ЗАЩИТНЫЙ ЭЛЕМЕНТ, ЦЕННЫЙ ДОКУМЕНТ С ТАКИМ ЗАЩИТНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ, А ТАКЖЕ СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАЩИТНОГО ЭЛЕМЕНТА Российский патент 2015 года по МПК B42D25/30 

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 объектам относятся, например, защищенные от подделки бумаги, удостоверения и ценные документы (например, банкноты, чип-карты, пропуска, идентификационные карты, удостоверяющие личность карты, акции, ценные бумаги, основанные на инвестированном капитале, грамоты, талоны, чеки, входные билеты, кредитные карты, медицинские карты и т.п.), а также элементы защиты продукции, например этикетки, печати, упаковки и т.п.

Для такого защитного элемента известно применение оптически изменяющихся защитных красок, таких как они описаны, например, в EP 0 227 423 A2. Такие защитные краски содержат пластинчатые пигменты с тонкопленочным интерференционным покрытием, так что для наблюдателя цвет отдельных пигментов зависит от угла рассмотрения. Защитные краски с описанными пластинчатыми пигментами могут быть напечатаны на банкноту так, что пигменты ориентируются примерно параллельно поверхности банкноты, и поверхность с нанесенной печатью при наклоне банкноты изменяет свой цвет в соответствии с тонкопленочным покрытием пигментов.

Кроме того, известно снабжение таких пигментов дополнительным магнитным слоем (US 4,838,648), так что тогда пигменты могут быть ориентированы и зафиксированы с помощью соответствующих магнитов (US 7,517,578 B2). Таким образом, с одной стороны, пигменты значительно точнее ориентируются параллельно друг другу, что приводит к заметно более высокой насыщенности цвета (=более сочные цвета). С другой стороны, получают возможность, ориентировать пигменты не только параллельно поверхности субстрата, но, в принципе, в любом направлении. прежде всего, пигменты разных областей защитного элемента могут быть также ориентированы в различных направлениях. В зависимости от используемого магнитного устройства между по-разному ориентированными областями могут быть получены как относительно резкие, так и мягкие переходы.

Из JP 2008-80609 A известен еще один способ ориентации пластинчатых пигментов, в котором защитная краска с пигментами наносится на тисненую рельефную структуру так, что пигменты ориентируются примерно параллельно рельефу. Посредством соответствующего оформления рельефа реализуются области с ориентированными по-разному пигментами и соответственно разными цветами.

Описанные оптически изменяющиеся защитные краски, с одной стороны, относительно дороги. С другой стороны, ориентация пигментов посредством магнитов естественным образом ограничена, так как необходимым для ориентации магнитным полям не может быть придана какая угодно форма. Кроме того, защитные элементы не могут быть разрешены особо мелко, что обосновано, во-первых, чаще всего применяемыми способами трафаретной печати, а, во-вторых, не как угодно четких переходах необходимых магнитных полей.

Наряду с изменением цвета защитные краски часто приводят к блестящему эффекту, похожему на лакокрасочное покрытие «металлик» на автомобилях.

Исходя из этого в основе изобретения лежит задача устранить недостатки уровня техники ипрежде всего предоставить в распоряжение защитный элемент, с помощью которого может быть получен по меньшей мере один из описанных эффектов (например, эффект блеска) защитных красок без применения защитных красок.

Согласно изобретению задача решена посредством защитного элемента для защищенной от подделки бумаги, ценного документа или тому подобного, с носителем, который имеет отражательный участок поверхности, который разделен на множество отражательных пикселей, при этом площадь каждого пикселя, по меньшей мере, на порядок величины меньше, чем площадь отражательного участка поверхности, при этом каждый пиксель имеет по меньшей мере один отражательный фасет, который образован в поверхности носителя, при этом по меньшей мере один отражательный фасет отражает падающий на участок поверхности вдоль предварительно предопределенного направления свет направленно в заданное его ориентацией направление отражения, при этом ориентации фасетов различных пикселей на отражательном участке поверхности имеют по существу случайное изменение.

Под «пикселями» здесь подразумеваются малые частичные области отражательного участка поверхности, которые не только могут иметь любую форму очертаний, но ипрежде всего не должны быть расположены на правильном растре.

Выбранная формулировка, согласно которой ориентации фасетов различных пикселей на отражательном участке поверхности имеют по существу случайное изменение, при этом учитывает тот факт, что случайное изменение может быть реализовано, например, с помощью генерированных компьютером «случайных чисел», которые, строго говоря, являются детерминистическими.

По существу случайное изменение ориентаций фасетов реализуется так, что пикселям на отдельных участках сначала присваивается определенная преимущественная (средняя) ориентация, исходя из которой ориентация фасетов отдельных пикселей затем изменяется случайным образом, например, на основе генерированных компьютером случайных чисел или псевдослучайных чисел. Этим достигаетсяпрежде всего то, что ориентации фасетов отдельных пикселей колеблются около заданной на отдельных участках, т.е. участками, средней ориентации. Случайное колебание ориентации в особых вариантах осуществления может иметься только в заданных пределах и/или в соответствии с заданным распределением, например нормальным или одинаковым распределением.

При таком защитном элементе является возможным точно устанавливать для каждого пикселя ориентацию и, тем самым, направление, в котором отражается падающий свет, так что простым образом может быть реализован эффект блеска. Таким образом, при защитном элементе согласно изобретению отражательная поверхность, которая может быть, например, плоской или искривленной поверхностью, может по-прежнему восприниматься как плоская или же искривленная поверхность, но при этом она показывает желательный эффект блеска.

Под по существу случайным изменением ориентаций фасетов на отражательном участке поверхности здесь подразумевается прежде всего то, что для большинства пар непосредственно соседствующих пикселей или же для всех пар непосредственно соседствующих пикселей направления отражения являются различными. При этом предпочтительно для наблюдателя участок поверхности воспринимается в его фактической пространственной форме.

Защитный элемент согласно изобретению можетпрежде всего иметь оптический внешний вид, который практически похож на внешний вид магнитно ориентированных пигментов оптически изменяющихся защитных красок. Для этого выбирают размер пикселя, который примерно соответствует размеру применяемых в таких красках пигментов, например, 30 мкм, и выбирают среднюю ориентацию фасетов различных пикселей аналогично средней ориентации пигментов. Эффект блеска таких красок основан на том, что отдельные пигменты отражают не точно в заданном направлении, а имеется

определенное случайное изменение направлений отражения. Ориентации фасетов различных пикселей в защитном элементе согласно изобретению тоже имеют такое изменение, при этом получается сравнимый эффект блеска.

Под площадью участка поверхности, а также площадью пикселей здесь подразумевается прежде всего соответственно площадь проекции в направлении макроскопических нормалей участка поверхности на плоскость. Предпочтительно площадь каждого пикселя по меньшей мере на два порядка величины меньше, чем площадь отражательного участка поверхности.

В защитном элементе согласно изобретению ориентации фасетов различных пикселей, как преимущество, имеют по существу случайное изменение около участками заданной разной средней ориентации.

Предпочтительно, несколько из пикселей имеют соответственно несколько отражательных фасетов одинаковой ориентации, которые образуют периодическую или апериодическую пилообразную решетку. Также и все пиксели могут иметь соответственно несколько, предпочтительно одинаковое количество, отражательных фасетов одинаковой ориентации.

Предпочтительно, фасеты образованы в виде по существу плоских частей поверхности, что облегчает изготовление. При этом выбранная формулировка, согласно которой фасеты образованы в виде по существу плоских частей поверхности, учитывает тот факт, что на практике технологически обусловленно, как правило, никогда не получаются совершенно плоские части поверхности. В качестве альтернативы фасеты также могут быть выполнены в виде изогнутых (например, вогнутые, выпуклые или волнистые) частей поверхности. При этом кривизна частей поверхности является целесообразным образом незначительной.

Под ориентацией здесь подразумевается прежде всего наклон отражательных фасетов и/или азимутальный угол отражательных фасетов. Конечно, ориентация фасетов может быть также определена и другими параметрами. При этом речь идет прежде всего о двух ортогональных относительно друг друга параметрах, например, двух компонентах вектора нормали соответствующего фасета.

При этом случайное изменение ориентации может происходить в одном или двух измерениях или же пространственных направлениях. Защитный элемент согласно изобретению может быть выполнен прежде всего так, что ориентации фасетов различных пикселей имеют по существу случайное изменение только в одном из определяющих ориентацию фасетов параметров. Так, случайное изменение может относиться прежде всего только к наклону или только к азимутальному углу, или изменение ориентации фасетов может быть выбрано так, что в падающий в соответствующей частичной области отраженный луч света «разветвляется» вокруг заданного направления вращения.

Предпочтительно, заданное изменением ориентации фасетов различных пикселей изменение направлений отражения составляет, по меньшей мере, примерно 1°, предпочтительно, по меньшей мере, примерно 3°, особо предпочтительно, по меньшей мере, примерно 10°.

В защитном элементе согласно изобретению отражательные фасеты могут иметь усиливающее отражение, прежде всего отражающее, покрытие. Усиливающими отражение покрытиями в смысле изобретения также являются покрытия, которые повышают коэффициент отражения только с примерно 20% до примерно 50%, такие как, например, полупрозрачные слои, в то время как при отражающих покрытиях имеется очень высокий коэффициент отражения. Усиливающее отражение покрытие может быть металлическим покрытием, которое нанесено, например, осаждением пара. В качестве материалов покрытия могут быть применены прежде всего алюминий, золото, серебро, медь, палладий, хром, никель и/или вольфрам, а также их сплавы. В качестве альтернативы, усиливающее отражение покрытие может быть также образовано покрытием материалом с высоким показателем преломления.

Прежде всего, на фасетах, по меньшей мере, участками может быть образован изменяющий при наклоне цвет слой. Таким образом желательный эффект изменения цвета при наклоне является устанавливаемым на размер пикселя и, тем самым, с высоким разрешением. В соответствии с одним благоприятным вариантом на фасетах также могут быть образованы участками разные изменяющие при наклоне цвет слои.

Как усиливающее отражение покрытие, так и изменяющий при наклоне цвет слой могут присутствовать в форме узоров, знаков или кодировок и/или иметь выемки в форме узоров, знаков или кодировок.

Предпочтительно, максимальная протяженность пикселя составляет от примерно 5 мкм до 5 мм, предпочтительно от 10 мкм до 300 мкм, особо предпочтительно от 20 мкм до 100 мкм.

Предпочтительно, ширина зубьев или же в случае периодических пилообразных решеток период решетки на пиксель составляет от 1 мкм до 300 мкм, предпочтительно от 3 мкм до 100 мкм, особо предпочтительно от 5 мкм до 30 мкм. Ширина зубьев или же период решетки выбирается прежде всего так, что на пиксель содержится по меньшей мере два фасета одинаковой ориентации, и что дифракционные эффекты практически больше не играют никакой роли для падающего света (например, из диапазона длин волн от 380 нм до 750 нм). Поскольку не возникает никаких или же практически никаких релевантных дифракционных эффектов, фасеты могут быть обозначены как ахроматические или же пиксели могут быть обозначены как ахроматические, которые вызывают направленно ахроматическое отражение. Таким образом, защитный элемент относительно имеющейся за счет фасетов пикселей структуры решетки имеет ахроматическую отражательную способность, при этом защитный элемент с увеличивающимся периодом решетки имеет все более блестящий внешний вид, то есть показывает ярко выраженный эффект блеска. Возможно еще имеющаяся видимость восходящей к пилообразной решетке дифракционной картины может быть - если это желательно - минимизирована, прежде всего за счет изменения периода решетки.

Изменяющий при наклоне цвет слой может быть выполнен 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 по меньшей мере 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.

Изменяющий при наклоне цвет слой может быть также выполнен в качестве интерференционного фильтра, тонкого полупрозрачного металлического слоя с селективным проницанием за счет эффектов плазменного резонанса, наночастиц и т.д. Изменяющий при наклоне цвет слой может быть также реализован, прежде всего, в виде жидкокристаллического слоя, дифракционной рельефной структуры или субдлинноволновой решетки. Также является возможной тонкопленочная система со структурой рефлектор, диэлектрик, абсорбер (образованная в этой последовательности на фасетах или же при рассмотрении защитного элемента сквозь носитель в обратной последовательности). Если нужно, чтобы защитный элемент можно было рассматривать с обеих сторон, напрашивается последовательность слоев абсорбер/диэлектрик/рефлектор/диэлектрик/абсорбер.

Предпочтительно, в защитном элементе может быть предусмотрено по меньшей мере два фасета на пиксель. Это могут быть и три, четыре, пять или больше фасетов.

Защитный элемент может быть выполнен прежде всего так, что азимутальные углы фасетов отдельных пикселей являются случайно распределенными величинами от 0° до 360° (но на пиксель каждый фасет имеет одинаковый азимутальный угол). Также является возможным, что наклоны фасетов на пиксель случайно распределены согласно нормальному распределению (также и здесь на пиксель каждый фасет имеет одинаковый наклон).

Отражательный участок поверхности защитного элемента может быть разделен по меньшей мере на две частичных области или же участка, в которых пиксели имеют различные средние ориентации или же заданные различными средними ориентациями различные направления отражения. Так, например, все фасеты могут иметь одинаковый азимутальный угол. Тогда в первой из обеих частичных областей наклоны фасетов выбраны, например, случайно от 10° до 20°, в то время как наклоны фасетов во второй частичной области из обеих частичных областей выбраны в диапазоне от -20° до -10°. Тогда при наклоне защитного элемента в зависимости от освещения светлой выглядит то первая частичная область, то вторая частичная область, то есть изображение «переворачивается» с позитивного в негативное изображение.

В качестве альтернативы, например, и азимутальные углы могут быть одинаково распределены по всем возможным углам, и наклоны в двух частичных областях могут быть разными, но соответственно фиксированными, например, 10° в первой частичной области и 30° во второй частичной области. Такое изображение имеет то особое свойство, что хотя оно при наклоне защитного элемента и «переворачивается» с позитивного в негативное изображение, при повороте защитного элемента в пределах его плоскости удивительным образом такого эффекта «переворота» не происходит.

Если фасеты имеют изменяющий при наклоне цвет слой, цвета разных частичных областей могут быть различными, так как на изменяющее при наклоне цвет покрытие смотрят под разными углами.

Согласно одному предпочтительному варианту две частичные области также могут быть распределены на различные, вложенные одна в другую частичные поверхности. Таким образом получается, например, так называемое изменяющееся при наклоне изображение.

Кроме того, при защитном элементе согласно изобретению может быть создано впечатление, что имеется «зашумленная» поверхность (предпочтительно, в отражательной поверхности). Дополнительно, фасеты пикселей могут быть ориентированы так, что под определенными углами рассмотрения происходит одновременная яркая вспышка нескольких пикселей. Для этого отражательный участок поверхности на носителе разделяется по меньшей мере на две частичные области, так что пиксели в первой частичной области имеют случайную ориентацию, в то время как пиксели второй или других частичных областей в каждом случае на частичную область все имеют одинаковую или же, по меньшей мере, почти одинаковую ориентацию. Тогда свет источника света в первой частичной области под несколькими углами рассеивается во всех направлениях, в то время как свет в других частичных областях отражается соответственно в узком угловом диапазоне. Тогда наблюдатель под большинством углов видит зашумленное изображение со случайно вспыхивающими пикселями (эффект блеска), в то время как под определенными углами очень ярко вспыхивают другие частичные области.

С помощью защитного элемента согласно изобретению, в принципе, создается возможность подстраивать практически все достижимые с помощью магнитно ориентированных пигментов оптические эффекты. Так, можно назвать прежде всего указанные в US 7,517,578 B2 эффекты «Rolling Bar» или «Double Rolling Bar». При этом целесообразным образом, ориентация фасетов выбрана таким образом, что отражательный участок поверхности имеет непрерывное прохождение средних направлений отражения пикселей. Посредством соответствующей комбинации защитного элемента согласно изобретению с магнитными материалами, например, внедрения магнитных слоев или комбинации с магнитными красками, естественно, могут быть также обеспечены магнитные свойства, которые могут быть прежде всего машинно-считываемыми.

Предпочтительно, достижимые оптические эффекты на защитном элементе периодически продолжаются. Так, например, для выполненного в виде защитной нити защитного элемента множество таких эффектов может периодически повторяться, так что соответствующий эффект при размещении в окне может восприниматься многократно.

Предпочтительно, пиксели имеют прямоугольную или квадратную форму очертаний. Но они могут также иметь специальные другие формы очертаний, которые становятся видимыми, например, под микроскопом. прежде всего, пиксели могут иметь и разные формы очертаний. Так, например, часть пикселей может иметь форму символа или числа.

Предпочтительно, пиксели расположены в правильном растре.

По меньшей мере, в части пикселей может быть дополнительно вписан мотив, например микротекст, логотип или кодировка. При этом мотив может быть либо вписан в фасеты, либо малая часть пикселей не имеет фасетов, а заполнена мотивом, например, микротекстом.

Защитный элемент согласно изобретению комбинируется с другими известными защитными признаками. Например, является возможной вложенная одна в другую комбинация с голограммой, прежде всего голограммой истинного цвета или кинеграммой.

Согласно одному предпочтительному варианту защитный элемент может быть скомбинирован с микрооптической системой отображения в общее изображение. Например, защитный элемент согласно изобретению может быть скомбинирован с микрооптической системой отображения с микроструктурами, а также элементами формирования микроизображений для увеличенного изображения микроструктур, например, матрицами микролинз или вогнутых микрозеркал или же изображений, сформированных микролинзами, или изображений, полученных с помощью вогнутых микрозеркал.

Фасеты пикселей могут быть выполнены в виде периодической или апериодической пилообразной структуры. прежде всего, является возможным, что фасеты выполняются тиснением поверхности.

Отражательный участок защитного элемента может иметь прежде всего форму мотива (например, буквы, числа, символа и т.д.).

Кроме того, защитный элемент согласно изобретению может быть снабжен одним или несколькими функциональными слоями для применения в качестве защитного элемента для защищенных от подделки бумаг, ценных документов и тому подобного, прежде всего с оснащением термосвариванием, защитными слоями, например прозрачным защитным лаком, покровными слоями, клеевыми слоями или слоями с визуально и/или машинно обнаруживаемыми защитными признаками.

Кроме того, предлагается ценный документ с защитным элементом согласно изобретению, при этом защитный элемент может быть выполнен в соответствии с усовершенствованиями согласно изобретению.

Наряду с подстройкой достижимых с помощью магнитно ориентированных пигментов оптических эффектов, такие эффекты могут целенаправленно комбинироваться с защитным элементом согласно изобретению. Так, ценный документ в соответствии с одним благоприятным вариантом, наряду с защитным элементом согласно изобретению, может также иметь и защитный признак, который основан на магнитно ориентированных, предпочтительно пластинчатых пигментах оптически изменяющихся защитных красок, и который имеет по существу сравнимый с внешним видом защитного элемента оптический внешний вид. Информация о таких защитных признаках может быть найдена прежде всего из US 7,517,578 B2, раскрытие которого для изготовления и свойства таких защитных признаков включается в настоящее описание. При этом магнитные пигменты имеются, как правило, в форме мотива, который содержит область, в которой магнитные пигменты ориентированы относительно поверхности слоя краски.

Такой по существу сравнимый оптический внешний вид может состоять прежде всего в том, что на фасетах защитного элемента, по меньшей мере, участками образован изменяющий при наклоне цвет слой, и действие изменения цвета изменяющего при наклоне цвет слоя установлено так, что эффекты изменения цвета защитного элемента и основанного на магнитно ориентированных пигментах защитного признака соответствуют друг другу, то есть в зависимости от угла наклона имеют одинаковый цвет.

В качестве альтернативы или дополнительно защитный элемент согласно изобретению и основанный на магнитно ориентированных пигментах защитный признак могут соответственно иметь другой оптический эффект, при этом произведенные другие оптические эффекты соответствуют друг другу.

Предпочтительно, другой оптический эффект образуется эффектом движения. прежде всего, здесь следует упомянуть указанные в US 7,517,578 B2 эффекты «Rolling Bar» или «Double Rolling Bar». Целесообразным образом эффекты движения защитного элемента и основанного на магнитно ориентированных пигментах защитного признака происходят при наклоне ценного документа в параллельном направлении, в противоходном направлении (180°) или в вертикальном направлении относительно друг друга.

Также и другие эффекты движения могут быть реализованы при наклоне ценного документа, например так называемые эффекты переворота, бега или накачки. При этом движение, как преимущество, происходит равнонаправленно или противоходом. Если защитный элемент согласно изобретению и основанный на магнитно ориентированных пигментах защитный признак при наклоне ценного документа проявляют, например, эффект накачки (концентрическое движение вокруг неподвижной точки), то поэтому либо оба показывают растяжение или оба - сжатие (равнонаправленное движение), либо, альтернативно, защитный элемент показывает эффект растяжения, в то время как основанный на магнитно ориентированных пигментах защитный признак сжимается (движение противоходом). Соответственно, защитный элемент и основанный на магнитно ориентированных пигментах защитный признак при так называемых эффектах переворота при наклоне «переворачиваются» с позитивного в негативное изображение (равнонаправленное движение), или только защитный элемент «переворачивается» таким образом, в то время как основанный на магнитно ориентированных пигментах защитный признак «переворачивается» с негативного в позитивное изображение (противоходное движение).

Кроме эффектов движения, защитный элемент согласно изобретению и основанный на магнитно ориентированных пигментах защитный признак также могут показывать соответствующий трехмерный эффект, так как он описан, например, в US 7,517,578 B2.

Защитный элемент согласно изобретению и основанный на магнитно-ориентированных пигментах защитный признак могут быть расположены либо на одной и той же стороне ценного документа, либо на противоположных сторонах ценного документа.

При этом расположение на противоположных сторонах ценного документа имеет то преимущество, что возможно имеющиеся минимальные цветовые отличия между защитным элементом согласно изобретению и основанным на магнитно ориентированных пигментах защитным признаком не воспринимаются или едва ли воспринимаются.

Согласно одному усовершенствованию изобретения как отражательный участок поверхности защитного элемента, так и основанный на магнитно ориентированных пигментах защитный признак могут иметь форму совпадающего мотива (например, буквы, числа, символа и т.п.). Предпочтительно, мотивы на ценном документе выполняются разными по величине. Например, размеры мотива, основанного на магнитно ориентированных пигментах защитного признака, составляют около 15 мм, а размеры мотива, выполненного, например, в виде защитной нити защитного элемента согласно изобретению, - около 4 мм.

Изобретение также включает в себя способ изготовления защитного элемента для защищенных от подделки бумаг, ценных документов или тому подобного, в котором поверхность носителя на участке поверхности модулируется по высоте так, что участок поверхности разделяется на множество пикселей с соответственно по меньшей мере одним фасетом, и фасеты снабжаются покрытием так, что образуются отражательные фасеты, которые отражают падающий на участок поверхности вдоль предопределенного направления свет в расчете на пиксель, соответственно направленно в заданное ориентацией направление отражения, при этом площадь каждого пикселя выбирается, по меньшей мере, на порядок величины меньше, чем площадь участка поверхности, и при этом ориентации фасетов разных пикселей на отражательном участке поверхности имеют по существу случайное изменение.

Способ изготовления согласно изобретению может быть усовершенствован прежде всего так, что могут быть изготовлены защитный элемент согласно изобретению, а также усовершенствования защитного элемента согласно изобретению.

Для получения 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.) соответствующие структуры могут быть экспонированы в резистных материалах, возможно, облагорожены, отформованы и применены для изготовления инструментов для тиснения. Могут быть применены известные способы тиснения в термопластичных пленках или в покрытых твердеющим при облучении лаком пленках. Носитель может иметь несколько слоев, которые наносятся последовательно и, при необходимости, структурируются и/или может быть собран из нескольких частей.

Защитный элемент согласно изобретению может быть изготовлен прежде всего так, что на одной и той же рабочей стадии получается дополнительный, тисненый защитный признак. При этом речь может идти прежде всего об оптически изменяющемся защитном признаке, например голограмме, незашумленной пилообразной структуре (изменяющиеся при наклоне изображения, кинематические эффекты, объемные изображения и т.п.), матрицах микролинз или вогнутых микрозеркал или же изображениях, сформированных микролинзами или полученных с помощью вогнутых микрозеркал.

Кроме того, согласно изобретению по меньшей мере один дополнительный защитный признак на одной и той же рабочей стадии, что и фасеты, может быть металлизирован или же снабжен металлическим покрытием.

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, ценный документ или тому подобное. Прежде всего, защитный элемент может покрывать прозрачные области или выемки.

Под понятием защищенная от подделки бумага здесь прежде всего имеется в виду еще не пригодная к обращению предварительная стадия ценного документа, которая, наряду с защитным элементом согласно изобретению, может иметь, например, дополнительные признаки подлинности (такие как, например, предусмотренные в объеме люминесцентные вещества). Под ценными документами здесь, с одной стороны, подразумеваются документы, изготовленные из защищенных от подделки бумаг. С другой стороны, ценные документы могут быть и другими документами и объектами, которые могут быть снабжены защитным элементом согласно изобретению, чтобы ценные документы имели некопируемые признаки подлинности, благодаря чему является возможной проверка подлинности, и в то же время предотвращается нежелательное копирование.

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

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

Кроме того, защитный элемент согласно изобретению может быть использован в качестве матрицы для экспонирования объемных голограмм или в чисто декоративных целях.

Для того чтобы экспонировать объемную голограмму, фоточувствительный слой, в которой должна быть образована объемная голограмма, непосредственно или с межвключением прозрачной оптической среды, может быть приведен в контакт с передней стороной матрицы и, тем самым, с передней стороной защитного элемента.

Затем фоточувствительный слой и матрица экспонируются когерентным лучом света, в результате чего объемная голограмма вписывается в фоточувствительный слой. Принцип действий может быть таким же или сходным с описанным в DE 101006016139 A1 принципом действий для получения объемной голограммы. Принципиальный подход описан, например, в разделах №70-79 на страницах 7 и 8 указанной публикации в связи с фигурами 1a, 1b, 2а и 2b. Тем самым все содержание DE 101006016139 A1 относительно изготовления объемных голограмм включается в настоящую заявку.

Подразумевается, что указанные выше и еще подлежащие пояснению ниже признаки являются применимыми не только в указанных сочетаниях, но и в других сочетаниях или самостоятельно, 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 чертежах 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 первого участка 3 поверхности защитного элемента 1,

Фиг.3: вид в поперечном сечении вдоль линии 7 на фиг.2,

Фиг.4: вид в поперечном сечении вдоль линии 10 на фиг.2,

Фиг.5: вид в поперечном сечении вдоль линии 11 на фиг.2,

Фиг.6: вид в поперечном сечении для пояснения образования тонкопленочной системы изменения цвета на фасетах,

Фиг.7: еще один вид в разрезе для пояснения еще одной тонкопленочной системы изменения цвета на фасетах,

Фиг.8а-8в: виды защитного элемента согласно изобретению согласно другой форме осуществления в различных наклонных положениях,

Фиг.9а-9в: виды защитного элемента согласно изобретению согласно еще одной форме осуществления в различных наклонных положениях, и

Фиг.10: вид сверху еще одной формы осуществления защитного элемента согласно изобретению,

Фиг.11: схематический вид в разрезе защитного элемента согласно фиг.10,

Фиг.12: схематический вид для пояснения принципа действия микрооптической системы отображения на втором участке поверхности защитного элемента согласно изобретению,

Фиг.13: схематический вид в разрезе еще одной формы осуществления защитного элемента согласно изобретению,

Фиг.14: вид в разрезе еще одной формы осуществления защитного элемента согласно изобретению,

Фиг.15: вид в разрезе еще одной формы осуществления защитного элемента согласно изобретению, и

Фиг.16: схематический вид в разрезе инструмента для тиснения для изготовления защитного элемента согласно изобретению согласно фиг.11.

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.

Защитный элемент 1, который выполнен в виде отражательного защитного элемента с прямоугольным внешним контуром, содержит первый участок 3 поверхности (здесь цифры числа 50), а также примыкающий к первому участку 3 поверхности второй участок 4 поверхности, при этом оба участка 3 и 4 поверхности вместе заполняют всю поверхность, которая ограничена прямоугольным внешним контуром.

Первый участок 3 поверхности разделен на множество отражательных пикселей 5, небольшая часть которых увеличенно изображена на фиг.2 в виде сверху. В данном случае пиксели 5 квадратные и имеют длину грани в диапазоне от 10 до нескольких 100 мкм. Предпочтительно длина грани не больше, чем 300 мкм. прежде всего, она может быть в диапазоне от 20 до 100 мкм.

Длина грани пикселей 5 выбрана так, что площадь каждого пикселя 5 по меньшей мере на два порядка величины меньше, чем площадь первого участка 3 поверхности (цифры числа 50).

В описанной здесь форме осуществления каждый пиксель 5 имеет несколько отражательных фасетов 6 с одинаковой ориентацией. Фасеты 6 являются наклонными поверхностями отражательной пилообразной решетки. Однако в непоказанном варианте также является возможным, что несколько или все пиксели 5 имеют только по одному фасету 6.

На фиг.3 представлен вид в разрезе вдоль линии 7 для трех соседних пикселей 5₁, 5₂ и 5₃, при этом изображение на фиг.3, как и на других фигурах, не является точным по масштабу, а частично, для лучшей наглядности, сильно преувеличено. Кроме того, для упрощения представления на фиг.3, как и на фиг.4 и 5, не показано отражающее покрытие на фасетах 6.

Пилообразная решетка пикселей 5₁ 5₂ и 5₃ образована в верхней стороне 8 носителя 9, при этом структурированная таким образом верхняя сторона предпочтительно покрыта отражающим покрытием. Что касается носителя 9, речь может идти, например, о твердеющем под облучением пластике (УФ-смола), который нанесен на непоказанную пленку-носитель (например, ПЭТ-пленку).

Как видно на фиг.3, наклон α фасетов 6 в каждом отдельном пикселе 5₁, 5₂ и 5₃ является одинаковым. Но наклон фасетов 6 соседних пикселей 5₁, 5₂, 5₃ разный. Кроме того, еще и период d₃ решетки пилообразной структуры пикселя 5₃ отличается от периодов d₁ и d₂ пилообразных структур пикселей 5₁ и 5₂. В связи с разной ориентацией фасетов 6 отдельных пикселей 5₁, 5₂ и 5₃ падающий вдоль предварительно определенного направления R свет L1, L2, L3 каждым пикселем 5₁, 5₂, 5₃ направленно отражается в разных направлениях отражения, как схематически показано на фиг.3. Поскольку фасеты 6 пикселей 5 первого участка 3 поверхности постоянно ориентированы по-разному, для наблюдателя достигается блестящий эффект или же эффект, сравнимый с лакокрасочным покрытием типа «металлик».

Разная ориентация фасетов 6 может быть установлена не только посредством выбора угла α наклона фасетов 6, но и посредством разных азимутальных углов Ф. Относительно направления по стрелке Р1 на фиг.2 азимутальный угол Ф1 фасетов 6 пикселей 5₁, 5₂ и 5₃ составляет соответственно 90°.

Напротив, азимутальный угол Ф2 фасетов 6 пикселя 54 составляет около 120° (относительно направления стрелки Р2), а азимутальный угол Ф3 фасетов пикселя 5₅ составляет около 280° (относительно направления стрелки Р3). Виды в разрезе вдоль линий 10, 11 пикселей 5₄ и 5₅ представлены на фиг.4 и 5.

За счет таким образом имеющейся разной ориентации отдельных фасетов 6 в пикселях 5 достигается уже описанный эффект блеска при рассмотрении первого участка 3 поверхности.

Второй участок 4 поверхности может быть выполнен в виде нормально отражающей плоской поверхности, так что цифры числа 50 (первый участок 3 поверхности) на основе описанного эффекта четко выделяются на фоне второго участка 4 поверхности.

Азимутальные углы, например, для отдельных пикселей 5 могут быть выбраны случайно, прежде всего могут быть выбраны случайные значения от 0 до 360°. Для наклона α фасетов 6 могут быть выбраны, например, значения из диапазона от 10° до 20°, а также из диапазона от -20° до -10°. Также является возможным выбрать наклон фасетов из диапазона, например, от -20° до 20°. Также и здесь наклоны, в свою очередь, могут быть выбраны случайно.

Является возможным, что случайно выбранный наклон α соответствует нормальному распределению. Случайно выбранные азимутальные углы Ф могут быть прежде всего распределены одинаково. Период решетки или же ширина зубьев d предпочтительно составляет выше 1 мкм и прежде всего выше 3 мкм. Кроме того, период d решетки может также быть выше 5 мкм. Однако он, предпочтительно, всегда выбран так, что на пиксель 5 имеется по меньшей мере два фасета 6. прежде всего, на пиксель 5 может содержаться по меньшей мере три, четыре или более фасетов 6.

Предпочтительно, фасеты 6 выполнены в виде плоских частей поверхности. Однако также является возможным, что фасеты 6 являются искривленными (например, вогнутыми или выпуклыми). Фасеты 6 могут простираться прямолинейно, как показано в случае с фасетами 6 пикселей 5₁-5₅ на фиг.2. Но также возможным является и непрямолинейная форма прохождения (например, слегка изогнутая), как схематически показано на фиг.2 для пикселя 5₆.

Кроме того, на верхней стороне 8 или же на отражающем покрытии 12 на верхней стороне 8 осаждением пара может быть нанесена тонкопленочная система 18 изменения цвета или же тонкопленочная система 18, как обозначено на фиг.6. Отражающее покрытие 12 может быть выполнено в виде металлической пленки, на которой предусмотрен диэлектрический слой 13, а также верхний металлический слой 14, который является частично прозрачным. Естественно, также является возможным выполнить на металлической пленке 12 диэлектрическую тонкопленочную систему из первого, второго и третьего слоя 15, 16, 17, при этом первый и третий слой 15, 17 имеют более высокий показатель преломления, чем второй слой 16 (фиг.7).

Такой структурой могут быть заменены известные защитные краски, при которых пластинчатые пигменты с тонкопленочным интерференционным покрытием изменяют свой цвет в зависимости от угла рассмотрения. Достигается сравнимый оптический эффект, при этом оптически воспринимаемое качество заметно лучше по сравнению с защитными красками. С помощью защитного элемента согласно изобретению могут быть получены явно более сочные цвета.

На фиг.8б показано усовершенствование защитного элемента 1 согласно изобретению. При этом ориентация фасетов 6 выбрана так, что они в области показанной белой средней полосы соответственно имеют лишь относительно малый угол наклона. Например, могут быть выбраны углы наклона из диапазона ±5°. Чем дальше фасеты 6 удалены от центра, тем больше становится средний угол наклона, при этом углы наклона в направлении вверх на фиг.8б непрерывно увеличиваются, а в направлении вниз на фиг.8б непрерывно уменьшаются. Другими словами, смещаются пределы диапазона, из которых могут быть выбраны углы наклона, с увеличивающимся расстоянием от центра к большим углам наклона. При этом азимутальные углы соответственно выбираются из такого диапазона, что средний угол отражения в верхнем диапазоне направлен вверх, а в нижнем диапазоне - вниз.

Если смотреть вертикально на показанный на фиг.8б защитный элемент 1 при вертикальном освещении, цифры числа 50 в области средней полосы выглядят светлее, чем в других областях, что обозначено белым изображением. Конечно, и описанный блестящий эффект еще имеет место, так как пиксели по-прежнему имеют разные направления отражения (здесь в пределах описанных границ).

Если же защитный элемент 1 теперь наклонить, кажется, что полоса 20 во время наклона катится вверх или вниз. На фиг.8а показано наклонное положение, при котором нижняя область защитного элемента 1 наклонена внутрь плоскости листа, а тем самым верхняя часть защитного элемента 1 наклонена из плоскости листа. В этом случае кажется, что полоса 20 переместилась вверх. На фиг.8в показан противоположный наклон, при котором верхняя часть наклонена внутрь плоскости листа, а нижняя часть защитного элемента наклонена из плоскости листа. В этом случае кажется, что полоса 20 переместилась вниз. Такой эффект также называется «Rolling Bar».

Прежде всего, при выполнении защитного элемента 1 в виде защитной нити 19 (фиг.1) напрашиваются компоновки, при которых имеются не только отдельные перемещающиеся при наклоне полосы 20, но и эффект периодически продолжается. Так, например, для защитной нити 19, которая выступает в определенных оконных областях на поверхности банкноты 2, множество подобных эффектов может периодически повторяться, например, с раппортом 5 мм. Поэтому в оконной области, например, высотой 10 мм эффект может всегда может восприниматься по меньшей мере дважды, то есть всегда видны по меньшей мере две светлых полосы 20.

Естественно, также является возможным задать среднюю ориентацию фасетов отдельных пикселей так, что при наклоне защитного элемента 1 простирающаяся перпендикулярно оси наклона полоса движется вдоль оси наклона. Этот случай обозначен на фиг.9а-9в. На фиг.9б показан внешний вид защитного элемента 1 при вертикальном рассмотрении и освещении. Имеется средняя полоса 20, которая при этом наклонном положении выглядит светлее, чем остальные области первого участка 3 поверхности, и которая здесь простирается вертикально.

Если же теперь защитный элемент наклонить (на фиг.9а показан наклон, при котором нижняя сторона наклонена внутрь плоскости листа, а на фиг.9в показан наклон, при котором нижняя сторона наклонена из плоскости листа), кажется, что вертикальная полоса 20 перемещается слева направо.

Средний наклон в области полосы 20 при положении согласно фиг.9б является относительно малым и соответственно непрерывно возрастает вправо и влево. При этом азимутальные углы выбраны так, что фасеты в левой области ориентированы, например, вверх, а в правой области, например, вниз. Тем самым может быть достигнут описанный эффект, при этом и здесь, в свою очередь, достигается блестящее впечатление на основе случайного изменения ориентации фасетов различных пикселей, даже если только в расчете на область задан определенный узкий диапазон изменения.

Согласно одному не показанному здесь варианту защитный элемент 1 может быть расположен на банкноте 2, которая, кроме того, содержит защитный признак, который основан на, предпочтительно, пластинчатых магнитных пигментах, которые ориентированы относительно поверхности банкноты таким образом, что они проявляют так называемый эффект «Rolling Bar». Такие ориентации описаныпрежде всего в US 7,517,578 B2. При этом защитный элемент 1 и магнитный защитный признак расположены относительно друг друга таким образом, что светлая полоса защитного элемента 1 и светлая полоса магнитного защитного признака при наклоне банкноты 2 перемещаются в расположенных перпендикулярно друг другу направлениях.

Наряду с описанной, движущейся полосой при наклоне защитного элемента, конечно, могут быть реализованы и другие известные эффекты движения при наклоне защитного элемента 1, такие как, например, так называемые эффекты переворота, бега или накачки.

Некоторые из описанных выше эффектов с помощью обычных известных пигментных красок не могут быть реализованы вовсе или могут быть реализованы, по меньшей мере, лишь с большим трудом.

Защитный элемент согласно изобретению может быть изготовлен таким образом, что сначала первый участок 3 поверхности вычислительным способом делится на пиксели 5. Затем для каждого пикселя 5 вычислительным способом задается желательная ориентация. Она может, например, соответствовать средней ожидаемой ориентации пигмента известных защитных красок. Прежде всего, может быть задан период решетки или же ширина зубьев d. Затем по существу случайное изменение ориентации фасетов 6, предпочтительно, реализуется так, что исходя из такой предпочтительной ориентации ориентация фасетов 6 отдельных пикселей 5 изменяется, например, на основе сгенерированных компьютером случайных чисел или псевдослучайных чисел. Таким образом, прежде всего достигается то, что ориентации фасетов 6 отдельных пикселей 5 колеблются около заданной средней ориентации. Случайные изменения ориентации могут происходить в одном или двух измерениях или же направлениях в пространстве. Так, изменение может относиться прежде всего только к наклону α или только к азимутальному углу Ф, или изменение ориентации фасетов 6 может быть выбрано так, что падающий в соответствующей частичной области отраженный луч света разветвляется вокруг заданного направления вращения. На основе этих данных затем могут быть созданы пилообразные структуры отдельных пикселей 5, например, с помощью литографии градаций серого. Тогда эта структура может быть гальванически отформована и в массовом производстве получаться тиснением на пленке в УФ-лаке 9. Затем осаждением пара наносится металлическая пленка 12, а затем, при необходимости, тонкопленочное интерференционное покрытие 18.

В защитном элементе 1 согласно изобретению ориентации фасетов 6 пикселей 5 могут быть получены с высокой точностью, так что на малой шкале длины пикселей 5 может быть достигнуто высокое разрешение. прежде всего, могут быть получены как угодно резкие или мягкие переходы через отдельные пиксели 5. Для каждого фасета 6 ориентация может быть установлена описанным образом, и затем после этого установления может быть изготовлен защитный элемент 1.

Защитный элемент 1 согласно изобретению может быть также 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 полимерном субстрате, чтобы выполнить защитный элемент согласно изобретению, например, в случае с пластиковыми банкнотами. Защитный элемент согласно изобретению может быть выполнен в самых разнообразных 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 диапазоне 0<х<100% по массе, пластиковой пленке, например, пленке из полиэтилена (ПЭ), полиэтилентерефталата (ПЭТ), полибутилентерефталата (ПБТ), полиэтиленнафталата (ПЭН), полипропилена (ПП) или полиамида (ПА), или многослойного комбинированного материала, прежде всего комбинированного материала из нескольких различных пленок (композита) или бумажно-пленочного композита (пленка/бумага/пленка или бумага/пленка/бумага), при этом защитный элемент может быть предусмотрен в или на или между каждым из слоев такого многослойного комбинированного материала.

На фиг.10 представлена в виде сверху еще одна форма осуществления защитного элемента 1 согласно изобретению, в которой первый участок 3 поверхности снова образован цифрами числа 50, а второй участок 4 поверхности примыкает к первому участку 3 поверхности так, что оба участка 3 и 4 поверхности вместе заполняют всю поверхность, которая ограничена прямоугольным внешним контуром оптически изменяющегося рисунка 1 поверхности. Первый участок 3 может быть выполнен в описанных в связи с фиг.1-9 видах так, что, например, может быть достигнут блестящий эффект согласно изобретению и/или получено описанное зашумленное изображение. прежде всего, может быть реализован описанный в связи с фиг.8а-8в « Rolling Bar».

Второй участок 4 поверхности здесь выполнен в виде муаровой системы увеличения, которая далее еще будет описана детально, которая для наблюдателя представляет букву «М» с абсолютной глубинной информацией. В результате этого для наблюдателя получается общее представление, в котором оба участка 3, 4 поверхности или же предлагаемые участками 3 и 4 поверхности отдельные изображения дают общую картину, при этом оба участка 3, 4 поверхности предпочтительно напрямую граничат друг с другом.

Благоприятным образом оба участка поверхности могут быть скомбинированы на одном и том же носителе 9 (который может быть выполнен, например, в виде полосы пленки) и прежде всего вытиснены в одинаковых рабочих операциях.

На фиг.11 показан схематический вид в разрезе защитного элемента 1 согласно фиг.10, при этом вид в разрезе показывает часть первого участка 3 поверхности, к которому с обеих сторон примыкает второй участок 4 поверхности. Вид в разрезе на фиг.11 является чисто схематическим и не точным по масштабу, и служит по существу для пояснения строения.

Как видно на виде в разрезе на фиг.11, носитель 9 имеет пленку-носитель 21 (которая может быть, например, ПЭТ-пленкой), а также верхний и нижний слой 22, 23 лака для тиснения.

В области первого участка 3 поверхности схематически представлены фасеты 6 пикселей 5₂ и 5₃. Посредством фасетов 6 достигается желательное отражение отдельных пикселей 5₂, 5₃.

Для того чтобы на втором участке 4 поверхности представить букву «М» с желательной абсолютной глубинной информацией, в нижнем слое 23 лака для тиснения образованы микроструктуры 24, которые могут быть прежде всего заполнены краской. Микроструктуры 24 расположены в плоскости перпендикулярно плоскости чертежа на фиг.11 в растре с фиксированной геометрией (здесь, например, гексагональный растр) и, тем самым, плоскостно в первом рисунке микроструктуры.

Верхний слой 22 лака для тиснения выполнен так, что он на втором участке 4 поверхности имеет множество микролинз 25. Микролинзы 25 расположены в плоскости перпендикулярно плоскости чертежа на фиг.11 в растре с фиксированной геометрией (здесь, например, гексагональный растр) и, тем самым, плоскостно в первом рисунке, при этом первый рисунок адаптирован к первому рисунку микроструктуры, и оба рисунка ориентированы относительно друг друга так, что при рассмотрении защитного элемента 1 микролинзы 25 вместе с микроструктурами 24 образуют муаровую систему увеличения. Основной принцип муаровой системы увеличения описан, например, в WO 2006/087138 A1, общее содержание которого включено здесь.

Муаровая система увеличения на втором участке 4 поверхности образует микрооптическую систему 26 отображения, с помощью которой здесь, как далее еще будет описано детально, буква «М» многократно представляется наблюдателю так, что она появляется позади защитного элемента 1. Это достигается за счет того, что левому и правому глазу LA и RA наблюдателя предлагаются разные виды представляемого объекта здесь буква «М»), которые показывают объект в каждом случае рассматриваемым из соответствующего направления. На фиг.12 для упрощения представления объект нанесен в виде точки, при этом правый глаз RA наблюдателя видит объект в положении 27, а левый глаз LA наблюдателя видит объект в положении 28. Таким образом, наблюдатель обоими глазами видит объект в разных направлениях 29, 30, которые пересекаются в положении 31, так что для наблюдателя объект находится в положении 31 и поэтому на расстоянии t1 позади защитного элемента 1. Таким образом, для наблюдателя получается для объекта абсолютная глубинная информация.

Тем самым, с помощью второго участка 4 поверхности, например при постоянном угле рассмотрения, достигается независимое от направления освещения представление, в то время как на первом участке 3 поверхности возникает, например, блестящий эффект при изменяющемся направлении освещения.

С помощью муаровая системы увеличения на втором участке 4 поверхности достигается абсолютный глубинный эффект, при котором для наблюдателя представляется находящаяся на глубине t1, периодически повторяющаяся буква «М». Микроструктуры 24, как уже было указано, предпочтительно могут быть заполнены краской, так что буква «М», с одной стороны, и остальная область второго участка 4 поверхности, с другой стороны, выглядят матовыми, но по-разному цветными.

Микрооптическая система 26 отображения может быть выполнена не только в виде муаровой системы увеличения, но и, например, в виде системы увеличения по модулю, как она описана, например, в WO 2009/000528 A1. Таким образом, содержание относительно выполнения системы увеличения по модулю документа WO 2009/000528 A1 включается в настоящую заявку. При системе увеличения по модулю, в противоположность муаровой системе увеличения, представляемое изображение не должно неизбежно состоять из решетки периодически повторяющихся отдельных мотивов. Может быть представлено комплексное отдельное изображение с высоким разрешением. При муаровой системе увеличения представляемое изображение состоит, как правило, из отдельных мотивов (здесь микроструктур 24), которые периодически расположены в решетке, и которые посредством линз 25 представляются увеличенными, при этом приданная каждому отдельному площадь примерно соответствует площади соответствующей линзовой ячейки.

В описанной форме осуществления микролинзы 25, а также пилообразные структуры для отражательных фасетов 6 могут быть изготовлены посредством лишь одного единственного тиснения слоя 22 тиснения одновременно одна рядом с другой. Затем фасеты 6 должны быть только металлизированы, чтобы они действовали отражательно. Поэтому структура согласно фиг.11 изготавливается быстро.

На фиг.13 показан вариант защитного элемента 1 согласно изобретению, в котором система 26 отображения вместо микролинз 25 имеет вогнутые зеркала 32, которые образованы посредством тиснения нижнего слоя 23 лака для тиснения и нанесения зеркального покрытия.

Также и фасеты 6 пикселей 5₂, 5₃ также образованы на нижнем слое 23 лака для тиснения. Они могут быть образованы таким же образом, как и вогнутые микрозеркала 32 посредством тиснения и нанесения зеркального покрытия. Предпочтительно, вогнутые микрозеркала 32 и фасеты тиснятся на одной и той же стадии и на одной и тоже стадии снабжаются зеркальным покрытием.

Микроструктуры 24 могут быть предусмотрены не только на втором участке 4 поверхности, но и на первом участке 3 поверхности, и, тем самым, над фасетами 6. Это облегчает изготовление защитного элемента 1. Однако, они также могут и отсутствовать.

Если микроструктуры 24 предусмотрены на первом участке 3 поверхности и наполнены краской, первый участок 3 поверхности может (но не обязательно должен) также выглядеть слегка цветным.

На фиг.14 показана структура защитного элемента 1, в которой вогнутые микрозеркала 32, микроструктуры 24 и фасеты 6 соответственно вытиснены в своем собственном слое 23, 22 и 33 лака для тиснения. Между слоями 23 и 22 лака для тиснения предусмотрена первая пленка-носитель 21, а между слоями 22 и 33 лака для тиснения - вторая пленка-носитель 34.

Хотя эта структура требует больше рабочих стадий для изготовления по сравнению с вариантами согласно фиг.11 и 13, однако дает то преимущество, что создание вогнутых микрозеркал 32 и фасетов 6 может происходить раздельно одно от другого. Оригинал вогнутых микрозеркал 32 может быть тем же самым даже при различных дизайнах, так как всегда требуется только гомогенная, покрытая вогнутыми микрозеркалами 32 поверхность. Если изготовлен оригинал с очень хорошими отображательными свойствами, его можно использовать для изготовления нескольких различных защитных элементов 1. Кроме того, вогнутые микрозеркала 32 и фасеты 6 могут быть по-разному металлизированы, например, разными металлами или покрытиями с эффектами изменения цвета при наклоне (например, тонкослойные системы, при которых цвет меняется в зависимости от угла рассмотрения).

В вариантах согласно фиг.13 и 14 с вогнутыми микрозеркалами 32, кроме того, на верхней стороне или нижней стороне защитного элемента 1 благоприятно может быть предусмотрен еще один слой защитного лака (не показан), так что может быть повышена стойкость, а также защита от изготовления слепков фальсификаторами.

Прежде всего, при рассмотрении защитного элемента 1 в проходящем свете перед ярким источником света микрооптическая система 26 отображения вместо растра микрофокусирующих элементов (растра из микролинз 25 или растра из вогнутых микрозеркал 32) также может иметь только растр 35 отверстий, как показано на фиг.15. Такой растр 35 отверстий может быть реализован, например, периодически расположенными отверстиями или шлицами в непрозрачном, например зеркально металлизированном, слое. При этом отверстия могут быть малыми выемками. В этом случае отверстия могут быть обозначены как позитивные отверстия. Также могут быть предусмотрены так называемые негативные отверстия, при этом отверстия являются малыми, непрозрачными или незеркальными областями.

В показанной на фиг.15 форме осуществления растр отверстий простирается и в первый участок 3 поверхности, так что на первом участке 3 поверхности получается наложение изображений. Конечно, защитный элемент 1 может быть выполнен и так, что на первом участке 3 поверхности растра отверстий нет.

Кроме того, в защитном элементе 1 согласно изобретению микрооптическая система 26 отображения может быть реализована посредством дифракционных структур. Так, например, может быть предусмотрена голограмма со стереографическим трехмерным изображением, которая построена из микроскопически малых синусоидальных решеток.

В качестве альтернативы, представленный посредством микрооптической системы 26 отображения, объект также может, по-видимому, находиться или же парить перед защитным элементом 1.

Микрооптическая система 26 отображения и/или фасеты 6 может/могут быть полностью или частично снабжена/снабжены изменяющим при наклоне цвет покрытиемпрежде всего тонкой пленкой с рефлектором/диэлектриком/абсорбером. При этом дополнительно повышается оптическая привлекательность и улучшается защита от подделки.

В описанных до сих пор примерах осуществления микрооптическая система 26 отображения на втором участке 4 поверхности в каждом случае была выполнена так, что достигается стереографическое изображение с глубинной информацией. Под этим здесь подразумеваются изображения, у которых трехмерный эффект генерируется за счет того, что защитный элемент 1 дает левому и правому глазу наблюдателя разные виды объекта, которые показывают объект соответственно рассматриваемым из различных направлений. Из этих разных видов для наблюдателя получается абсолютная глубинная информация, из чего в целом получается трехмерное впечатление. Используемые изображения в этом классе часто могут иметь больше, чем только два разных вида, в результате чего в большинстве случаев получается параллакс (то есть при вращении компоненты изображения на переднем плане движутся относительно компонентов изображения на заднем плане). При определенных обстоятельствах, например, посредством вращения можно посмотреть и за стоящий на переднем плане объект.

Технически это может быть реализовано с помощью объемных голограмм, например, прямо экспонированных голограмм или сгенерированных компьютером стереограмм. Другими примерами являются сформированные микролинзами изменяющиеся при наклоне изображения и муаровые системы увеличения с глубинным эффектом или эффектом движения, как это описано, например, в WO 2007/076952 A2 или WO 2009/000527 A1.

Таким образом, в еще одном варианте микрооптическую систему 26 отображения можно выполнить так, что параллакс не точно соответствует параллаксу находящегося в глубине объекта. Это может быть реализовано, например, с помощью муаровых систем увеличения или систем увеличения по модулю. За счет этого может быть достигнуто то, что при наклоне или повороте защитного элемента 1 на втором участке 4 поверхности возникает дополнительный эффект движения. При этом речь может идти об ортопараллактическом движении, как оно описано, например, в WO 2007/076952 A2, при этом изображения для левого глаза и правого глаза наблюдателя, строго говоря, не допускают подчинения глубине, так как направления взгляда, в котором наблюдатель видит объект левым и правым глазом, не пересекаются. В одном предпочтительном варианте имеется лишь относительно малая ошибка параллакса, так что направления взгляда (29 и 30 на фиг.12) почти пересекаются, и наблюдатель видит движущийся при наклоне или повороте защитного элемента 1 объект, который он, однако, несмотря на ошибку параллакса, однозначно размещает, например, в находящейся за плоскостью защитного элемента 1 глубине.

В формальном принципе А-матрицы заявки WO 2009/000528 A1 изображение с конкретным параллаксом соответствует изображению с матрицей А, которая заполнена только на диагонали. При ортопараллактическом изображении матрица А заполнена только на расположенных не на диагонали местах. Небольшая ошибка параллакса имеется тогда, когда матрица А заполнена как на диагонали, так и рядом с нею.

В еще одном варианте защитного элемента 1 изображение посредством микрооптической системы 26 отображения при наклоне или повороте защитного элемента 1 может переходить из первого изображения во второе изображение. Так, находящееся, например, в глубине изображение первого символа А при наклоне защитного элемента 1 может изменяться в по меньшей мере одно другое изображение, например, символ В.

Микрооптическая система 26 отображения, кроме трехмерного эффекта, может реализовывать дополнительные эффекты, например изменяющиеся при наклоне изображения или кинематические эффекты (движения, эффект накачки и т.д.). В случае с уже упомянутыми системами увеличения по модулю трехмерное изображение на втором участке 4 поверхности при наклоне защитного элемента 1 может двигаться. В качестве альтернативы изображение также могло бы и, начиная с определенного угла наклона, изменяться в изображение совершенно другого, необязательно выглядящего тоже трехмерным объекта (например, находящееся в глубине число может изменяться в другое изображение, например, движущийся при дальнейшем наклоне символ).

Особо благоприятным при вариантах, в которых микрооптическая система 26 отображения и фасеты 6 тиснятся в один и тот же слой 22 лака для тиснения (фиг.11 и 14), является то, что ценность микрооптической системы 26 отображения может быть повышена до защитного элемента 1 согласно изобретению с крайне незначительными затратами. Нужно лишь при создании записывать фасеты 6 дополнительно между или рядом с микролинзами 25 или вогнутыми микрозеркалами 32.

Защитный элемент 1 согласно изобретению может быть также назван оптически изменяющимся поверхностным рисунком и применен, например, в чисто декоративных целях.

На фиг.16 схематически показан инструмент 36 для тиснения, с помощью которого могут быть вытиснены фасеты 6, а также микролинзы 25 в верхнем слое 22 лака для тиснения защитного элемента 1 согласно фиг.11. Для этого инструмент 36 для тиснения имеет поверхность 37 тиснения, в которой образована инвертированная форма подлежащей тиснению структуры поверхности.

Конечно, соответствующий инструмент для тиснения может быть изготовлен не только для формы осуществления согласно фиг.11. Таким же образом в распоряжение может быть предоставлен инструмент для тиснения и для других описанных форм осуществления.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 защитный элемент 2 банкнота 3 первый участок поверхности 4 второй участок поверхности 5 пиксель 6 фасет 7 линия 8 верхняя сторона 9 носитель 10 линия 11 линия 12 отражающее покрытие 13 диэлектрический слой 14 верхний металлический слой 15 первый слой 16 второй слой 17 третий слой 18 тонкопленочная система 19 защитная нить 20 полоса d период решетки α наклон Ф азимутальный угол Р1 направление Р2 направление Р3 направление L падающий свет R направление падения 21 пленка-носитель 22 верхний слой лака для тиснения 23 нижний слой лака для тиснения 24 микроструктуры 25 микролинзы 26 микрооптическая система отображения 27 положение 28 положение 29 направление рассмотрения 30 направление рассмотрения 31 положение 32 вогнутое зеркало 33 слой лака для тиснения 34 вторая пленка-носитель 35 растр отверстий 36 инструмент для тиснения 37 поверхность тиснения RA правый глаз LA левый глаз

Изобретение относится к защитному элементу для защищенной от подделки бумаги, ценного документа или тому подобного, с носителем, который имеет отражательный участок поверхности, который разделен на множество отражательных пикселей, при этом площадь каждого пикселя, по меньшей мере, на порядок величины меньше, чем площадь отражательного участка поверхности, при этом каждый пиксель имеет по меньшей мере один отражательный фасет, который образован в поверхности носителя, при этом по меньшей мере один отражательный фасет отражает падающий на участок поверхности вдоль предопределенного направления свет направленно в заданном его ориентацией направлении отражения, при этом ориентации фасетов различных пикселей по отражательному участку поверхности имеют по существу случайное изменение. 5 н. и 16 з.п. ф-лы, 20 ил.

1. Защитный элемент для защищенной от подделки бумаги, ценного документа или тому подобного, с носителем, который имеет отражательный участок поверхности, который разделен на множество отражательных пикселей,
при этом площадь каждого пикселя, по меньшей мере, на порядок величины меньше, чем площадь отражательного участка поверхности,
при этом каждый пиксель имеет по меньшей мере один отражательный фасет, который образован в поверхности носителя,
при этом по меньшей мере один отражательный фасет отражает падающий на участок поверхности вдоль предопределенного направления свет направленно в заданном его ориентацией направлении отражения,
при этом ориентации фасетов различных пикселей на отражательном участке поверхности колеблются по существу случайным образом около заданных на отдельных участках различных средних ориентаций.

2. Защитный элемент по п. 1, в котором несколько из пикселей имеют соответственно несколько отражательных фасетов одинаковой ориентации, которые образуют периодическую или апериодическую пилообразную решетку.

3. Защитный элемент по п. 1, в котором фасеты выполнены в виде по существу плоских частей поверхности.

4. Защитный элемент по п. 1, в котором ориентации фасетов различных пикселей имеют по существу случайное изменение только в одном определяющем ориентацию фасетов параметре.

5. Защитный элемент по п. 1, в котором заданное по существу случайным изменением ориентаций фасетов различных пикселей изменение направлений отражения составляет по меньшей мере примерно 1°, предпочтительно по меньшей мере примерно 3°, особо предпочтительно по меньшей мере примерно 10°.

6. Защитный элемент по п. 2, в котором, если предусмотрено несколько фасетов на пиксель, которые образуют периодическую или апериодическую пилообразную решетку, ширина зубьев пилы составляет от примерно 1 мкм до примерно 300 мкм, предпочтительно от примерно 3 мкм до примерно 100 мкм, особо предпочтительно от примерно 5 мкм до примерно 30 мкм.

7. Защитный элемент по п. 1, в котором пиксели расположены в правильном растре.

8. Защитный элемент по одному из пп. 1-7, в котором на фасетах, по меньшей мере, участками образовано усиливающее отражение покрытие.

9. Защитный элемент по одному из пп. 1-7, в котором на фасетах, по меньшей мере, участками образован изменяющий при наклоне цвет слой.

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

11. Защитный элемент по п. 1, в котором отражательный участок поверхности разделен по меньшей мере на два участка, которые имеют заданные различными средними ориентациями различные средние направления отражения пикселей.

12. Защитный элемент по п. 11, в котором по меньшей мере два участка с различными средними направлениями отражения распределены на различные, вложенные одна в другую частичные поверхности.

13. Защитный элемент по п. 1, в котором ориентация фасетов выбрана таким образом, что отражательный участок поверхности имеет непрерывное прохождение средних направлений отражения пикселей.

14. Защитный элемент по п. 1, в котором защитный элемент скомбинирован с микрооптической системой отображения в общее изображение.

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

16. .Ценный документ по п. 15, который, кроме того, имеет защитный признак, который основан на магнитно ориентированных, предпочтительно пластинчатых, пигментах оптически изменяющихся защитных красок и который имеет по существу сравнимый с внешним видом защитного элемента оптический внешний вид.

17. Ценный документ по п. 16, в котором на фасетах защитного элемента, по меньшей мере, участками образован изменяющий при наклоне цвет слой, и действие изменения цвета при наклоне изменяющего при наклоне цвет слоя установлено таким образом, что эффекты изменения цвета при наклоне защитного элемента и эффекты изменения цвета при наклоне основанного на магнитно ориентированных пигментах защитного признака соответствуют друг другу.

18. Ценный документ по п. 16 или 17, в котором защитный элемент согласно изобретению и основанный на магнитно ориентированных пигментах защитный признак имеют соответственно другой оптический эффект, при этом произведенные другие оптические эффекты соответствуют друг другу.

19. Способ изготовления защитного элемента для защищенных от подделки бумаг, ценных документов или тому подобного, в котором:
поверхность носителя на участке поверхности модулируют по высоте так, что участок поверхности разделяется на множество пикселей с соответственно по меньшей мере одним фасетом, и
фасеты снабжают покрытием так, что образуются отражательные фасеты, которые отражают падающий на участок поверхности вдоль предопределенного направления свет в расчете на пиксель в каждом случае направленно в заданном их ориентацией направлении отражения, при этом площадь каждого пикселя выбирают, по меньшей мере, на порядок величины меньше, чем площадь участка поверхности, а ориентации фасетов различных пикселей на отражательном участке поверхности колеблются по существу случайным образом около заданных на отдельных участках различных средних ориентаций.

20. Инструмент для тиснения с поверхностью тиснения, с помощью которой в носителе может быть вытиснена форма фасетов защитного элемента по одному из пп. 1-14.

21. Применение защитного элемента по одному из пп. 1-14 в качестве матрицы для экспонирования объемной голограммы.