для применения защитного признака, прежде всего на банкнотах, эти способы имеют некоторые недостатки. Во-первых, качество объемного изображения голограммы существенно зависит от условий освещения. Прежде всего, при рассеянном освещении изображения голограмм часто являются едва различимыми. Кроме того, голограммы имеют тот недостаток, что они в настоящий момент присутствуют в повседневной практике во многих местах, и поэтому их особое положение в качестве защитного признака исчезает.

Исходя из этого в основе изобретения лежит задача преодолеть недостатки уровня техники и, прежде всего, создать защитный элемент для защищенной от подделки бумаги, ценного документа или тому подобного, в котором при внешне плоской форме защитного элемента достигается хороший объемный вид.

Согласно изобретению задача решена посредством защитного элемента для защищенной от подделки бумаги, ценного документа или подобных изделий, содержащего носитель с участком поверхности, разделенным на множество пикселей, каждый из которых содержит по меньшей мере один производящий оптический эффект фасет, при этом большая часть пикселей имеет по несколько производящих оптический эффект фасетов с одинаковой ориентацией на пиксель, и фасеты ориентированы так, что указанный участок поверхности воспринимается наблюдателем как поверхность, выдающаяся вперед и/или отступающая назад относительно фактической пространственной формы участка поверхности.

Таким образом может быть изготовлен внешне плоский защитный элемент, в котором, например, максимальная высота фасетов составляет не более чем 10 мкм, который, тем не менее, производит очень хорошее объемное впечатление при рассмотрении. Поэтому является возможным посредством (макроскопически) плоского участка поверхности воспроизводить выглядящую для наблюдателя сильно выпуклой поверхность. В принципе, таким образом получаются объемные образования воспринимаемой поверхности любой формы. Так могут быть воспроизведены портреты, предметы, мотивы или прочие выглядящие объемно объекты. При этом объемное впечатление всегда соотносится с фактической пространственной формой участка поверхности. Так участок поверхности может иметь плоскую или даже изогнутую форму. Но всегда достигается соотнесенный с этой основной формой поверхности объемный вид, так что тогда для наблюдателя участок поверхности не выглядит плоским или таким же образом изогнутым, как сам участок поверхности.

Под участком поверхности, воспринимаемым как выдающаяся вперед и/или отступающая назад поверхность, здесь подразумевается, прежде всего, что участок поверхности является воспринимаемым как непрерывно выпуклая поверхность. Так участок поверхности может восприниматься, например, как поверхность с кажущейся выпуклостью, которая отличается от изогнутости или фактической пространственной формы участка поверхности. С помощью защитного элемента согласно изобретению соответственно может быть имитирована, например, выпуклая поверхность посредством воспроизведения соответствующего характера отражения.

Участок поверхности является, прежде всего, сплошным участком поверхности. Однако участок поверхности также может иметь разрывы или даже несопряженные участки. Таким образом, участок поверхности может быть инкорпорирован с другими защитными признаками. В случае с другими защитными признаками речь может идти, например, о голограмме истинного цвета, так что наблюдатель может воспринимать голограмму истинного цвета и выдающуюся вперед и/или назад поверхность, которые создаются участком поверхности согласно изобретению, вместе.

Ориентация фасетов выбрана, прежде всего, так, что участок поверхности воспринимается наблюдателем как неплоская поверхность.

Большая часть пикселей, которые соответственно имеют несколько производящих оптический эффект фасетов с одинаковой ориентацией на пиксель, может составлять 51% числа пикселей. Но также является возможным, что указанная большая часть пикселей составляет более 60%, 70%, 80% или, прежде всего, более 90% числа пикселей.

Кроме того, также является возможным, что все пиксели участка поверхности соответственно имеют несколько производящих оптический эффект фасетов с одинаковой ориентацией.

Производящие оптический эффект фасеты могут быть выполнены в виде отражательных и/или пропускающих свет (проницаемых) фасетов.

Фасеты могут быть образованы в поверхности носителя. Кроме того, является возможным, что фасеты образованы как в верхней, так и в нижней стороне носителя и противолежат друг другу. В этом случае фасеты предпочтительно выполнены в виде пропускающих свет (проницаемых) фасетов с преломляющим эффектом, при этом, конечно, сам носитель также является прозрачным или, по меньшей мере, просвечивающим. Тогда размеры и ориентации фасетов выбраны, прежде всего, так, что для наблюдателя поверхность является воспринимаемой так, что она относительно фактической пространственной формы верхней и/или нижней стороны носителя выдается вперед и/или отступает назад.

Носитель может быть выполнен в виде соединения слоев. В этом случае фасеты могут быть расположены на граничной поверхности внутри соединения слоев. Так фасеты могут быть, например, вытиснены на находящемся на пленке-носителе лаке для тиснения, затем металлизированы и внедрены в еще один слой лака (например, защитного лака или клеящего лака).

Прежде всего, в защитном элементе согласно изобретению фасеты могут быть выполнены в виде внедренных фасетов.

Прежде всего, производящие оптический эффект фасеты выполнены так, что пиксели не имеют оптически дифракционного эффекта.

Размеры производящих оптический эффект фасетов могут составлять от 1 до 300 мкм, предпочтительно от 3 до 100 мкм и особо предпочтительно от 5 до 30 мкм. Прежде всего предпочтительно имеется по существу геометрически оптическое отражательное поведение или по существу геометрически оптический преломляющий эффект.

Размеры пикселей выбраны так, что площадь пикселей по меньшей мере на один порядок и предпочтительно по меньшей мере на два порядка меньше, чем площадь участка поверхности. Под площадью участка поверхности, а также площадью пикселей здесь подразумевается, прежде всего, соответственно площадь при проекции в направлении макроскопической нормали участка поверхности на плоскость.

Прежде всего, размеры пикселей могут быть выбраны так, что размеры пикселей, по меньшей мере в одном направлении по меньшей мере на один порядок, а предпочтительно по меньшей мере на два порядка меньше, чем размеры площади участка поверхности.

Максимальная протяженность пикселя составляет предпочтительно от 5 мкм до 5 мм, предпочтительно от 10 до 300 мкм, особо предпочтительно от 20 до 100 мкм. Форма пикселя и/или размер пикселя может, но не обязательно должна (должен), варьироваться в пределах защитного элемента.

Период решетки фасетов на пиксель (фасеты могут образовывать периодическую или апериодическую решетку, например пилообразную решетку) составляет предпочтительно от 1 мкм до 300 мкм или от 3 мкм до 300 мкм, предпочтительно от 3 мкм до 100 мкм или от 5 мкм до 100 мкм, особо предпочтительно от 5 мкм до 30 мкм или от 10 мкм до 30 мкм. Период решетки выбирается, прежде всего, так, что на пиксель содержится по меньшей мере два фасета одинаковой ориентации и что дифракционные эффекты больше практически не играют роли для падающего света (например, из диапазона длин волн от 380 нм до 750 нм). Поскольку не возникает никаких или же никаких практически релевантных дифракционных эффектов, фасеты могут быть названы ахроматическими фасетами, или же пиксели могут быть названы ахроматическими пикселями, которые вызывают направленно ахроматическое отражение. Таким образом, защитный элемент относительно имеющейся благодаря фасетам пикселей структуры решетки имеет ахроматическую отражательную способность.

Предпочтительно фасеты выполнены в виде по существу плоских элементов поверхности. При этом выбранная формулировка, по которой фасеты выполнены в виде по существу плоских элементов поверхности, учитывает тот факт, что на практике технологически обусловлено, как правило, никогда не получаются совершенно плоские элементы поверхности.

Ориентация фасетов определяется, прежде всего, их наклоном и/или их азимутальным углом. Конечно, ориентация фасетов также может быть определена и другими параметрами. При этом речь идет, прежде всего, о двух ортогональных относительно друг друга параметрах, таких как, например, два компонента вектора нормали соответствующего фасета.

Фасеты могут быть снабжены, по меньшей мере на отдельных участках, отражающим или усиливающим отражение покрытием (прежде всего, металлическое или покрытие с высоким показателем преломления). Отражающее или усиливающее отражение покрытие может быть металлическим покрытием, которое, например, нанесено осаждением пара. В качестве материала покрытия может быть применен, прежде всего, алюминий, золото, серебро, медь, палладий, хром, никель и/или вольфрам, а также их сплавы. В качестве альтернативы, отражающее или усиливающее отражение покрытие может быть образовано покрытием материалом с высоким показателем преломления.

Отражающее или усиливающее отражение покрытие может быть выполнено, прежде всего, в виде частично проницаемого покрытия.

В еще одном варианте фасеты могут быть снабжены, по меньшей мере на отдельных участках, изменяющим цвет при наклоне покрытием. Изменяющее цвет при наклоне покрытие может быть выполнено, прежде всего, в виде тонкослойной системы или же тонкопленочного интерференционного покрытия. При этом может быть реализована, например, последовательность слоев: металлический слой - диэлектрический слой - металлический слой или последовательность слоев из трех диэлектрических слоев, при этом показатель преломления среднего слоя меньше, чем показатель преломления обоих других слоев. В качестве диэлектрического материала может быть применен, например, ZnS, SiO₂, TiO₂, MgF₂.

Изменяющее цвет при наклоне покрытие также может быть выполнено в виде интерференционного фильтра, тонкого полупрозрачного металлического слоя с селективным пропусканием посредством плазменных резонансных эффектов, наночастиц и т.д. Изменяющий цвет при наклоне слой также может быть реализован, прежде всего, в виде жидкокристаллического слоя, дифракционной рельефной структуры или субдлиноволновой решетки. Также является возможной тонкопленочная система со структурой рефлектор, диэлектрик, абсорбер (в этой последовательности выполненной на фасетах).

Тонкопленочная система плюс фасет может быть выполнена не только, как уже описано, в виде фасет/рефлектор/диэлектрик/абсорбер, но и в виде фасет/абсорбер/диэлектрик/рефлектор. Последовательность зависит, прежде всего, от того, с какой стороны должен рассматриваться защитный элемент. Кроме того, также являются возможными и видимые с обеих сторон эффекты изменения цвета при наклоне, если тонкопленочная система плюс фасет выполнена, например, в виде абсорбер/диэлектрик/абсорбер/фасет или абсорбер/диэлектрик/рефлектор/диэлектрик/абсорбер/фасет.

Изменяющее цвет при наклоне покрытие может быть выполнено не только в виде тонкопленочной системы, но и в виде жидкокристаллического слоя (прежде всего, из холестеринового жидкокристаллического материала).

Если должен быть воспроизведен диффузно рассеивающий объект, может быть предусмотрено рассеивающее покрытие или обработка поверхности фасетов. Такое покрытие или такая обработка может рассеивать по закону косинуса Ламберта, или может иметься рассеивающее отражение с отклоняющимся от закона косинуса Ламберта распределением направления. Прежде всего, здесь интересно рассеивание с ярко выраженным предпочтительным направлением.

При изготовлении фасетов с помощью процесса тиснения поверхность тиснения инструмента для тиснения, с помощью которого форма фасетов может быть вытиснена в носителе или же в слое носителя, может быть дополнительно снабжена микроструктурой для того, чтобы производить определенные эффекты. Например, поверхность тиснения инструмента для тиснения может быть снабжена шероховатой поверхностью, так что в конечном продукте возникают фасеты с рассеивающим отражением.

В защитном элементе согласно изобретению может быть предусмотрено предпочтительно по меньшей мере два фасета на пиксель. Может быть также три, четыре, пять или больше фасетов.

В защитном элементе согласно изобретению число фасетов на пиксель может быть выбрано, прежде всего, так, что не превышается максимальная заданная высота фасета. Максимальная высота фасета может составлять, например, 20 мкм или же 10 мкм.

Кроме того, в защитном элементе согласно изобретению период решетки фасетов для всех пикселей может быть одинаковым. Однако, также является возможным, что отдельные или многие из пикселей имеют различные периоды решетки. Кроме того, также является возможным, что период решетки в пределах одного пикселя изменяется, и тем самым не является постоянным. Кроме того, в период решетки может быть еще запечатлена фазовая информация, которая служит для кодирования дополнительной информации. Прежде всего, может быть создана верификационная маска со структурами решетки, которые имеют такие же периоды и азимутальные углы, как и фасеты в защитном элементе согласно изобретению. В частичной области верификационной маски решетки могут иметь такие же фазовые параметры, как и подлежащий верификации защитный элемент, а другие участки определенную разность фаз. Если верификационная маска укладывается на защитный элемент, то различные области в связи с эффектом Муаре будут выглядеть светлее или темнее. Прежде всего, верификационная маска может быть предусмотрена на том же подлежащем защите объекте, что и защитный элемент согласно изобретению.

В защитном элементе согласно изобретению участок поверхности может быть выполнен так, что для наблюдателя он является воспринимаемым в виде воображаемой поверхности. Под этим здесь подразумевается, прежде всего, то, что защитный элемент согласно изобретению проявляет характеристики отражения, которые не могут быть получены с реальной макроскопически выпуклой поверхностью. Прежде всего, воображаемая поверхность может восприниматься как поворачивающее изображение зеркало, которое поворачивает видимое зеркальное отражение, например, на 90°.

Такая воображаемая поверхность и, прежде всего, такое поворачивающее изображение зеркала является для наблюдателя очень легко воспринимаемым и верифицируемым.

В принципе, любая реальная выпуклая отражающая или же пропускающая поверхность посредством участка поверхности защитного элемента согласно изобретению может быть изменена в воображаемую поверхность. Это может быть реализовано, например, за счет того, что изменяются азимутальные углы всех фасетов, например поворачиваются на определенный угол. Тем самым получаются интересные эффекты. Если, например, все азимутальные углы поворачивают на 45° вправо, то участок поверхности для наблюдателя, если он освещается прямо сверху, является выпуклой поверхностью, которая, кажется, освещается справа сверху. Если все азимутальные углы поворачивают на 90°, то световые рефлексы при опрокидывании движутся в направлении, которое перпендикулярно направлению, которое ожидал бы наблюдатель. Это неестественное отражательное поведение делает наблюдателю уже более невозможным решить, имеется ли воспринимаемая поверхность выпуклой вперед или назад (относительно участка поверхности).

Кроме того, посредством апериодической решетки или введения случайных фазовых параметров могут целенаправленно подавляться дифракционные эффекты.

Также является возможным «зашумливать» ориентации фасетов (то есть, незначительно изменять по сравнению с оптимальной формой для воспроизводимой поверхности), чтобы воспроизводить, например, выглядящие матовыми поверхности. При этом участок поверхности кажется не только выдающимся вперед и/или назад относительно его фактической пространственной формы, но ему также может быть придана точная по регистру позиционированная текстура.

Кроме того, носитель рядом с указанным участком поверхности может иметь еще один участок поверхности, который предпочтительно инкорпорирован в указанный участок поверхности и, прежде всего, выполнен как еще один защитный элемент. Такой вариант может быть обозначен, например, как инкорпорация или в виде многоканального изображения. Дополнительный участок поверхности, так же, как и первый участок поверхности, может быть разделен на множество пикселей, которые соответственно содержат по меньшей мере один производящий оптический эффект фасет, при этом предпочтительно большая часть пикселей имеют соответственно несколько из производящих оптический эффект фасетов с одинаковой ориентацией на пиксель, и фасеты ориентированы так, что для наблюдателя дополнительный участок поверхности является воспринимаемым как относительно своей фактической пространственной формы выпуклая или же выдающаяся вперед и/или назад поверхность. За счет этого могут быть реализованы, например, два разных объемных изображения.

Посредством инкорпорации один участок поверхности может быть, например, перекрыт дополнительной точной по регистру информацией по градации цвета или серой шкалы (комбинация, например, с голограммой истинного цвета или полутоновым изображением, например, на основе субдлиноволновых решеток).

Кроме того, в расположении фасетов может быть спрятана или же заложена фазовая информация в качестве дополнительного защитного признака.

В защитном элементе согласно изобретению по меньшей мере один фасет на своей поверхности может иметь рассеивающую свет микроструктуру. Естественно, и несколько или же все фасеты могут иметь такую рассеивающую свет микроструктуру на поверхности фасетов.

Например, рассеивающая свет микроструктура может быть выполнена в виде покрытия. Прежде всего, является возможным внедрять фасеты и в качестве материала для внедрения использовать такой, с помощью которого может быть реализована желаемая рассеивающая свет микроструктура.

При таком варианте выполнения с помощью защитного элемента согласно изобретению могут быть воспроизведены рассеивающие объекты, например мраморная фигура, гипсовая модель и т.д.

Естественно, фасеты могут быть внедрены и в цветной материал, чтобы дополнительно реализовать еще один цветовой эффект или же воспроизвести цветной объект.

В защитном элементе согласно изобретению ориентации нескольких фасетов относительно ориентаций для создания выдающейся вперед и/или назад поверхности могут быть изменены так, что выдающаяся вперед и/или назад поверхность, хотя еще и является воспринимаемой, но с выглядящей матовой поверхностью. Таким образом, выдающаяся вперед и/или назад поверхность может быть представлена и с матовым видом поверхности.

Объектом изобретения является также способ изготовления защитного элемента для защищенных от подделки бумаг, ценных документов или подобных изделий, характеризующийся тем, что участок поверхности носителя модулируют по высоте, разделяя этот участок поверхности на множество пикселей, каждый из которых имеет по меньшей мере один производящий оптический эффект фасет, при этом большая часть пикселей имеет по несколько производящих оптический эффект фасетов с одинаковой ориентацией на пиксель, и фасеты ориентированы так, что указанный участок поверхности воспринимается наблюдателем изготовленного защитного элемента как поверхность, выдающаяся вперед и/или отступающая назад относительно фактической пространственной формы участка поверхности.

Прежде всего, способ изготовления согласно изобретению может быть усовершенствован так, что могут изготавливаться защитный элемент согласно изобретению, а также усовершенствования защитного элемента согласно изобретению.

Кроме того, способ изготовления может содержать стадию расчета пикселей, исходя из подлежащей воспроизведению поверхности. На этой стадии расчета для всех пикселей рассчитываются фасеты (их размеры, а также их ориентации). Затем, на основе этих данных может быть проведена модуляция по высоте участка поверхности.

Кроме того, в способе изготовления согласно изобретению может быть предусмотрена стадия нанесения покрытия на фасеты. Фасеты могут быть снабжены отражающим или усиливающим отражение покрытием. Отражающее или усиливающее отражение покрытие может быть полностью зеркальным покрытием или же частично прозрачным зеркальным покрытием.

Для создания модулированной по высоте поверхности носителя могут быть применены известные способы микроструктурирования, например тиснение. Так, например, с помощью известных из производства полупроводников способов (фотолитография, электронно-лучевая литография, лазерная литография и т.п.) подходящие структуры в резистных материалах могут быть засвечены, возможно, улучшены, отформованы и применены для изготовления инструментов для тиснения. Могут быть применены известные способы тиснения в термопластичных пленках или покрытые отверждаемыми облучением лаками пленки. Носитель может иметь несколько слоев, которые наносятся последовательно и, при необходимости, структурируются, и/или может состоять из нескольких частей.

Защитный элемент может быть выполнен, прежде всего, в виде защитной нити, разрывной нити, защитной ленты, защитной полосы, наклейки или в виде этикетки для нанесения на защищенную от подделки бумагу, ценного документа или тому подобного. Прежде всего, защитный элемент может покрывать прозрачные или, по меньшей мере, просвечивающие области или выемки.

Под понятием «защищенная от подделки бумага» здесь подразумевается, прежде всего, еще не пригодная к обращению предварительная стадия для ценного документа, которая, наряду с защитным элементом согласно изобретению, может также иметь и другие признаки подлинности (такие как, например, предусмотренные в объеме люминесцентные вещества). Под ценными документами здесь подразумеваются, с одной стороны, изготовленные из защищенной от подделки бумаги документы. С другой стороны, ценные документы могут быть и прочими документами и предметами, которые могут быть снабжены защитным элементом согласно изобретению с тем, чтобы ценные документы имели не копируемые признаки подлинности, за счет чего является возможной проверка подлинности, и в то же время предотвращается нежелательное копирование.

Кроме того, предлагается инструмент для тиснения с поверхностью тиснения, с помощью которой форма фасетов защитного элемента согласно изобретению (включая его усовершенствования) может быть вытиснена в носителе или же слое носителя.

Предпочтительно поверхность тиснения имеет инвертированную форму подлежащего тиснению контура поверхности, при этом эта инвертированная форма, как преимущество, изготовлена посредством образования соответствующих углублений.

Кроме того, защитный элемент согласно изобретению может использоваться как матрица для экспонирования объемных голограмм или в чисто декоративных целях.

Для экспонирования объемной голограммы светочувствительный слой, в котором должна быть образована объемная голограмма, может быть, непосредственно или с промежуточным включением прозрачной оптической среды, приведен в контакт с передней стороной матрицы и, тем самым, с передней стороной защитного элемента.

Затем светочувствительный слой и матрица засвечиваются когерентным лучом света, в результате чего объемная голограмма вписывается в светочувствительный слой. Образ действий может быть таким же или сходным с описанным в DE 10 1006 016139 А1 образом действий для получения объемной голограммы. Принципиальный образ действий описан, например, в разделах № 70 - 79 на страницах 7 и 8 указанного документа в связи с фигурами 1А, 1Б, 2А и 2Б. Таким образом, все содержание DE 10 1006 016 139 А1 относительно изготовления объемных голограмм включается в настоящую заявку.

Подразумевается, что указанные выше и далее еще подлежащие пояснению признаки являются применимыми не только в указанных сочетаниях, но и в других сочетаниях или в отдельности, не выходя за рамки настоящего изобретения.

Далее изобретение поясняется еще более детально в качестве примера на прилагаемых чертежах, которые также раскрывают существенные для изобретения признаки. Для лучшей наглядности на фигурах авторы отказались от точного по масштабу и пропорциям изображения. Показано на:

Фиг.1: вид сверху банкноты с защитным элементом 1 согласно изобретению,

Фиг.2: увеличенный вид сверху части поверхности 3 защитного элемента 1,

Фиг.3: вид в поперечном разрезе вдоль линии 6 на фиг.2,

Фиг.4: схематическое изображение в перспективе пикселя 4₇ согласно фиг.2,

Фиг.5: вид в разрезе еще одной формы осуществления некоторых фасетов защитного элемента 1,

Фиг.6: вид в разрезе еще одной формы осуществления некоторых фасетов защитного элемента 1,

Фиг.7: вид в разрезе для пояснения расчета фасетов,

Фиг.8: вид сверху для пояснения квадратного растра для расчета пикселей,

Фиг.9: вид сверху для пояснения 60°- растра для расчета пикселей,

Фиг.10: вид сверху на три пикселя 4 поверхности 3,

Фиг.11: вид в поперечном разрезе изображения согласно фиг.10,

Фиг.12: вид сверху на три пикселя 4 поверхности 3,

Фиг.13: вид в поперечном разрезе вида сверху согласно фиг.12,

Фиг.14: вид сверху на три пикселя 4 поверхности 3,

Фиг.15: вид в разрезе вида сверху согласно фиг.14,

Фиг.16: вид сверху для пояснения расчета пикселей согласно еще одной форме осуществления,

Фиг.17 вид в разрезе расположения фасетов пикселей на цилиндрической основной поверхности,

Фиг.18: вид в разрезе для пояснения изготовления пикселей для применения согласно фиг.17,

Фиг.19-21: изображения для пояснения углов отражательных и проницаемых фасетов,

Фиг.22: вид в разрезе подлежащей воспроизведению отражательной поверхности,

Фиг.23: вид в разрезе воспроизводящей поверхность согласно фиг.22 линзы 22,

Фиг.24: вид в разрезе проницаемых фасетов для имитации линзы согласно фиг.23,

Фиг.25: вид в разрезе подлежащей воспроизведению отражательной поверхности,

Фиг.26: вид в разрезе воспроизводящей поверхность согласно фиг.25 линзы 22,

Фиг.27: вид в разрезе соответствующих проницаемых фасетов для имитации линзы согласно фиг.24,

Фиг.28: вид в разрезе формы осуществления, в которой на обеих сторонах носителя 8 образованы проницаемые фасеты,

Фиг.29: вид в разрезе согласно еще одной форме осуществления, в которой на обеих сторонах носителя 8 образованы проницаемые фасеты,

Фиг.30: изображение для пояснения углов в форме осуществления, в которой на обеих сторонах носителя 8 образованы проницаемые фасеты,

Фиг.31: схематический вид в разрезе инструмента для тиснения для изготовления защитного элемента согласно изобретению согласно фиг.5,

Фиг.32А-32В: изображения для пояснения внедренных фасетов, при этом фасеты выполнены в виде отражательных фасетов,

Фиг.33а+33Б: изображения для пояснения внедренных фасетов, при этом фасеты выполнены в виде проницаемых фасетов,

Фиг.34: изображение для пояснения внедренных рассеивающих фасетов,

и

Фиг.35: изображение для пояснения внедренных матово-блестящих фасетов.

В показанной на фиг.1 форме осуществления защитный элемент 1 согласно изобретению интегрирован в банкноту 2 так, что защитный элемент 1 является видимым с показанной на фиг.1 передней стороны банкноты 2.

Защитный элемент 1 выполнен в виде отражательного защитного элемента 1 с прямоугольным внешним контуром, при этом ограниченная прямоугольным внешним контуром поверхность 3 разделена на множество отражательных пикселей 4, из которых небольшая часть изображена на фиг.2 увеличено как вид сверху.

В данном случае пиксели являются квадратными и имеют длину кромок в пределах от 10 до нескольких 100 мкм, предпочтительно длина кромок не больше, чем 300 мкм. Прежде всего, она может быть в пределах от 20 и 100 мкм.

Длина кромок пикселей 4 выбрана, прежде всего, так, что площадь каждого пикселя, по меньшей мере, на порядок величины, предпочтительно на два порядка величины меньше, чем поверхность 3.

Большая часть пикселей 4 имеют соответственно несколько отражательных фасетов 5 одинаковой ориентации, при этом фасеты 5 являются производящими оптический эффект поверхностями отражательной пилообразной решетки.

На фиг.3 изображен вид в разрезе вдоль линии 6 для шести соседних пикселей 4₁, 4₂, 4₃, 4₄, 4₅ и 4₆, при этом изображение на фиг.3, так же как и на других фигурах, частично для лучшей наглядности не является точным по масштабу. Кроме того, для упрощения изображения на фиг.1 - 3, а также на фиг.4 отражающее покрытие на фасетах 5 не отмечено.

Пилообразная решетка пикселей 4 здесь образована в поверхности 7 носителя 8, при этом структурированная таким образом поверхность 7 предпочтительно покрыта отражающим покрытием (на фиг.3 не показано). В случае с носителем речь может идти, например, о твердеющем под облучением синтетическом материале (УФ-смола), который нанесен на непоказанной пленке-носителе (например, полиэтилентерефталатовой пленке).

Как видно на фиг.3, пиксели 4₁ 4₂, 4₃, 4₄, 4₅ и 4₆ имеют по три фасета, ориентация которых на пиксель 4₁, 4₂, 4₃, 4₄, 4₅ и 4₆ является соответственно одинаковой. Пилообразные решетки, а тем самым и фасеты 5 этих пикселей здесь, кроме их разного наклона σ₁ σ₄, являются одинаковыми (для упрощения изображения отмечены только углы σ₁ и σ₄ наклона соответственно одного фасета 5 пикселей 4₁ и 4₄). Пиксель 4₃ здесь имеет только один единственный фасет 5.

При рассмотрении в виде сверху (фиг.2) фасеты 5 пикселей 4₁ - 4₆ являются полосовидными зеркальными поверхностями, которые ориентированы параллельно друг другу. При этом ориентация фасетов 5 выбрана так, что для наблюдателя поверхность 3 является воспринимаемой в виде выдающейся вперед и/или назад относительно своей фактической (макроскопической) пространственной формы, которая здесь является формой плоской поверхности, поверхности. Здесь наблюдатель воспринимает изображенную на фиг.3 в разрезе поверхность 9, когда он смотрит на фасеты 5. Это достигается выбором ориентации фасетов 5, которые отражают падающий свет L1 так, как будто он падает на поверхность согласно обозначенной линией 9 на фиг.3 пространственной форме, как это схематически изображено посредством падающего света L2. Произведенное фасетами 5 пикселя 4 отражение соответствует среднему отражению преображенной или же воспроизведенной соответствующим пикселем 4 области поверхности 9.

Таким образом, в защитном элементе 1 согласно изобретению воспроизводится выглядящий объемно высотный профиль в результате растрированного здесь расположения отражательных пилообразных структур (фасетов 5 на пиксель 4), которые имитируют отражательное поведение высотного профиля. Таким образом, с помощью поверхности 3 могут быть произведены любые воспринимаемые объемно мотивы, такие как, например, человек, части человека, число или прочие объекты.

Наряду с подъемом σ отдельных фасетов, также и азимутальный угол α должен быть приведен в соответствие с воспроизведенной поверхностью. Для пикселей 4₁ - 4₆ азимутальный угол α относительно направления по стрелке Р1 (фиг.2) составляет 0°. Для пикселя 4₇ азимутальный угол α составляет, например, около 170°. Пилообразная решетка пикселя 4₇ на фиг.4 схематически показана в трехмерном изображении.

Для изготовления защитного элемента 1 отражательные пилообразные структуры могут быть, например, посредством литографии градаций серого, вписаны в фотолак, затем проявлены, гальванически отформованы, запечатлены в УФ-лак (носитель) и покрыты зеркальным покрытием. Нанесение зеркального покрытия может быть осуществлено, например, посредством нанесенного металлического слоя (например, нанесено осаждением пара). Типично наносится алюминиевый слой толщиной, например, 50 нм. Конечно, могут быть применены и другие металлы, такие как например, серебро, медь, хром, железо и т.д. или их сплавы. В качестве альтернативы, металлам могут быть также нанесены покрытия с высоким показателем преломления, например ZnS или ТiO₂.

Напыление может производиться на всю поверхность. Однако также является возможным производить нанесение покрытия лишь участками или же растрообразно, так чтобы защитный элемент 1 был частично прозрачным или же просвечивающим.

Период Λ фасетов 5 в простейшем случае одинаков для всех пикселей 4. Однако также является возможным варьировать период Λ фасетов 5 на пиксель 4. Так, например, пиксель 4₇ имеет меньший период Λ, чем пиксели 4_1-4₆ (фиг.2). Прежде всего, период Λ фасетов 5 для каждого пикселя может быть выбран случайно. Посредством изменения выбора периода Λ пилообразной решетки для фасетов 5 может быть минимизирована возможно имеющаяся видимость восходящей к пилообразной решетке дифракционной картины.

В пределах пикселя 4 предусмотрен фиксированный период Λ. Однако, в принципе, также является возможным варьировать период Λ в пределах пикселя 4, так чтобы имелись апериодические пилообразные решетки на пиксель 4.

Период Λ фасетов 5, одной стороны, для предотвращения нежелательных дифракционных эффектов, а с другой стороны, для минимизации необходимой толщины пленки (толщины носителя 8) составляет предпочтительно от 3 мкм до 300 мкм. Прежде всего, расстояние составляет от 5 мкм до 100 мкм, при этом особо предпочтительно выбрано расстояние от 10 мкм до 30 мкм.

В описанном здесь примере осуществления пиксели 4 являются квадратными. Однако также является возможным выполнять пиксели 4 прямоугольными. Могут быть также использованы и другие формы пикселей, такие как, например, в форме параллелограмма или гексагональная форма пикселя. При этом пиксели 4 предпочтительно имеют размеры, которые, с одной стороны, больше, чем расстояние фасетов 5, а с другой стороны настолько малы, что отдельные пиксели 4 невооруженному глазу как помеха резко не выделяются. Следующий из этих требований диапазон размеров составляет примерно от 10 до нескольких 100 мкм.

Тогда подъемы σ и азимутальные углы α фасетов 5 в пределах пикселя 4 следуют из подъема воспроизведенного высотного профиля 9.

Кроме того, наряду с подъемом σ и азимутальным углом α, для каждого пикселя 4 факультативно может быть введен фазовый параметр p_i. Тогда рельеф поверхности защитного элемента 1 в i-том пикселе 4_i может быть описан следующей высотной функцией h_i (х, у):

При этом A_i - это амплитуда пилообразной решетки, α_i - азимутальный угол, a Λ_i - это период решетки. «mod» означает действие по модулю и дает положительный остаток при делении. Фактор A_i амплитуды получается из подъема воспроизведенного профиля 9 поверхности.

За счет изменения фазового параметра p_i пилообразные решетки или же фасеты 5 различных пикселей 4 могут быть смещены относительно друг друга. Для параметров р_i могут использоваться случайные значения или прочие изменяющиеся на пиксель 4 значения. Посредством этого может быть устранен возможно еще видимый рисунок дифракции пилообразной решетки (фасетов 5 на пиксель 4) или растровой решетки пикселей 4, что, в противном случае, может быть причиной нежелательных цветовых эффектов. Кроме того, благодаря меняющимся фазовым параметрам р_i нет и отличных направлений, в которых пилообразные решетки соседних пикселей 4 особенно хорошо или особенно плохо подходят друг к другу, что предотвращает видимую анизотропию.

В защитном элементе 1 согласно изобретению азимутальный угол α, а также подъемы с фасетов 5 на пиксель 4 могут быть выбраны так, что они не как можно лучше соответствуют воспроизведенной поверхности 9, а несколько отличаются от нее. Для этого для каждого пикселя 4 к оптимальному значению для воспроизведения поверхности 9 в соответствии с подходящим распределением может быть прибавлена (предпочтительно случайная) компонента. В зависимости от размера пикселя 4 и силы шума (стандартное отклонение распределения) могут быть таким образом получены различные интересные эффекты. При очень мелких пикселях 4 (около 20 мкм) обычно блестящая поверхность выглядит с усиливающимся шумом все более матовой. При более крупных пикселях (около 50 мкм) получают сравнимый с металлической лакировкой внешний вид. При очень крупных пикселях (несколько 100 мкм) отдельные пиксели 4 раздельно воспринимаются невооруженным глазом. Тогда они выглядят как грубые, но гладкие участки, которые под разными углами зрения ярко вспыхивают.

Сила шума для разных пикселей 4 может быть выбрана различной, в результате чего выглядящая выпуклой поверхность может в разных местах действовать по-разному гладкой или матовой. Так, например, может быть произведен такой эффект, что наблюдатель воспринимает поверхность 3 как гладкую выдающуюся вперед и/или назад поверхность, которая имеет матовую надпись или текстуру.

Кроме того, является возможным наносить на фасеты 5 изменяющее цвет при наклоне покрытие, прежде всего тонкопленочную систему. Тонкопленочная система может иметь, например, первый, второй и третий диэлектрический слой, которые образованы один на другом, при этом первый и третий слой имеют более высокий показатель преломления, чем второй слой. Из-за разных наклонов фасетов 5 для наблюдателя являются воспринимаемыми различные цвета, без необходимости поворота защитного элемента 1. Таким образом, воспринимаемая поверхность имеет определенный цветовой спектр.

Защитный элемент 1 может быть выполнен, прежде всего, в виде многоканального изображения, которое имеет разные, инкорпорированные одна в другую частичные поверхности, при этом по меньшей мере одна из частичных поверхностей выполнена образом согласно изобретению, так что эта частичная поверхность для наблюдателя является воспринимаемой как трехмерная частичная поверхность. Конечно, и другие частичные поверхности могут быть образованы описанным образом посредством пикселей 4 по меньшей мере с одним фасетом 5. И другие частичные поверхности могут, но не обязательно должны, быть воспринимаемыми в виде выдающейся вперед и/или назад относительно фактической пространственной формы поверхности. Инкорпорация может быть выполнена, например, в шахматном порядке или же в виде полос. Посредством инкорпорации нескольких частичных поверхностей достигаются интересные эффекты. Если, например, воспроизведение поверхности шара инкорпорируется с изображением числа, это может быть реализовано так, что для наблюдателя возникает впечатление, что число находится внутри стеклянного шара с полузеркальной поверхностью.

Наряду с уже описанным применением изменяющих цвет при наклоне покрытий, кроме того, является возможным дополнительно снабжать защитный элемент 1 согласно изобретению цветовой информацией. Так, например, цвет может быть напечатан на фасеты 5 (либо прозрачный, либо тонкий) или предусмотрен под, по меньшей мере, частично прозрачной или же просвечивающей пилообразной структурой. Например, за счет этого может быть реализована окраска изображенного посредством пикселей 4 мотива. Если, например, воспроизводится портрет, цветовой слой может дать цвет лица.

Также и комбинация с голограммой истинного цвета или кинеграммой, прежде всего инкорпорация с голограммой истинного цвета, которая показывает цветное изображение воспроизведенной с помощью пикселей 4 поверхности 9, также является возможной. При этом само по себе ахроматически объемное изображение объекта под определенными углами выглядит цветным.

Кроме того, является возможной комбинация с субдлиноволновой решеткой. Прежде всего, благоприятным является инкорпорированное изображение одинакового мотива обоими способами, при котором объемный эффект пилообразных структур комбинируется с цветовой информацией субдлиноволновых решеток.

В случае с воспроизведенной с помощью пикселей 4 поверхностью 9 речь может идти, прежде всего, о так называемой воображаемой поверхности. Под этим здесь подразумевается образование отражательных или же пропускных характеристик, которые не могут быть получены при реальной выпуклой отражающей или же пропускающей поверхности.

Для дополнительного пояснения понятия воображаемой поверхности далее вводится математический критерий для отграничения реальных поверхностей и поясняется на примере вращающегося зеркала.

При воспроизведении реальной выпуклой поверхности она является описываемой высотной функцией h(x,y). При этом здесь можно исходить из того, что эта функция h(x,y) является дифференцируемой (недифференцируемые функции аппроксимировались дифференцируемыми функциями, которые у наблюдателя, в конечном счете, вызывали бы тот же эффект). Если градиент h(x,y) интегрировать вдоль как угодно замкнутой кривой С, то исчезает интеграл:

Образно говоря, это означает, что вдоль замкнутой траектории происходит подъем, как и понижение на одинаковую разницу по высоте, а в конце попадание на туже самую высоту. Таким образом, сумма преодоленных на этой траектории разностей по высоте должна быть равна нулю.

В защитном элементе 1 согласно изобретению подъем и азимут фасетов 5 соответствуют градиенту высотной функции. При этом конструируются случаи, в которых подъем и азимут фасетов 5, хотя практически непрерывно и переходят друг в друга, однако не находится высотная функция, при которой вышеуказанный интеграл исчезает. В этом случае следует говорить о воспроизведении воображаемой поверхности.

Специальным вариантом осуществления является, например, вращающееся зеркало. Для этого сначала рассматривают воспроизведение реального выпуклого зеркала с параболическим профилем. Высотная функция задана выражением:

При этом с>0 является константой и определяет кривизну зеркала. В таком зеркале наблюдатель может видеть прямое уменьшенное зеркальное изображение самого себя. Тогда параметры пилообразных структур заданы выражениями:

и

Если теперь к азимутальному углу α прибавить постоянный угол 5, то зеркальное изображение поворачивается именно на этот угол. Поскольку в случае с 8 речь идет не о целочисленном кратном 180°, возникает воображаемая поверхность. Если выбирают, например, δ=90°, зеркальное изображение поворачивается на 90°, и получают зеркальное изображение, которое не может быть получено при гладкой выпуклой реальной поверхности. Если установить градиент h одинаковым с подъемом пилообразных структур, то можно найти замкнутые кривые, у которых вышеуказанный интеграл не исчезает. Например, кривая К вдоль окружности вокруг центра радиусом R>0 дает

То есть, образно говоря, это вращающееся зеркало воспроизводит поверхность, при которой вдоль окружности происходит непрерывный подъем, а в конце снова возврат на ту же высоту, с которой было начато. Такой реальной поверхности очевидно быть не может.

В описанном до сих пор защитном элементе 1 исходили из того, что поверхность выполнена в виде отражательной поверхности. Однако такие же эффекты объемного действия по существу достигаются и в пропускании, если пилообразные структуры или же пиксели 4 с фасетами 5 (включая носитель 8) являются, по меньшей мере, частично прозрачными. Предпочтительно пилообразные структуры расположены между двумя слоями с разными 5 показателями преломления. В этом случае защитный элемент 1 представляется наблюдателю как стеклянное тело с выпуклой поверхностью.

Описанные благоприятные варианты осуществления могут быть применены и для проницаемого варианта защитного элемента 1. Так, например, вращающееся зеркало воображаемой поверхности в просвете может 10 поворачивать изображение.

Проницаемый вариант защитного элемента далее описывается еще более детально в связи с фигурами 19-29.

Невозможность подделки защитного элемента 1 согласно изобретению может быть повышена дополнительными, видимыми только с помощью 15 вспомогательных средств признаками, которые можно также назвать скрытыми признаками.

Так, например, в фазовых параметрах отдельных пикселей 4 может быть закодирована дополнительная информация. Прежде всего, может быть изготовлена верификационная маска со структурами решетки, которые имеют такие же периоды и азимутальные углы, как и защитный элемент 1 согласно изобретению. В частичной области поверхности решетки верификационной маски могут иметь такие же фазовые параметры, как и подлежащий верификации защитный элемент, в других областях определенную разность фаз. Тогда эти разные области в результате эффектов Муаре будут выглядеть по-разному светлыми или темными, если защитный элемент 1 и верификационная маска будут наложены друг на друга.

Прежде всего, верификационная маска может быть предусмотрена и в банкноте 2 или другом, снабженном защитным элементом 1 элементе.

Наряду с описанными формами очертаний, пиксели 4 могут иметь и другие очертания. С помощью лупы или же микроскопа эти очертания тогда могут быть распознаны.

Кроме того, в небольшой доле пикселей 4 вместо соответствующих пилообразных элементов или же фасетов 5 может быть вытиснена или вписана и любая другая структура без того, чтобы это резко выделялось для невооруженного глаза. В этом случае эти пиксели не являются составной частью поверхности 3, так что имеется инкорпорация поверхности 3 с образованными по-другому пикселями. Этими другими образованными пикселями могут быть, например, каждый сотый пиксель по сравнению с пикселями 4 поверхности 3. В эти пиксели можно внедрить микронадпись или логотип, например буквы размером 10 мкм в пикселе размером 40 мкм.

В описанных до сих пор примерах осуществления фасеты в поверхности 7 носителя 8 образованы так, что самые глубокие точки или же минимальные величины высоты всех фасетов 5 (фиг.3) лежат в одной плоскости. Однако является также возможным образовывать фасеты 5 так, что средние значения высот всех фасетов 5 находятся на одинаковом уровне, как схематически изображено на фиг.5. Кроме того, является возможным образовывать фасеты 5 так, что пиковые значения или же максимальные значения высоты всех фасетов 5 пикселей 4 находятся на одинаковом уровне, как схематически обозначено на фиг.6.

На фиг.7 показано изображение в разрезе таким же образом, как и на фиг.3, но при этом для пикселя 4₄ отмечена зеркальная поверхность 10, которая в области пикселя 4₄ воспроизводит поверхность 9. При размере пикселя, например, от 20 мкм до 100 мкм такая зеркальная поверхность 10 привела бы к тому, что имелись бы нежелательно большие высоты d. При наклоне зеркала в 45° соответствующая зеркальная поверхность 10 на 20-100 мкм выступала бы из плоскости х-у. Однако предпочтительно желательными являются максимальные высоты d величиной в 10 мкм. Поэтому зеркальная поверхность 10 подвергается еще одной операции по модулю d, так что образуются показанные на фиг.7 фасеты 5, при этом векторы n нормали фасетов 5 соответствуют вектору n нормали зеркальной поверхности 10.

Подлежащая воспроизведению поверхность 9 может присутствовать, например, как количество величин х,у с соответственно приданной высотой h в направлении z (трехмерный битовый массив). Через такой трехмерный битовый массив в плоскости х-у может быть построен определенный квадратный или 60-градусный растр (фигуры 8, 9). Точки растра соединяют так, что получается покрытие поверхности в плоскости х-у с треугольными плитками, как это схематически показано на фиг.8 и 9.

В трех угловых точках каждой плитки извлекают значения h из трехмерного битового массива. Наименьшее из этих значений h вычитают из значений h трех угловых точек плиток. С этими новыми значениями h в угловых точках строится пилообразная поверхность из наклонно расположенных треугольников (треугольные части плоскости). Слишком далеко выступающие из плоскости х-у части плоскости заменяются фасетами 5. Таким образом, имеется описание поверхности для фасетов 5 и можно изготовить защитный элемент 1 согласно изобретению.

Подлежащая воспроизведению поверхность 9 может быть задана математической формулой f(x,y,z) = h(x,y) - z = 0. Фасеты 5 или же их ориентации получают из тангенциальных плоскостей подлежащей воспроизведению поверхности 9. Они определяются из математической производной функции f(x,y,z). Расположенный в точке х₀, у₀ фасет описывается вектором нормали:

Азимутальный угол α тангенциальной плоскости является арктангенсом (n_у/n_х), а угол σ подъема тангенциальной плоскости арккосинусом n_z.

Поверхность f(x,y,z) = может быть как угодно изогнутой, a (x₀,y₀,z₀) является точкой на поверхности, для которой как раз производится расчет. Расчет производится последовательно для всех выбранных для пилообразной структуры точек.

Из расположенных наклонно плоскостей с таким образом рассчитанными векторами нормали, которые должны быть размещены на выбранных точках в плоскости х-у, соответственно вырезаются участки, так что у соседних точек х-у предотвращаются наложения соответствующих элементов. Расположенные наклонно части плоскости, которые слишком далеко выступают из плоскости х-у, подразделяются на более мелкие фасеты 5, как было описано в связи с фигурой 7.

Подлежащая воспроизведению поверхность может быть описана частями поверхности треугольников, при этом плоские треугольные элементы размещены между выбранными точками, которые расположены внутри и на краю подлежащей воспроизведению поверхности. Треугольники как части плоскости могут быть описаны следующей математической функцией f(x,y,z)

при этом x_i, y_i, z_i - это угловые точки треугольников.

В этом случае поверхность может быть проецирована в плоскость х-у, а отдельные треугольники в соответствии с их вектором нормали могут быть установлены наклонно. Расположенные наклонно части плоскости образуют фасеты и, если они слишком далеко выдаются из плоскости х-у, как было описано в связи с фигурой 7, подразделяются на более мелкие фасеты 5.

Если подлежащая воспроизведению поверхность задана частями поверхности треугольников, можно действовать и следующим образом. Всю подлежащую воспроизведению поверхность сразу (или же частичные элементы каждой поверхности) подчиняют конструкции Френеля по модулю d (или же по модулю d_i). Так как подлежащая воспроизведению поверхность состоит из частей плоскости, на плоскости х-у автоматически возникают треугольники, которые заполнены фасетами 5.

Конструирование фасетов может быть также проведено следующим образом. В плоскости х-у, над которой определена подлежащая воспроизведению поверхность 9, выбирают подходящие точки х-у и соединяют их так, что получается покрытие поверхности плоскости х-у полигональными плитками. Над произвольно выбранной точкой (например, угловой точкой) в каждой плитке определяют вектор нормали из расположенной над нею, подлежащей воспроизведению поверхности 9. В каждой плитке, таким образом, размещается соответствующее вектору нормали зеркало Френеля (пиксель 4 с несколькими фасетами 5).

Предпочтительно применяются квадратные плитки или же пиксели 4. Однако, любые (неправильной формы) плитки являются принципиально возможными. Плитки могут примыкать друг к другу (что из-за большей эффективности является предпочитительным), или между плитками могут быть пазы (например, при круглых плитках).

Угол σ подъема плоскости представляется следующим образом:

Азимутальный угол α подъема представляется следующим образом:

при этом α = 0° - 180° для n_у>0, и α = 180° - 360° для n_у<0.

Определение фасетов 5 согласно изобретению, включая их ориентации, может быть проведено двумя принципиально различными способами. Так, плоскость х-у может быть разделена на пиксели 4 (или же плитки), и для каждого пикселя определяется вектор нормали для отражающей плоской поверхности, которая затем преобразуется в несколько фасетов 5 одинаковой ориентации. В качестве альтернативы, является возможным подлежащую воспроизведению поверхность приблизить частями плоскости, если она уже не дана частями плоскости, а затем части плоскости разделить на отдельные фасеты 5.

То есть при первом образе действий сначала определяется разделение на плитки в плоскости х-у. Плитки могут быть выложены абсолютно как угодно. Однако также является возможным, что разделение на плитки состоит только из одинаковых квадратов со стороной а, при этом а предпочтительно составляет от 10 до 100 мкм. Однако разделение на плитки может также состоять из плиток разной формы, которые точно прилегают друг к другу или при которых возникают пазы. Плитки могут иметь разную форму и содержать кодирование или скрытую информацию. Прежде всего, плитки могут быть адаптированы к проекции подлежащей воспроизведению поверхности в плоскость х-у.

Затем любым образом определяют исходную точку в каждой плитке. Векторы нормали в точках подлежащей воспроизведению поверхности, которые расположены вертикально над исходными точками в плитках, назначают соответствующим плиткам. Если в лежащей над исходной точкой подлежащей воспроизведению поверхности исходной точке назначены несколько векторов нормали (например, на кромке или на углу, где несколько частей поверхности примыкают друг к другу), можно из этих векторов нормали определить средний вектор нормали.

В каждой плитке в плоскости х-у задают разделение. Это разделение может быть любым. Затем из вектора нормали рассчитывается азимутальный угол α и угол σ подъема. Факультативно, можно определить систему смещения, которая приписывает каждому фасету 5 смещение (значение высоты). Смещение может быть любым в каждой области разделения. Однако также является возможным заложить смещение так, что средние значения фасетов 5 все расположены на одинаковой высоте или что максимальные значения всех фасетов 5 расположены на одинаковой высоте.

В разделениях в соответствующих плитках затем в качестве фасетов 5 вычислительным способом размещаются расположенные наклонно части плоскости с назначенным плитке вектором нормали и с учетом системы смещения. Тогда рассчитанная таким образом форма поверхности образуется в поверхности 7 носителя 8.

Однако можно задавать не только любое разделение в каждой плитке в плоскости х-у. Так, например, можно также определять линии решетки, которые расположены примерно или точно перпендикулярно проекции вектора нормали в плоскость х-у. Линии решетки могут иметь любые расстояния друг от друга. Однако также является возможным, что расстояния линий решетки следуют определенной схеме. Так, например, линии решетки могут быть предусмотрены не точно параллельно друг другу, чтобы, например, избежать интерференции. Однако также является возможным, что линии решетки параллельны друг другу, но имеют разные расстояния. Разные расстояния линий решетки могут содержать кодирование. Кроме того, является возможным, что линии решетки всех фасетов 5 в каждом пикселе 4 имеют одинаковые расстояния. Расстояние может составлять от 1 мкм до 20 мкм.

Линии решетки могут и в пределах каждой плитки или же в пределах каждого пикселя 4 иметь одинаковые расстояния, но на пиксель 4 варьироваться. Расстояние Λ_i между линиями решетки и угол σ_i подъема соответствующего фасета 5 определяют толщину d_i = Λ_i · tan σ_i, структуры, при этом d_i предпочтительно составляет 1 - 10 мкм.

Фасеты 5 также могут все иметь одинаковую высоту d. Тогда константа решетки участками определяется углом σ_i подъема соответствующего фасета i: Λ_i = d/tan σ_i.

Тогда из вектора нормали снова определяется азимутальный угол α и угол σ подъема. Определенная линиями решетки, азимутальным углом и углом подъема пилообразная решетка вычислительным образом размещается в соответствующей плитке с учетом системы смещения.

Можно также исходить из подлежащей воспроизведению поверхности 9, которая построена из частей i плоскости (или же которая обрабатывается так, что она строится из частей i плоскости), при этом глубина структуры подлежащей воспроизведению поверхности и размеры частей плоскости несколько больше, чем d_i.

Например, части i плоскости соответственно даны тремя угловыми точками x_1i, у_1i, z_1i, x_2i, y_2i, z_2i, x_3i, y_3i, z_3i.

Рельеф из частей плоскости представляется выражением z = f(x,y), при этом

Из этого получается раскрытие по z

Искомая пилообразная поверхность, толщина структуры которой в областях i меньше, чем d_i, получается из z по модулю d_i, при этом z рассчитывается из вышеприведенной формулы, и при этом значения х и значения у при расчете соответственно находятся в пределах данного посредством х_1i, у_1i, x_2i, y_2i, x_3i y_3i треугольника в плоскости х-у.

Рассчитанная таким образом пилообразная поверхность автоматически составляется из фасетов 5. При этом получаются в качестве констант Λ_i решетки в областях i

Λ_i = d_i/tan σ_i.

Если желательна везде одинаковая константа Λ решетки, то должны быть вставлены следующие d_i

d_i = Λ tan σ_i, при этом σ_i - это угол подъема данного посредством х_1i, у_1i, z_1i, x_2i, у_2i, z_2i, x_3i, у_3i, z_3i треугольника.

Возможным является следующий альтернативный образ действий. В следующей формуле А лежащая над плоскостью х-у, подлежащая воспроизведению поверхность 9 описывается частями плоскости треугольников.

Части i плоскости соответственно даны тремя угловыми точками х_1i, у_1i, z_1i, х_2i, y_2i, z_2i, x_3i, y_3i, z_3i.

Угловые точки пронумерованы так, что z_1i является наименьшей величиной из трех величин z_1i, z_2i, z_3i (z_1i = min (z_1i, z_2i, z_3i)).

Следующая формула В представляет пилообразную поверхность, которая воспроизводит объемное впечатление данной формулой А, подлежащей воспроизведению поверхности 9

Как видно, пилообразная поверхность по формуле В отличается от подлежащей воспроизведению поверхности по формуле А тем, что из величины z соответственно вычтена минимальная величина z_1i в области i. Пилообразная поверхность по формуле В состоит из размещенных на плоскости х-у расположенных наклонно треугольников.

Если задана максимальная толщина d_i для глубины структуры, то может быть, что максимальная толщина при пилообразной поверхности по формуле В превышается. От этого помогает выполнение отдельных фасетов с одинаковым вектором нормали согласно z по модулю d_i, при этом z рассчитывается из вышеприведенной формулы В, а значения х и у при расчете соответственно данного посредством х_1i, у_1i, z_1i, x_2i, y_2i, z_2i, x_3i, y_3i, z_3i треугольника лежат в плоскости х-у.

Рассчитанная таким образом пилообразная поверхность составляется из треугольных участков, которые заполнены фасетами 5, при этом константы Λ решетки в областях i получаются в виде Λ_i = d_i/tan σ_i. Угол σ_i - это угол подъема данного посредством х_1i, y_1i, z_1i, x_2i, y_2i, z_2i, x_3i, y_3i, z_3i треугольника.

Показанные здесь образы действий для подлежащих воспроизведению поверхностей, которые описываются треугольниками и которые согласно изобретению преобразуются в пиксели 4 с несколькими фасетами 5, следует понимать как примерные. В общем, в случае с подлежащими воспроизведению поверхностями, которые описываются частями плоскости, согласно изобретению действуют следующим образом. Части плоскости делятся на фрагменты. В подразделениях вычитается одна величина (например, минимальная величина z во фрагменте). При этом согласно изобретению получают пилообразную решетку, которая является более плоской, чем подлежащая воспроизведению поверхность 9, и которая участками во фрагментах имеет соответственно одинаковые векторы нормали.

Эта пилообразная решетка имитирует первоначальную, подлежащую воспроизведению поверхность 9, включая ее объемное впечатление. Эта пилообразная решетка является более плоской, чем полученная таким же образом пилообразная решетка без разделения пикселей 4 на несколько фасетов 5 согласно изобретению.

На фиг.10 показан вид сверху на три пикселя 4 поверхности 3 согласно еще одной форме осуществления, при этом пиксели 4 образованы нерегулярно (сплошные линии) с нерегулярным разделением или же фасетами 5 (пунктирные линии). Края пикселей и разделения здесь являются прямыми линиями, но они могут быть и изогнутыми.

На фиг.11 показан соответствующий вид в поперечном разрезе, при этом векторы нормали фасетов 5 обозначены схематически. На пиксель 4 векторы нормали всех фасетов 5 одинаковы, в то время как отличаются от пикселя 4 к пикселю 4. Векторы нормали расположены наклонно в пространстве и, в общем, не в плоскости чертежа, как на фиг.11 изображено для упрощения.

На фиг.12 показан вид сверху с таким же делением пикселей 4, как на фиг.11, однако при этом разделение (фасеты 5) на пиксель 4 отличается. В показанном примере осуществления период Л решетки фасетов 5 в каждом пикселе является постоянным, но разным от пикселя 4 к пикселю 4.

На фиг.13 показан соответствующий вид в поперечном разрезе.

На фиг.14 показан еще один вариант, при этом форма пикселя такая же, как на фиг.10. Однако разделение на пиксель 4 кодировано. Каждое второе расстояние линий решетки в два раза больше, чем предыдущее расстояние линий решетки. На фиг.15 показан соответствующий вид в поперечном разрезе.

Если подлежащая воспроизведению поверхность изображена в виде изображения линий высоты, векторы нормали можно определять следующим образом. Выбирают дискретные точки на линиях 15 высоты (на фиг.16 показан схематический вид сверху) и соединяют эти точки так, что возникают треугольные плитки. Расчет вектора нормали у треугольников происходит так, как уже было описано.

В изображенных до сих пор формах осуществления всегда рассчитывался вектор нормали относительно плоскости х-у. Однако также является возможным рассчитывать вектор нормали относительно изогнутой основной поверхности, такой как, например, цилиндрической поверхности. В этом случае защитный элемент может быть предусмотрен на бутылочной этикетке (например, на горлышке бутылки) так, что тогда воспроизведенная поверхность может пространственно восприниматься наблюдателем без искажений. Для этого вектор n нормали относительно цилиндрической поверхности должен быть пересчитан в вектор n_trans нормали относительно плоскости, так чтобы могли быть применены описанные выше способы изготовления. Если затем защитный элемент согласно изобретению нанесен в виде бутылочной этикетки на горлышко бутылки (с кривизной в форме цилиндра), воспроизведенная поверхность 9 может восприниматься объемным образом без искажений. Производимый перерасчет вытекает из следующих формул

х = r sinФ, Ф = arcsin х/r

x_trans = 2πrФ/360, Ф = 360 x_trans/2πr

Вектор n_trans нормали вместо (x_trans, y) рассчитывается следующим образом:

при этом n = вектор нормали над (х,у).

Защитный элемент 1 согласно изобретению может быть выполнен не только в виде отражательного защитного элемента 1, но и в виде проницаемого защитного элемента 1, как уже было упомянуто. В этом случае фасеты 5 не покрываются зеркальным покрытием, а носитель 8 состоит из прозрачного или, по меньшей мере, просвечивающего материала, при этом рассмотрение происходит в просвете. При рассмотрении сзади пользователь должен воспринимать воспроизведенную поверхность 9 так, как если бы имелся освещаемый спереди отражательный защитный элемент 1 согласно изобретению.

Рассчитанные для отражательного защитного элемента 1 фасеты 5 заменяются данными для микропризм 16, при этом соответствующие углы при отражении (фиг.19), а для проницаемых призм 16 изображены на фиг.20 и 21. На фиг.20 показано падение на наклонные фасеты 5, а на фиг.21 падение на гладкую сторону, которое является предпочтительным в связи с возможными большими углами падения света.

Азимутальный угол отражательного фасета 5 обозначается как α_s, а угол подъема фасета 5 как σ_s. Показатель преломления микропризмы 16 составляет n, азимутальный угол микропризмы 16 составляет α_p = 180°+α_s. Угол подъема микропризмы 16 согласно фиг.20 составляет sin(σ_p+2 σ_s) = n sin σ_p, при этом для малых углов действует 2 σ_s = (n-1) σ_р, а также 4 σ_s = σ_р (для n=1,5).

Угол подъема микропризмы 16 согласно фиг.21 составляет sin(2 σ_s) = n sin β, sin(σ_p) = n sin (σ_p - β), при этом для малых углов действует 4 σ_s = σ_p (для n=1,5).

Компонентами вектора нормали при известных α и σ являются:

На фиг.22 схематически показана подлежащая воспроизведению поверхность 9 с бугром 20 и впадиной 21. Отрицательное фокусное расстояние -f зеркального бугра 20 составляет r/2, а положительное фокусное расстояние f зеркальной впадины 21 составляет r/2.

На фиг.23 схематически показана линза 22, которая имеет прозрачный вогнутый участок 23, а также прозрачный выпуклый участок 24. Вогнутый участок 23 моделирует зеркальный бугор 20, при этом отрицательное фокусное расстояние -f вогнутого участка 23 составляет 2r. Прозрачный выпуклый участок 24 моделирует зеркальную впадину 21 и имеет положительное фокусное расстояние f = 2r.

Линза 22 согласно фиг.23 может быть заменена пилообразной структурой согласно фиг.24.

Стрелки на фиг.20-23 схематически показывают прохождение лучей для падающего света L. По этим прохождениям лучей видно, что линза 22 в пропускании воспроизводит поверхность 9 в соответствии с пожеланиями.

На фиг.25-27 показан пример, в котором пилообразная сторона расположена на стороне падения света. В остальном изображение на фиг.25 соответствует изображению на фиг.22, изображение на фиг.26 соответствует изображению на фиг.23, а изображение на фиг.27 соответствует изображению на фиг.24.

Для расчета проницаемых пилообразных структур могут быть применены описанные выше методы.

Показанная на фиг.27 прозрачная пилообразная структура соответствует по существу слепку соответствующей отражательной пилообразной структуры для воспроизведения поверхности 9 согласно фиг.25. Однако при этом воспроизведенная поверхность выглядит в просвете (при показателе преломления 1,5) существенно более плоской, чем в отражении. Поэтому предпочтительно высота пилообразной структуры повышается, или же повышается число фасетов 5 на пиксель 4.

Конечно, также является возможным снабжать описанные пилообразные структуры полупрозрачным зеркальным покрытием. В этом случае воспроизведенная поверхность 9, как правило, выглядит в отражении более глубоко структурированной, чем в просвете.

Кроме того, является возможным снабдить обе стороны прозрачного или, по меньшей мере, просвечивающего носителя 8 пилообразной структурой, которая имеет множество микропризм 16, как это обозначено на фиг.28 и 29. На фиг.28 пилообразные структуры 25, 26 на обеих сторонах являются зеркально-симметричными. На фиг.29 обе пилообразных структуры 25, 27 выполнены не зеркально-симметричными.

Для расчета пилообразной структуры 25 и 27 по фигурам 28 и 29 можно исходить из того, что пилообразная структура 25, 27 составлена из призматической поверхности 28 с углом σ_р подъема и приставленной под ней вспомогательной призмы 29 с углом σ_h подъема, как схематически изображено на фиг.30. Таким образом, σ_р+σ_h является эффективным общим углом призмы.

Если подлежащий имитации угол подъема рельефа обозначается как σ_s, действует следующее, так как сумма углов в треугольнике равна 180°:

90°-βi+90°-β2+σ_p+σ_h = 180°

σ_p-σ_h = βl+β2.

На основе закона преломления:

sin σ_p = n sin β1, sin(2σ_s+σ_h) = n sin β2

получается для:

σ_p - arcsin((sin σ_p)/n)= arcsin((2 σ_s+σ_h))/n) - σ_h

Таким образом, исходя из подлежащего имитации угла σ_s подъема рельефа при, например, заданном угле σ_h подъема вспомогательной призмы может быть легко рассчитан искомый угол σ_р подъема призматической поверхности 28.

Необходимо иметь в виду, что в приведенных расчетах для имитации зеркального рельефа через призмы исходили из вертикального рассмотрения. При наклонном рассмотрении могут получаться искажения, а при рассмотрении в белом свете в изображенном мотиве могут получаться цветные края, так как входящий в расчет показатель n преломления зависит от длины волны.

Изображенные на фиг.1-30 отражательные или преломляющие защитные элементы могут быть также внедрены и в прозрачный материал или же снабжены защитным покрытием.

Внедрение происходит, прежде всего, чтобы защитить микрооптические элементы от загрязнения и износа и чтобы предотвратить незаконное воспроизведение посредством оттиска поверхностной структуры.

Пример: внедренные зеркала

При внедрении или же нанесении защитного слоя изменяются свойства микрооптического слоя с фасетами 5. На фиг.32А-В это поведение проиллюстрировано для внедренных зеркал (фасеты 5 выполнены в виде зеркал), при этом на фиг.32А показано расположение перед внедрением.

При внедрении зеркал в просвечивающий слой 40 изменяется направление, в котором появляется зеркальное изображение, как показано на фиг.32Б. Если же при воспроизведенном внедренными микрозеркалами 5 рельефе нужно получить первоначальный отражательный эффект, это необходимо учитывать в угле наклона микрозеркал, см. фиг.32В.

Пример: внедренные призмы

При внедренных призмах 16 необходимо отличие по показателю преломления между материалом призм и материалом 40 внедрения, и оно должно быть учтено при расчете отклонения луча света.

На фиг.33Б схематически показано воспроизведение отражающей структуры согласно фиг.32А посредством пропускающей структуры призм с открытыми призмами 16, как уже было рассмотрено, например, на фиг.19-27.

На фиг.33Б схематически показано возможное воспроизведение отражающей структуры согласно фиг.32А посредством внедренных призм 16, при этом показатели преломления материала призм и материала 40 внедрения должны отличаться.

Пример: внедренные рассеивающие фасеты

В обоих предыдущих примерах был продемонстрировано воспроизведение зеркальных объектов. Для воспроизведения рассеивающих объектов (например, мраморной фигуры, гипсовой модели) могут быть использованы рассеивающие фасеты, пример чего приводится (см. фиг.34).

На пленке 41 в качестве материала-носителя реализуется следующая структура: тисненые фасеты 5, которые воспроизводят поверхность объекта, находятся на задней стороне пленки. Фасеты 5 имеют размеры, например, от 10 мкм до 20 мкм. На фасеты 5 наносится пигментированный оксидом титана (размер частиц ок. 1 мкм) лак 42, так что фасеты 5 наполняются этим рассеивающим материалом. Сторона рассмотрения обозначена стрелкой Р2.

Пример: внедренные матово-блестящие фасеты

Следующим образом может быть воспроизведен матово-зеркальный объект (см. фиг.35):

На пленке 41 в качестве материала-носителя реализуется следующая структура: тисненые фасеты 5, которые воспроизводят поверхность объекта, находятся на задней стороне пленки. Фасеты 5 имеют размеры, например, от 10 мкм до 20 мкм. Слой тиснения снабжается полупрозрачным зеркальным покрытием 43 и на него наносится пигментированный оксидом титана (размер частиц ок. 1 мкм) лак 42, так что фасеты наполняются этим рассеивающим материалом. При рассмотрении со стороны рассмотрения воспроизведенный предмет выглядит матово-блестящим. Сторона рассмотрения обозначена стрелкой Р2.

Цветные фасеты

Для воспроизведения цветных предметов внедрение фасетов на фиг.32Б, 32В, 33Б, 34 или же 35 может происходить окрашенным материалом (в том числе и участками по-разному окрашенным материалом).

Защитный элемент 1 согласно изобретению может быть выполнен в виде защитной нити 19 (фиг.1). Кроме того, защитный элемент 1 может быть выполнен не только, как описано, на пленке-носителе, с которой он известным образом может быть перенесен на ценный документ. Также является возможным выполнить защитный элемент 1 прямо на ценном документе. Так может быть проведена прямая печать с последующим тиснением защитного элемента на полимерный субстрат, чтобы, например, выполнить защитный элемент согласно изобретению на пластиковых банкнотах. Защитный элемент согласно изобретению может быть выполнен в самых различных субстратах. Прежде всего, он может быть выполнен в или на бумажном субстрате, бумаге с синтетическими волокнами, то есть бумаге с содержанием х полимерного материала в пределах от 0<x<100 вес.%, пластиковой пленке, например, пленке из полиэтилена (ПЭ), полиэтилентерефталата (ПЭТ), полибутилентерефталата (ПБТ), полиэтиленнафталата (ПЭН), полипропилена (ПП) или полиамида (ПА) или многослойного композиционного материала, прежде всего, комплекса нескольких различных пленок (композита) или комбинации из бумаги и пленок (пленка/бумага/пленка или бумага/пленка/бумага), при этом защитный элемент может быть предусмотрен в, или на, или между каждым из слоев такого многослойного композита.

На фиг.31 схематически показан инструмент 30 для тиснения, с помощью которого в носителе 8 могут быть вытиснены фасеты 5 согласно фиг.5. Для этого инструмент 30 для тиснения имеет поверхность 31 тиснения, в которой выполнена инвертированная форма подлежащей тиснению структуры поверхности.

Конечно, не только для формы осуществления согласно фиг.5 может быть изготовлен соответствующий инструмент для тиснения. Также и для других описанных форм осуществления таким же образом может быть предоставлен в распоряжение инструмент для тиснения.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1	Защитный элемент
2	Банкнота
3	Поверхность
4	Пиксель
5	Фасеты
6	Линия
7	Поверхность
8	Носитель
9	Воспроизведенная поверхность
10	Зеркальная поверхность
15	Линия высот
16	Микропризма
19	Защитная нить
20	Бугор
21	Впадина
22	Линза
23	Вогнутый участок
24	Выпуклый участок
25	Пилообразная структура
26	Пилообразная структура
27	Пилообразная структура
28	Призматическая поверхность
29	Вспомогательная призма
30	Инструмент для тиснения
31	Поверхность тиснения
40	Прозрачный слой
41	Пленка
42	Пигментированный лак
43	Полупрозрачное зеркальное покрытие
L	Падающий свет
L1	Падающий свет
L2	Падающий свет
PI	Стрелка
P2	Стрелка

1. Защитный элемент для защищенной от подделки бумаги, ценного документа или подобных изделий, содержащий носитель с участком поверхности, разделенным на множество пикселей, каждый из которых содержит по меньшей мере один производящий оптический эффект фасет (5), при этом большая часть пикселей имеет по несколько производящих оптический эффект фасетов с одинаковой ориентацией на пиксель, и фасеты ориентированы так, что указанный участок поверхности воспринимается наблюдателем как поверхность, выдающаяся вперед и/или отступающая назад относительно фактической пространственной формы участка поверхности.

2. Защитный элемент по п. 1, в котором ориентация фасетов выбрана так, что участок поверхности воспринимается наблюдателем как неплоская поверхность.

3. Защитный элемент по п. 1, в котором производящие оптический эффект фасеты выполнены в виде отражательных фасетов.

4. Защитный элемент по п. 1, в котором производящие оптический эффект фасеты выполнены в виде пропускающих свет фасетов с преломляющим эффектом.

5. Защитный элемент по п. 1, в котором производящие оптический эффект фасеты выполнены так, что пиксели не имеют оптически дифракционного действия.

6. Защитный элемент по п. 1, в котором площадь каждого пикселя по меньшей мере на один порядок меньше, чем площадь участка поверхности.

7. Защитный элемент по п. 1, в котором фасеты выполнены в поверхности носителя.

8. Защитный элемент по п. 1, в котором фасеты выполнены в виде внедренных фасетов.

9. Защитный элемент по п. 1, в котором фасеты выполнены в виде по существу плоских элементов поверхности.

10. Защитный элемент по п. 1, в котором ориентация фасетов определена их наклоном и/или их азимутальным углом.

11. Защитный элемент по п. 1, в котором фасеты образуют периодическую или апериодическую решетку, и период решетки фасетов составляет от 1 до 300 мкм, предпочтительно от 3 до 100 мкм, особо предпочтительно от 5 до 30 мкм.

12. Защитный элемент по одному из пп. 1-11, в котором фасеты снабжены, по меньшей мере на отдельных участках, отражающим или усиливающим отражение покрытием.

13. Защитный элемент по одному из пп. 1-11, в котором фасеты снабжены, по меньшей мере на отдельных участках, изменяющим при наклоне цвет покрытием.

14. Защитный элемент по п. 1, в котором максимальная протяженность пикселя составляет от 5 мкм до 5 мм, предпочтительно от 10 до 300 мкм, особо предпочтительно от 20 до 100 мкм.

15. Защитный элемент по п. 1, в котором участок поверхности воспринимается наблюдателем как воображаемая поверхность, характер отражения или пропускания которой не может быть получен с помощью реальной выпуклой отражающей или пропускающей свет поверхности, при этом участок поверхности воспринимается, прежде всего, как поворачивающее изображение зеркало.

16. Защитный элемент по п. 1, в котором по меньшей мере один фасет на своей поверхности имеет рассеивающую свет микроструктуру, предпочтительно выполненную так, что создается рассеяние с предпочтительным направлением для получения матовой структуры.

17. Защитный элемент по п. 1, в котором ориентации нескольких фасетов изменены по сравнению с ориентациями фасетов, обеспечивающими получение выдающейся вперед и/или отступающей назад поверхности так, что участок поверхности хотя и воспринимается как выдающаяся вперед и/или отступающая назад поверхность, но выглядит матовым.

18. Ценный документ с защитным элементом по одному из предшествующих пунктов.

19. Способ изготовления защитного элемента для защищенных от подделки бумаг, ценных документов или подобных изделий, характеризующийся тем, что участок поверхности носителя модулируют по высоте, разделяя этот участок поверхности на множество пикселей, каждый из которых имеет по меньшей мере один производящий оптический эффект фасет, при этом большая часть пикселей имеет по несколько производящих оптический эффект фасетов с одинаковой ориентацией на пиксель, и фасеты ориентированы так, что указанный участок поверхности воспринимается наблюдателем изготовленного защитного элемента как поверхность, выдающаяся вперед и/или отступающая назад относительно фактической пространственной формы участка поверхности.

20. Инструмент для тиснения с поверхностью тиснения, с помощью которой в носителе может быть вытиснена форма фасетов защитного элемента по одному из пп. 1-17.

21. Применение защитного элемента по одному из пп. 1-17 в качестве матрицы для экспонирования объемной голограммы.