ОПТИЧЕСКИЙ ЗАЩИТНЫЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 2009 года по МПК G06K19/16 G02B27/44 B42D15/10 

Изобретение относится к оптическому защитному элементу со слоем подложки, в котором в области поверхности слоя подложки на участках сформирована первая микроструктура для формирования первого оптически распознаваемого эффекта в слое подложки.

В патенте US 63512 537 B1 описано применение защитного элемента, который реализует голограмму и скрытое изображение на общей подложке-носителе. В случае голограммы речь идет о наблюдаемой в естественном свете голограмме, которая формируется дифракционной оптической структурой, сформированной в фотополимерной пленке, и наблюдается без применения источника монохроматического когерентного света (лазера). Скрытое изображение размещено на подложке, предпочтительно вблизи голограммы. Скрытое изображение делается видимым с помощью декодирующего устройства. В качестве декодирующего устройства применяются цифровые устройства копирования или сканеры. Кроме того, описано, что в качестве декодирующего устройства применяется прозрачный носитель, на котором нанесен печатью линейный растр с соответствующим интервалом между линиями, соответствующим желательной частоте развертки.

При этом скрытое изображение вырабатывается из выходного изображения за счет того, что сначала частотные компоненты выходного изображения, которые превышают удвоенную частоту развертки декодирующего устройства, удаляются, и остальные частотные компоненты отображаются на оси частот, которая соответствует половинной частоте развертки.

Тем самым в подложке формируется первый защитный признак, а именно - голограмма, и второй защитный признак, а именно - скрытое изображение, за счет чего повышается количество защитных признаков и, следовательно, защищенность от подделки.

В патенте US 5999380 описан голографический способ повышения защищенности от подделки, при котором в голограмме формируется скрытое изображение, которое распознается только посредством специального устройства оценки. Только если такое устройство оценки перемещается над голограммой, то наблюдатель может оптически распознать скрытое изображение.

При этом подобная голограмма со скрытым изображением вырабатывается в процессе кодирования, в основе которого, с одной стороны, лежит фоновое изображение, а с другой стороны - скрываемое в голограмме изображение. Фоновое изображение состоит из множества параллельных черных полос. В процессе кодирования только те части скрываемого образца, которые лежат над черными полосами фонового изображения, преобразуются в белый цвет, а части, лежащие над белой частью фонового изображения, сохраняются в черном цвете. Чтобы в полученном таким образом изображении скрытый образец сделать еще менее распознаваемым для невооруженного глаза наблюдателя, на полученное изображение дополнительно накладывается оптический шумовой образец.

Задачей изобретения является дополнительно улучшить защищенность от подделки оптических защитных элементов.

Эта задача в соответствии с изобретением решается оптическим защитным элементом, в котором в области поверхности слоя подложки на участках сформирована первая микроструктура для выработки первого оптически распознаваемого эффекта в слое подложки, при этом область поверхности разделена на микроскопически мелкие участки образца и фоновую область, и первая микроструктура сформирована на участках образца, но не в фоновой области, микроскопически мелкие участки образца размещены в области поверхности в форме муарового образца, в котором закодирована оцениваемая посредством соответствующего верифицирующего элемента скрытая информация в виде защитного признака, причем микроскопически мелкие участки образца дополнительно структурированы в соответствии с функцией подструктурирования, которая описывает служащее в качестве дополнительного защитного признака микроскопическое структурирование муарового образца.

При этом муаровый образец представляет собой образованный из повторяющихся структур образец, который при наложении или при наблюдении через другой образец, образованный из повторяющихся структур, показывает новый образец, который скрыт в муаровом образце.

Посредством наложения на муаровый образец декорирующей структуры образец, скрытый в муаровом образце, за счет муарового эффекта становится видимым. Классический муаровый эффект возникает из взаимодействия между налагающимися друг на друга темными и светлыми структурами. Он является результатом геометрического распределения темных и светлых зон в налагающихся друг на друга участках, причем участки, в которых темные элементы попадают друг на друга, кажутся более светлыми, чем участки, на которых темные элементы накладывающихся друг на друга участков располагаются рядом друг с другом.

Изобретение предлагает защитный элемент, который весьма трудно подделать, за счет вложенных друг в друга различных защитных признаков. За счет подструктурирования расположенных в форме муарового образца микроскопически мелких участков образца микроструктуры в области поверхности осуществляется дополнительное кодирование информации, которая не распознается ни невооруженным глазом, ни относящимся к муаровому образцу верифицирующим элементом. Конкретное выполнение подструктуры может, однако, распознаваться с помощью лупы или через микроскоп и может служить в качестве дополнительного защитного признака или в целях идентификации. Так как подструктурирование оказывает влияние на усредненную степень заполнения площади в пределах участков муарового образца, осуществление изменения в подструктурировании также оказывает влияние на оптические эффекты, которые становятся наблюдаемыми при проверке области поверхности с помощью верифицирующего элемента, соответствующего муаровому образцу. Так, например, подобные изменения становятся различимыми за счет возникновения неоднородных зон (при наблюдении с использованием верифицирующего элемента или без него), или за счет изменения оптических эффектов, возникающих при сдвиге или повороте верифицирующего элемента. Оптические эффекты, создаваемые посредством подструктурирования, конфигурирования участков образца и микроструктуры, взаимодействуют друг с другом и перекрываются, за счет чего затрудняется возможность их имитации, и подделка легко распознается.

Кроме того, генерируемые соответствующим изобретению защитным элементом оптические эффекты невозможно имитировать посредством содержащегося в голограмме муарового изображения. Поэтому копирование посредством обычных голографических методов, как это возможно, например, при простой реализации скрытого изображения в голограмме, становится невозможным. За счет этого еще больше повышается защищенность от подделки.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения отражены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Предпочтительно, в качестве первой микроструктуры использовать дифракционную решетку, дифракционную структуру для формирования первой голограммы или матовую структуру. Предпочтительным оказалось формирование в фоновой области отражающей поверхности, прозрачной поверхности (микрометаллизации), второй дифракционной решетки, отличающейся от первой дифракционной решетки, дифракционной структуры для формирования второй голограммы или матовой структуры.

Первая и вторая дифракционные решетки могут при этом, например, различаться по углу азимута, частоте решетки или форме профиля.

Под матовыми структурами следует понимать структуры с рассеивающими свойствами. Эти рассеивающие свойства могут вырабатываться посредством микроструктуры со стохастическим профилем поверхности или посредством дифракционной структуры, обладающей подобными свойствами. Подобные дифракционные структуры могут также вырабатываться голографическим способом. В случае первой и второй матовых структур речь может идти об изотропных и анизотропных матовых структурах. Изотропные матовые структуры имеют симметричный конус рассеяния; в противоположность этому, анизотропные матовые структуры проявляют асимметричные рассеивающие свойства и, например, предпочтительное направление рассеяния. Первая и вторая матовые структуры различаются при этом, например, по углу раскрыва конуса рассеяния и/или по предпочтительному направлению рассеяния.

Разумеется, фоновая область также может содержать различные матовые структуры.

За счет того, что в фоновой области сформирована микроструктура, отличающаяся от микроструктуры участка образца, возникают другие оптические эффекты суперпозиции, за счет чего защищенность от подделки защитного элемента дополнительно повышается.

Кроме того, также можно использовать микрометаллизацию в качестве другого варианта подструктурирования. Контраст достигается за счет различия между отражающим слоем и прозрачным участком. В этом случае участок образца также может быть выполнен зеркальным. Кроме того, микрометаллизация может комбинироваться с полупрозрачным HRI-слоем в фоновом слое. Как на участке образца, так и в фоновой области, может к тому же иметься одна и та же дифракционно-оптическая структура, причем контраст достигается за счет различной отражательной способности.

Предпочтительным является, если муаровый образец состоит из линейного растра, состоящего из множества линий с расстоянием между линиями в пределах от 40 до 200 микрон. Этот линейный растр на отдельных участках для формирования скрытой информации сдвинут по фазе. Наряду с линейным растром, также возможен вариант, когда линии линейного растра имеют искривленные участки, например, в форме волны или окружности. Для декодирования скрытой информации в этом случае необходим соответствующий верифицирующий элемент, который также имеет линейный растр, сформированный аналогичным образом. Таким образом, оказывается возможным декодировать скрытую информацию только посредством специального индивидуального верифицирующего элемента, за счет чего защищенность от подделки защитного элемента дополнительно повышается. Кроме того, имеется возможность выполнения муарового образца из двух повернутых на 90 градусов относительно друг друга линейных растров. За счет этого достигается предпочтительный результат, когда в муаровом образце можно кодировать не одну, а две различные скрытые информации. Путем поворота верифицирующего элемента эти информации могут оцениваться последовательно одна за другой. И в этом случае повышается защищенность от подделки оптического защитного элемента.

Усредненное заполнение площади муарового образца по отношению к разрешающей способности человеческого глаза, а также усредненное заполнение площади подструктурирования, описываемого функцией подструктурирования, по отношению к разрешающей способности человеческого глаза предпочтительно является постоянным. Поэтому наблюдателю невозможно распознать без использования вспомогательных средств наличие дополнительных защитных признаков.

Предпочтительные эффекты могут быть реализованы за счет того, что усредненное заполнение площади муарового образца по отношению к разрешающей способности человеческого глаза постоянно, а заполнение площади участков образца изменяется из-за частично различного подструктурирования. Тем самым можно путем подструктурирования в области поверхности формировать оптически распознаваемые человеческим глазом образцы, что дополнительно повышает защищенность от подделки.

Функция подструктурирования предпочтительным образом описывает образец взаимозависимого подструктурирования. Однако также возможно, что функция подструктурирования описывает образец невзаимозависимого подструктурирования.

Предпочтительным является то, что функция подструктурирования описывает образец подструктурирования, состоящий из множества подобных отдельных элементов. Дополнительные преимущества обеспечиваются за счет того, что расстояния между отдельными элементами или их ориентация изменяются для кодирования дополнительной информации в подструктурировании. Эта дополнительная информация может применяться как дополнительный защитный признак или в целях сохранения данных. Особенно предпочтительно, если при этом, как отмечено выше, усредненное, разрешаемое человеческим глазом, заполнение площади образца подструктурирования постоянно.

Дальнейшие предпочтительные возможности введения дополнительной информации и защитных признаков посредством подструктурирования заключаются в том, что функция подструктурирования описывает микро-текст или нано-текст или накладывается на двумерный растр. Предпочтительные значения высоты букв микро-текста или нано-текста находятся при этом в диапазоне от 50 до 80 мкм. Вместо микро-текста или нано-текста или в комбинации с ними функция подструктурирования также может описывать нано-изображения, которые образованы, например, из пикселей величиной 1 мкм х 1 мкм. Такое нано-изображение может представлять собой логотип фирмы. Предпочтительно подобные нано-изображения имеют размеры порядка от 20 мкм до 100 мкм.

Дополнительные предпочтительные эффекты могут быть реализованы за счет того, что участки образца структурируются с асимметричным профилем поверхности. За счет этого подструктурирование особенно проявляется на оптических эффектах, проявляющихся наблюдателю, при сдвиге верифицирующего элемента. При этом особенно предпочтительным является фазовый сдвиг по отношению друг к другу только центров тяжести площадей участков образца для формирования скрытой информации, чтобы центры тяжести площадей, а не линии контуров участков образца были расположены согласно муаровому образцу. При этом разрешается чисто линейный растр, так что и при корректной ориентации верифицирующего элемента существуют позиции верифицирующего элемента, в которых частичные зоны не сдвинутых по фазе и сдвинутых по фазе участков образца накладываются друг на друга в их оптическом действии.

Ниже изобретение поясняется на нескольких примерах выполнения ссылками на чертежи, на которых показано следующее

Фиг.1 - изображение в сечении соответствующего изобретению оптического защитного элемента.

Фиг.2 - схематичное изображение области поверхности оптического защитного элемента по фиг.1.

Фиг.3а-3d - схематичные изображения возможных образцов подструктурирования соответствующего изобретению оптического защитного элемента.

Фиг.4 - схематичное изображение области поверхности соответствующего изобретению оптического защитного элемента согласно другому варианту осуществления изобретения.

Фиг.5а и 5b - схематичное изображение фрагментов области поверхности соответствующего изобретению оптического защитного элемента согласно другому варианту осуществления изобретения.

Фиг.6а и 6b - схематичное изображение фрагментов области поверхности соответствующего изобретению оптического защитного элемента согласно другому варианту осуществления изобретения.

Фиг.7 - схематичное изображение нескольких частичных зон соответствующего изобретению оптического защитного элемента согласно другому варианту осуществления изобретения.

На фиг.1 показана тисненная пленка 1, которая содержит несущую пленку 11 и переносимый слой 12, служащий в качестве оптического защитного элемента. Переносимый слой 12 содержит удаляемый и/или защитный слой 13 лака, слой 14 реплицирования, отражающий слой 15 и клеящий слой 16.

Несущий слой 21 состоит, например, из полимерной пленки толщиной от 12 мкм до 50 мкм. На эту несущую пленку наносится удаляемый и/или защитный слой 13 лака толщиной от 0,3 до 1,2 мкм. На удаляемый и/или защитный слой лака наносится затем слой 14 реплицирования, предпочтительно, представляющий собой прозрачный, термопластичный пластик, который, например, посредством метода печати наносится по всей площади на пленочную структуру, образованную несущей пленкой 11 и удаляемым и/или защитным слоем 13 лака. Нанесение может осуществляться, например, валком глубокой печати с усилием нанесения 2,2 г/мм после сушки, причем сушка осуществляется в канале сушки при температуре от 100 до 120°. В слой реплицирования затем посредством инструмента для выполнения оттиска на участках 17 реплицируется микроскопическая поверхностная структура. Например, такая микроскопическая поверхностная структура выполняется оттиском при температуре примерно 130° с использованием никелевой матрицы.

Однако также возможно, что реплицирование проводится способом ультрафиолетового реплицирования, при котором на пленочную структуру, образованную несущей пленкой 11 и удаляемым и/или защитным слоем 13 лака, наносится лак для ультрафиолетового реплицирования, который затем для реплицирования микроструктуры облучается на участках ультрафиолетовым излучением.

После реплицирования микроструктуры в слой реплицирования лак для реплицирования отверждается посредством образования полимерной сетки (сшивания) или иным способом.

Также можно формировать микроструктуру в слое 14 голографическими методами. Для этого, при голографической подсветке фоновая область накрывается соответствующей маской или микроструктура после подсветки в фоновой области удаляется.

На слой 14 реплицирования затем наносится тонкий отражающий слой 15, который, предпочтительно, представляет собой тонкий напыляемый металлический слой или слой из материала с высоким коэффициентом отражения (HRI-слой). В качестве материала для HRI-слоя могут использоваться, например, TiO₂, ZnS или Nb₂O₅. В качестве материала для металлического слоя могут, в основном, использоваться хром, алюминий, медь, железо, никель, серебро, золото или сплавы с этими металлами. Кроме того, вместо подобного металлического или диэлектрического отражающего слоя может использоваться тонкопленочная слоистая структура с несколькими диэлектрическими или с диэлектрическими и металлическими слоями.

На образованную таким образом пленочную структуру затем наносится клеящий слой 16, который состоит, например, из термически активируемого клея.

Для нанесения оптического защитного элемента на защищаемый документ или иной предмет, для которого должна быть обеспечена защита, тисненая пленка 1 с переносимым слоем 12 сначала наносится на защищаемый документ или иной защищаемый предмет, и затем под воздействием тепла запрессовывается в защищаемый документ или иной защищаемый предмет. При этом переносимый слой соединяется посредством клеящего слоя с соответствующей поверхностью защищаемого документа или иного защищаемого предмета. Затем, вследствие действия тепла, переносимый слой 12 отслаивается от несущей пленки 11, которая теперь отделяется от переносимого слоя 12 и удаляется. При этом на защищаемом документе или ином защищаемом предмете оказывается нанесенным соответствующий изобретению оптический защитный элемент, который состоит из переносимого слоя 12 или частей переносимого слоя 12.

Также возможно, что соответствующий изобретению оптический защитный элемент является частью переводной или слоистой пленки, или образован из тисненой пленки, липкой пленки, переводной пленки или слоистой пленки. Кроме того, также возможно, что соответствующий изобретению оптический защитный элемент, наряду с показанными на фиг.1 слоями 13, 14, 15 и 16, также содержит другие слои. Подобные слои могут представлять собой, например, цветные декоративные слои или слои тонкопленочной многослойной системы, которая, посредством интерференции, формирует зависимые от угла наблюдения цветовые эффекты.

Кроме того, также можно отражающий слой 15 выполнить только частично или совсем отказаться от него, так что оптический защитный элемент действует как прозрачный, а не отражательный защитный элемент. Также можно отказаться от клеящего слоя 16.

Как пояснено выше, микроструктура реплицируется в слой 14 реплицирования только на участках, так что в слое 14 реплицирования имеются участки 17, на которых микроструктура реплицирована, и участки 18, на которых микроструктура не реплицирована в поверхность слоя 14 реплицирования. На фиг.2 показан участок поверхности оптического защитного элемента, образованного переносимым слоем 12, с помощью которого наглядно показано, на каких участках осуществляется реплицирование микроструктуры в поверхность слоя 14 реплицирования.

На фиг.2 показан участок поверхности, который разделен на фоновую область 20 и множество участков 21-40 образца. Как показано на фиг.2, участки 21-39 образца имеют подструктурирование согласно функции подструктурирования, причем функция подструктурирования описывает подструктурирование соответствующего участка образца в форме меандрового образца. Участки 22, 24 и 26 образца удалены от участка 21 образца, предпочтительно на расстояние от 40 до 300 мкм. За счет такого расстояния достигается то, что, с одной стороны, оптические эффекты, сформированные микроструктурами, размещенными на участках 21, 22, 24 и 26 образца, смешиваются в глазу наблюдателя, а не разрешаются по отдельности, и, с другой стороны, обеспечиваются достаточно большие отдельные площадки для соответственно сформированной микроструктуры. Соответствующим образом разнесены относительно друг друга также участки 22, 24, 26, 27, 29, 31, 32, 34, 36, 37 и 39 образца.

Как показано на фиг.2, в V-образной частичной зоне 3 области 2 поверхности участки 23, 28, 35, 38, 40, 35, 30 и 24 образца размещены со сдвигом фазы относительно окружающих их участков 21, 22, 26, 27, 29, 31, 32, 34, 36, 37 и 39 образца.

Участки 21-40 образца образуют в соответствии с этим, посредством вышеописанной функции подструктурирования, дополнительно структурированный линейный растр с множеством равномерно разнесенных дополнительно структурированных линий, причем линейный растр в частичной зоне 3 сдвинут по фазе для формирования скрытой информации.

На участках 21-40 образца сформирована первая микроструктура, представляющая собой, предпочтительно, дифракционную структуру двумерной (2D) или двумерной/трехмерной (2D/3D) голограммы.

Кроме того, возможно, что микроструктура образована дифракционной решеткой с пространственной частотой более 300 линий/мм. Предпочтительные пространственные частоты подобной дифракционной решетки лежат в пределах от 600 до 1800 линий/мм. Кроме того, может быть предпочтительным использовать дифракционную решетку с очень высокой пространственной частотой, которая меньше длины волны света. Также могут применяться дифракционные решетки нулевого порядка или асимметричные дифракционные решетки. При этом параметры решетки для дифракционной решетки могут быть постоянными на участках 21-40 образца, но также могут изменяться, чтобы таким образом сформировать Kinegram®-эффект или иные оптические эффекты, которые формируют оптическое представление, зависимое от угла наблюдения.

Кроме того, также возможно, что микроструктура выполнена в виде матовой структуры на участках 21-40 образца.

Также возможно предусмотреть, посредством частичной металлизации, на участках 21-40 образца прозрачные зоны, и, напротив, в фоновой области 20 дифракционную структуру.

В фоновой области 20, которая составляется из не покрытых участками 21-40 образца частичных зон области 2 поверхности, не формируется микроструктура в слое 14 реплицирования, так что там имеет место планарная отражающая поверхность, от которой поднимается сформированная на участках 21-40 образца микроструктура.

Однако также возможно, что в фоновой области 20, вместо планарных отражающих элементов, сформирован пропускающий элемент, дифракционная решетка, формирующая голограмму дифракционная структура или матовая структура.

Если на участках 21-39 образца сформирована дифракционная структура голограммы, то в фоновой области 20, предпочтительно, сформирована матовая структура, дифракционная решетка или дифракционная структура другой голограммы, которая отличается по направлению наблюдения и/или по цветовому представлению от первой голограммы. Если на участках 21-40 образца сформирована матовая структура, то в фоновой области 20, предпочтительно, сформирована вторая матовая структура с отличающейся характеристикой рассеяния. Если на участках 21-40 образца сформирована дифракционная решетка, то в фоновой области 20, предпочтительно, сформирована матовая структура или дифракционная решетка, отличающаяся от данной дифракционной решетки по параметрам решетки, например, по числу линий, или по ориентации.

Для верификации закодированной в области 2 поверхности информации (буква «V») применяется верифицирующий элемент, который состоит из линзового растра или выполненного печатью линейного растра с расстоянием между линиями, соответствующим расстоянию между линиями на участках 21-40 образца. Если верифицирующий элемент ориентируется на области 2 поверхности таким образом, что он покрывает участки 21, 22, 26, 27, 29, 31, 32, 34, 36, 37 и 39 образца, то обусловленный участками 21-40 образца оптический эффект формируется только в частичной зоне 3. Наблюдатель воспринимает в частичной зоне 3 оптический эффект, являющийся результатом суперпозиции оптического эффекта, формируемого в фоновой области 20, и оптического эффекта, формируемого на участках образца. Напротив, наблюдатель воспринимает в частичной зоне области 3 поверхности, окружающей частичную зону 3, только тот оптический эффект, который формируется в фоновой области 20. Если верифицирующий элемент ориентируется таким образом, что он покрывает участки 23, 25, 28, 30, 33, 35, 38 и 40 образца, то получается обратная ситуация. Если верифицирующий элемент не накладывается на область 2 поверхности, то для наблюдателя в этой области поверхности возникает оптическое представление, которое получается из суперпозиции оптического эффекта, сформированного в области образца, и оптического эффекта, сформированного в фоновой области. Если на участках образца и в фоновой области сформированы, например, дифракционные структуры двух различающихся по направлению наблюдения и/или цветовому представлению голограмм, то при наблюдении без верифицирующего элемента обе голограммы будут распознаваться наблюдателем, причем при использовании верифицирующего элемента одна голограмма наблюдается только в частичной зоне 3, или другая голограмма наблюдается только в частичной зоне области 2 поверхности, окружающей частичную зону 3.

Так как усредненное заполнение поверхности функцией меандрового подструктурирования по отношению к разрешающей способности человеческого глаза постоянно, то она не влияет на формируемое при наблюдении восприятие в вышеописанных ситуациях. Однако она может распознаваться с помощью лупы или под микроскопом и служить в качестве дополнительного защитного признака или для идентификации. Как описано выше, при сдвиге верифицирующего элемента в области 2 поверхности за счет подструктурирования возникают дополнительные оптически распознаваемые эффекты, которые могут служить в качестве дополнительного защитного признака.

Сдвиг фазы на 180° между участками образца в частичной зоне 3 и окружающими их участками образца обеспечивает особенно большой контраст при наблюдении через верифицирующий элемент, так как тогда может быть покрыта вся область поверхности участков образца в частичной зоне 3, а окружающие их участки образца не покрыты. Разумеется, при этом также возможно некоторое отклонение от фазового сдвига на 180°. Также может обеспечить преимущества, если на том или ином участке образца предусмотреть фазовый сдвиг, существенно отличающийся от 180°, например, на 45° или 135°. Так, например, можно реализовать скрытые изображения с градациями серого, в которых градации серой шкалы кодированы посредством фазового сдвига.

Вместо применения линейного растра линейной формы для конфигурации участков 21-40 образца можно применять комплексный, например, волнообразный линейный растр, причем в данном случае также в частичных зонах линейного растра можно осуществить фазовый сдвиг участков образца, чтобы кодировать скрытую информацию в линейном растре. Для оценки используется верифицирующий элемент, который покрывает участки поверхности в соответствии с этим линейным растром.

Со ссылками на фиг.3а-4 ниже поясняются другие возможности подструктурирования участков образца.

На фиг.3а показано множество участков 41 образца, которые дополнительно структурированы согласно функции подструктурирования, описывающей меандровое подструктурирование. При этом не требуется, чтобы функция подструктурирования описывала образец взаимосвязанного подструктурирования. Так на фиг. 3b показаны дополнительно структурированные участки 42 образца, которые дополнительно структурированы согласно образцу подструктурирования, сформированному из множества подобных элементов 43.

Расстояния между отдельными элементами и ориентация отдельных элементов могут при этом варьироваться, если средняя разрешаемая человеческим глазом степень заполнения поверхности образца подструктурирования остается постоянной.

На фиг.3с показано такое подструктурирование двух смежных участков 44 и 45 образца, в которых расстояние между отдельными элементами 43 варьируется. Как показано на фиг.3с, при этом среднее заполнение поверхности образца подструктурирования остается постоянным. За счет подобного изменения расстояний можно в оптическом защитном элементе кодировать дополнительную, например, оцениваемую электронным способом информацию.

Фиг.3d иллюстрирует возможность кодирования информации в подструктурировании не только за счет различного расстояния между отдельными элементами, но и за счет их различной ориентации, и при этом сохранения среднего разрешаемого человеческим глазом заполнения поверхности образца подструктурирования постоянным.

Фиг.3d показывает такие три смежные участка 46, 47, 48 образца, которые, соответственно, образованы пятью отдельными элементами, которые различаются по своей ориентации и по своему расстоянию.

Кроме того, можно кодировать информацию дополнительно посредством различного фазового положения смежных отдельных элементов в образце подструктурирования.

На фиг.4 показана область 5 поверхности, которая разделена на фоновую область 50 и участки 51-90 образца. Участки 50-90 образца при этом структурированы согласно функции подструктурирования, которая описывает микротекст или нанотекст. Высота букв этого микротекста или нанотекста составляет в данном примере выполнения, показанном на фиг.4, 60 мкм.

Участки поверхности в V-образной частичной зоне 6 области 5 поверхности, аналогично примеру выполнения по фиг.2, сдвинуты по фазе относительно окружающих их участков образца. Образующая фоновую область 50 часть оптического защитного элемента выполнена как фоновая область 2, согласно фиг.1 и фиг.2, и имеет, например, отражающую планарную поверхность, дифракционную решетку, дифракционную структуру голограммы или матовую структуру. Покрытые подструктурированными участками 51-90 образца зоны оптического защитного элемента выполнены как участки 21-40 образца по фиг.2 и фиг.1 и имеют, например, отражающую планарную поверхность, дифракционную решетку, дифракционную структуру голограммы или матовую структуру.

Вместо показанной на фиг.4, примененной для подструктурирования комбинации букв “TEXT”, разумеется, можно выбрать иную комбинацию букв, которая также может отображать сложное содержание. Кроме того, можно вместо или в комбинации с буквами или комбинациями букв для подструктурирования применять наноизображения.

Кроме того, также возможно, что подструктурирование может составляться из комбинации различных вышеописанных возможных вариантов подструктурирования, или, например, построчно может применяться одно или другое подструктурирование.

На фиг.5а показано подструктурирование участков образца и фоновой области, при котором фоновая область дополнительно структурирована посредством подструктурирования 94, и участки образца - посредством подструктурирования 93.

При этом в областях подструктурирований 93 и 94 могут предусматриваться различные дифракционные оптические структуры. Линейный растр вновь сдвигается на полпериода в соответствии с кодируемой скрытой информацией. Если накладывается верифицирующий элемент (например, линейный растр из прозрачных и непрозрачных участков с одинаковым периодом), то он накрывает, например, на левой стороне, структуры в подструктурировании 94, в то время как верифицирующий элемент на правой стороне накрывает соответственно структуры в подструктурировании 93.

По сравнению с вышеописанными вариантами, в данном случае речь идет о дополнительно структурированной, согласно “TEXT”, фоновой области меандра.

В фоновой области двух различным образом дополнительно структурированных линейных растров могут, кроме того, находиться, например, зеркальная или другая структура, которая отличается от обеих дифракционных оптических структур линейного растра, например, в меандровой или текстовой.

На фиг.5b иллюстрируется другая возможность дополнительного структурирования участков образца.

На фиг.5b показано множество дополнительно структурированных участков 91 образца, которые сдвинуты по фазе относительно дополнительно структурированных участков 92 образца. Как показано на фиг.5, участки 91 и 92 образца дополнительно структурированы посредством соответствующего асимметричного образца подструктурирования, так что центр тяжести поверхности участков образца за счет такого дополнительного структурирования смещается вверх или вниз.

Этот эффект может быть применен для того, чтобы, вместо показанного на фиг.2 и фиг.4 сдвига фазы в частичных зонах 3 или 6, соответственно, сдвинуть только центр тяжести поверхности дополнительно структурированного участка образца, полученного за счет подструктурирования, на половину периода верифицирующего элемента. Как показано на фиг.5b, такой фазовый сдвиг на половину периода может быть заменен зеркальным отображением.

Разумеется, также можно, вместо показанного на фиг.5b зеркально-симметричного образца подструктурирования, для участков 91 и 92 образца применить любые различные образцы подструктурирования, которые различаются по своему центру тяжести. Однако при этом предпочтительным является то, что средняя степень заполнения этого образца подструктурирования по отношению к разрешающей способности человеческого глаза остается постоянной и согласованной, так что скрытая информация не может быть распознана невооруженным глазом.

На фиг.6а и 6b показаны дальнейшие возможности подструктурирования участков образца посредством наложения двумерного растра.

Так на фиг.6а показана область 110 поверхности с множеством участков 111-119 образца, а на фиг.6b показана область 120 поверхности с множеством участков 121-126 образца. Как показано на этих чертежах, подструктурирование участков образца получается при этом, соответственно, посредством наложения точечного или линейного растра. Можно видеть, что соответствующие смежные участки образца могут иметь различающийся образец, который возникает вследствие этого наложения. В сечении, однако, каждый участок образца имеет одну и ту же оптическую плотность, так что соответственно покрытая дифракционно-оптическими структурами поверхность представляется наблюдателю однородной, так как это подструктурирование не разрешается глазом.

На фиг.6с показана область 130 поверхности с участками 131-136 и 137-144 образца, которые конфигурированы согласно двумерному растру. Показанный на фиг.6а и 6b принцип подструктурирования посредством наложения линейного и точечного растра применяется в данном случае для того, чтобы кодировать на участке образца две различные скрытые информации, которые могут оцениваться при двух различных направлениях ориентации (0° и 90°).

На фиг.7 показано множество частичных зон 140, 150, 160, 170 и 180 области поверхности. В частичной зоне 140 размещено множество сдвинутых по фазе относительно друг друга подструктурированных участков 142 и 141 образца. В частичных зонах 150, 160, 170 и 180 размещено множество сдвинутых по фазе относительно друг друга подструктурированных участков 152 и 151, 162 и 161, 172 и 171, 182 и 181 образца.

Как видно из фиг.7, образцы подструктурирования в частичных зонах 140, 150, 160, 170 и 180 различаются тем, что их усредненная, разрешаемая человеческим глазом степень заполнения поверхности различна. Таким образом, усредненная степень заполнения поверхности образца подструктурирования постоянна только в соответствующей частичной зоне, так что кодированная за счет сдвига фазы информация для наблюдателя остается неразличимой без использования верифицирующего элемента.

За счет подобного парциально различающегося подструктурирования участков образца достигается то, что соотношение усредненной степени заполнения поверхности участками образца и фоновой областью парциально варьируется, так что на передний план выступает отдельно либо больше оптических эффектов, формируемых на участках образца, либо больше оптических эффектов, формируемых в фоновой области. При этом скрытая информация может распознаваться посредством верифицирующего элемента с более высоким контрастом при среднем отношении площадей участков образца и фоновой области. Контраст исчезает при 0% или 100% заполнении поверхности участками образца.

За счет такого парциального варьирования функции подструктурирования, которое также может осуществляться «квази-непрерывно», может, таким образом, формироваться дополнительный распознаваемый наблюдателем защитный признак, например, информация изображения на представлении в градациях серого.

Изобретение относится к оптическому защитному элементу. Изобретение позволяет повысить защищенность оптического защитного элемента от подделки. Оптический защитный элемент имеет слой подложки, в котором в области (2) поверхности на участках сформирована первая микроструктура для формирования первого оптически распознаваемого эффекта. Область (2) поверхности разделена на микроскопически мелкие участки (21-40) образца и фоновую область (20). Первая микроструктура (17) сформирована на участках (21-40) образца, но не в фоновой области. Микроскопически мелкие участки (21-40) образца размещены в области (2) поверхности в форме муарового образца, в котором закодирована оцениваемая посредством соответствующего верифицирующего элемента скрытая информация в виде защитного признака. Микроскопически мелкие участки (21-4) образца дополнительно структурированы в соответствии с функцией подструктурирования, которая описывает служащее в качестве дополнительного защитного признака микроскопическое подструктурирование муарового образца. 20 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Оптический защитный элемент со слоем (14) подложки, причем в области (2, 5) поверхности слоя подложки на участках сформирована первая микроструктура (17) для формирования первого оптически распознаваемого эффекта в слое (14) подложки,
отличающийся тем, что
первая микроструктура (17) представляет собой дифракционную структуру, в частности дифракционную решетку, дифракционную структуру для формирования голограммы или матовую структуру, область (2,5) поверхности разделена на микроскопически мелкие участки (21-40, 51-90) образца и фоновую область (20, 50), и первая микроструктура (17) сформирована на участках (21-39, 51-90) образца, но не в фоновой области, микроскопически мелкие участки (21-39, 51-90) образца размещены в области (2, 5) поверхности в форме муарового образца, в котором закодирована оцениваемая посредством соответствующего верифицирующего элемента скрытая информация в виде защитного признака, причем муаровый образец имеет, по меньшей мере, один линейный растр с множеством линий с расстоянием между линиями в диапазоне от 40 до 200 мкм, причем линейный растр на участках сдвинут по фазе для формирования скрытой информации, и микроскопически мелкие участки (21-39, 51-90) образца дополнительно структурированы в соответствии с функцией под-структурирования, которая описывает служащее в качестве дополнительного защитного признака микроскопическое под-структурирование муарового образца, которое кодирует дополнительную информацию в области поверхности, при этом дополнительная информация не имеет возможности считывания ни невооруженным глазом, ни посредством верифицирующего элемента.

2. Оптический защитный элемент по п.1, отличающийся тем, что первая микроструктура (17) представляет собой первую дифракционную решетку.

3. Оптический защитный элемент по п.1, отличающийся тем, что первая микроструктура представляет собой дифракционную структуру для формирования первой голограммы.

4. Оптический защитный элемент по п.1, отличающийся тем, что первая микроструктура представляет собой первую матовую структуру.

5. Оптический защитный элемент по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что в фоновой области (20, 50) размещена отражающая поверхность (18).

6. Оптический защитный элемент по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что в фоновой области (20, 50) сформирована вторая микроструктура, которая образована второй дифракционной решеткой, отличающейся от первой дифракционной решетки.

7. Оптический защитный элемент по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что в фоновой области (20, 50) сформирована вторая микроструктура, которая образована дифракционной структурой для формирования второй голограммы.

8. Оптический защитный элемент по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что в фоновой области (20, 50) сформирована вторая микроструктура, которая образована второй матовой структурой, отличающейся от первой матовой структуры.

9. Оптический защитный элемент по п.1, отличающийся тем, что линейный растр имеет участки, на которых линии линейного растра искривлены.

10. Оптический защитный элемент по п.1, отличающийся тем, что муаровый образец выполнен из двух повернутых, по меньшей мере, на 45° относительно друг друга линейных растров.

11. Оптический защитный элемент по п.1, отличающийся тем, что муаровый образец состоит из двумерного растра.

12. Оптический защитный элемент по п.1, отличающийся тем, что усредненное заполнение поверхности муарового образца, по отношению к разрешающей способности человеческого глаза, является постоянным.

13. Оптический защитный элемент по п.1, отличающийся тем, что усредненное заполнение поверхности под-структурирования, описываемого функцией под-структурирования, по отношению к разрешающей способности человеческого глаза, является постоянным.

14. Оптический защитный элемент по п.1, отличающийся тем, что усредненное заполнение поверхности муарового образца изменяется посредством частично различного под-структурирования (141, 151, 161, 171, 181).

15. Оптический защитный элемент по п.1, отличающийся тем, что функция под-структурирования описывает образец (41) взаимозависимого под-структурирования.

16. Оптический защитный элемент по п.1, отличающийся тем, что функция под-структурирования описывает образец (42, 44, 45, 46, 47, 48) невзаимозависимого под-структурирования.

17. Оптический защитный элемент по п.15, отличающийся тем, что функция под-структурирования описывает образец (42, 44, 45) под-структурирования, состоящий из множества подобных отдельных элементов.

18. Оптический защитный элемент по п.17, отличающийся тем, что расстояния между отдельными элементами (44, 45) и/или их ориентация (46, 47, 48) изменяются для кодирования дополнительной информации, при этом усредненное, разрешаемое человеческим глазом, заполнение поверхности образца под-структурирования остается постоянным.

19. Оптический защитный элемент по п.1, отличающийся тем, что функция под-структурирования описывает микротекст или нанотекст, который имеет высоту букв предпочтительно в диапазоне от 20 до 100 мкм.

20. Оптический защитный элемент по п.1, отличающийся тем, что на функцию под-структурирования наложен двумерный растр.

21. Оптический защитный элемент по п.1, отличающийся тем, что участки (91, 92) образца структурированы с асимметричным профилем поверхности и центры тяжести поверхности участков (91, 92) образца сдвинуты по фазе на участках для формирования скрытой информации.