JP2004528608A - 回折型保証素子 - Google Patents
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Abstract
支持層上に貼り付けられる保証素子は、プラスチック材料のラミネートに埋め込まれ、あらかじめ定められた観察方向から肉眼で視認できる反射性の変光性表面パターン(11)を有する。表面パターン(11)は、変光性構造をもつ表面素子(12,13,14)のモザイクから形成される。表面パターン(11)の少なくとも一部において、変光性レリーフ構造をもつ、まったく同じ複数の表面領域(15)が、さらに、モザイクとは無関係の領域に規則的に配置される。表面領域(15)は、最大寸法が0.2mmより小さく、長さ対幅比が少なくとも3:1であって、1mm当りのドット数が8より多い周期をもつドットマトリックスを表面領域の中心点(16)が形成し、各領域の表面領域(15)の長軸が選択方向に対して平行に配向される。領域は、保証素子のカラーコピー上にはアーティファクトとして現れて肉眼で認識できる、隠された視認できない情報アイテムを形成する。
Description
【技術分野】
【0001】
本発明は請求項1の類別部分に記載されている回折型保証素子に関する。
【背景技術】
【0002】
上記のような回折型保証素子は、文書の真正性を証明するために用いられ、回転させるかまたは傾けることにより、それを見る人の視点からは、印象的なあらかじめ定められた態様で変化する、変光性パターンによって識別される。
【0003】
その種の回折型保証素子は多くの資料から知られているが、本明細書では特許文献1,特許文献2及び特許文献3を代表例として参照する。回折型保証素子はパターンの光彩及びパターンの変移効果によって識別され、回折型保証素子はプラスチック材料の薄いラミネートに埋め込まれて、銀行券、債券、戸籍証明書、パスポート、ビザ、身分証明書等のような文書上にスタンプの形態で貼り付けられる。保証素子の作成に用いられ得る材料は特許文献4に要約されている。
【0004】
最近のコピー機及びスキャナー装置は、そのような文書を見かけ上は正しい色合いで複製できる。回折型保証素子もコピーされるが、この場合は単一のある定められた視角で原本を見たときに見えるパターンがカラーコピー機の印刷色をもつ画像として再現されるので、光彩及び変移効果は明らかに失われる。そのような文書コピーは、劣悪な照明条件下であったり、観察者が注意を払っていない場合には、原本と混同されやすい。既知の保証素子には、普通の人がコピーをコピーであると容易には認識できない、という欠点がある。
【0005】
目視で認知できる画像に、微細線部分を含む目視では認識できない第2の画像を配することが可能であることが特許文献5により知られている。第2の画像の内容は、背景の線部分に対する第2の画像の線部分の傾きでコード化される。コピー動作では、第2の画像はその線部分の傾斜角に依存する黒化効果によって、第1の画像に重なって見える。したがって、第2の画像はコピー機上の原本の位置に依存する。この点に関する理論的考察は、非特許文献1に述べられている。
【特許文献1】
欧州特許第0105099B1号明細書
【特許文献2】
欧州特許第0330738B1号明細書
【特許文献3】
欧州特許第0375833B1号明細書
【特許文献4】
欧州特許第0201323B1号明細書
【特許文献5】
欧州特許第0490457B1号明細書
【非特許文献1】
ファン・レネッセ(van Renesse)編,「光学的文書保護(Optical Document Security)」,ISDN# 0-89006-982-4,p.127−148
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の課題は、カラーコピー機でつくられるコピーに、表面パターンには無関係な第2の隠された情報をもつ変光性表面パターンを有する、目視で認識できる安価な回折型保証素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明にしたがえば、上記課題は、請求項1の特徴指定部分に挙げられた特徴によって達成される。本発明の有利な構成は従属請求項に記載される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
本発明の実施形態を以降でさらに詳細に説明し、図面で示す。
【0009】
図1において、参照数字1は変光性保証素子を示し、参照数字2は支持層を示し、参照数字3はラミネート、参照数字4は極微細構造、参照数字5はカバー層、参照数字6はラッカー層、参照数字7は保護ラッカー層、参照数字8は接着剤層、参照数字9は界面層、参照数字10はミラー面を示す。示される文書の断面で、保証素子1のラミネート3は接着剤層8によって支持層2に接合されている。文書という術語は、保証素子1の支持層2となり、表面に貼り付けられている保証素子1によりその真正性が証明される、特に、パス、銀行券、ビザ、債券、入場券等を示すために用いられる。極めて微細な、機械的にまたはホログラフィ技術でつくられた変光性構造4がプラスチック材料のラミネート3に埋め込まれている。例えばラミネート3は、指定された順序で、ガラスのように透明な透明カバー層5を含む。カバー層5の下には、極めて微細な変光性構造4が形成された透明ラッカー層6が配される。変光性構造4は、構造4の溝が保護ラッカー層7で埋められ、変光性構造4がラッカー層6と保護ラッカー層7の間に埋め込まれるような態様で、保護ラッカー層7に覆われる。ラミネート3を支持層2に固着させるため、接着剤層8が支持層2と保護ラッカー層7の間に配される。別の実施形態において、層5と6,及び層7と8はそれぞれ、層5と6,及び層7と8の間のそれぞれに界面が存在しないように、それぞれの材料を同じとすることができる。変光性構造4は層6と7の間の界面9を画定する。界面9の光学的効力は2つの相接する層、ラッカー層6と保護ラッカー層7の材料の屈折率の差とともに高くなる。界面9の光学的効力を高めるため、変光性構造4は、保護ラッカー層7を施す前に、溝の深さに比較して薄い金属または誘電体の反射層で覆われる。ラミネート3のその他の実施形態及び透明または不透明な保証素子1に用いられ得る材料が、本明細書の冒頭部分で参照した特許文献4に説明されている。図1に示される構造4は単純な矩形構造の形態で象徴的にしか示されていないが、光回折レリーフ構造、光散乱レリーフ構造またはミラー面10(図1)のような、一般的な、変光性構造4を表わす。既知の光回折レリーフ構造は、直線または円形回折格子及びホログラムである。光散乱レリーフ構造は、例えば艶消し構造である。
【0010】
図2は保証素子1(図1)の一部を示す。あらかじめ定められた観察角度から、カバー層5(図1)を通して保証素子1を観察者が見ると、表面パターン11の変光性構造4(図1)の効果が目視で認められる。表面パターン11は変光性構造4が形成された多くの表面素子12,13,14のモザイクである。観察者の視点からは、光回折効果を有し、それぞれの変光性構造4に入射する光を観察者の眼に偏向させる、表面素子12,13,14だけが見える。他の表面素子12,13,14は、保証素子1の3つの軸の内の1つのまわりで保証素子1を回転させるかまたは傾けることにより見えるようになり、表面パターン11の光学効果により、認識可能な画像が変化する。
【0011】
表面素子12,13,14とは無関係に、それぞれがそれぞれの中心点16を有する複数の表面領域15が、中心点16がドットマトリックスを形成するような態様で、表面パターン11の少なくとも一部の変光性構造4に規則的に配置される。別の変光性構造4が、表面領域15に形成される。表面素子12,13,14の編成は、図2の図面には例として示されるだけであり、表面パターン11からの表面領域15の独立性を示すだけである。事実上、表面素子12〜14の多くは表面領域15よりかなり大きい。表面領域15は皆同じであり、幅Bに対する長さLの比が少なくとも3である、すなわちL/B≧3の、細長い形状をもつ。最大寸法、すなわち長さLは0.2mmより小さく、例えば0.170mmである。このことは、寸法が小さいため、30cmの視距離において肉眼では表面パターン11の表面領域15をもはや全く認識し得ないこと、すなわち、観察者には、回転させても傾けても、観察方向に依存し、表面素子12〜14によりつくられる、表面パターンの画像をもつ背景しか認められないことを意味する。
【0012】
デジタルカラーコピー機によるコピー動作では、カラーコピー機の走査方向に交わるように配向された表面領域15しか記録されない。表面領域15が表面パターン11上に規則的に配置されていれば、矩形−または六角形−のドットマトリックスの単位セル40をそれぞれの表面領域15に随伴させることができ、中心点16は単位セルの対角線の交点に一致する。編成が理解しやすく示されるよう、図2では単位セル40が破線で示されている。その部分が表面領域15で占められていない、単位セル40の表面部分は、表面パターン11,例えば表面素子12の一部分を含む。それぞれの単位セル40は、元の表面パターン11において肉眼で見ることはできないが、カラーコピーでは明瞭に見ることができる、隠された情報アイテムの画素である。
【0013】
本発明の一利点は、ラッカー層6(図1)の加工作業における変光性構造4の造形による、表面素子11の表面領域15の配置の高い再現性である。保証素子1において、表面領域15はカバー層5の下に配置され、したがって機械的及び/または化学的侵食作用から保護される。
【0014】
図3は、カラーコピー機のデジタル光走査装置(スキャナー)の断面の略図である。白色光源17を用いて挟幅線条で照明される表面18は、x及びy座標方向により定められる平面にある。表面18は表面パターン11(図2)または表面領域15(図2)の一部である。表面18に入射する光ビーム19の少なくとも一部が反射されて、照射された表面18の上方の半空間20に戻される。表面18がミラー面であれば、入射光は、一義的に反射の法則にしたがって、反射ビーム21の形態で戻される。入射光ビーム19及び反射ビーム21の方向が回折平面22を定める。回折平面22は、点線で示され、表面18に対して垂直な大円において半球の形態で示される、半空間20と交差している。表面18は、(本図には示されていない)格子ベクトルを回折平面22に有し、y座標方向すなわち走査方向に向けられている回折格子によって覆われ、格子ベクトルはx座標方向に対して測定してそれぞれ90°または270°の方位角θを有する。回折格子で回折された光は、色スペクトルに分解され、回折平面22内で反射ビーム21に関して対称な方向23,24に向けられる。空間周波数f及び回折光の波長λが反射ビーム21と方向23及び24のそれぞれとの間の回折角を決定する。図示される例において、方向23は表面18に垂直である。回折格子のパラメータは、あらかじめ定められたスペクトル色に関して、光ビーム19が表面18に対する法線の方向23に回折され、受光器26によって記録されるように、選ばれるべきである。格子ベクトルが方位角θ=90°または270°のそれぞれから偏れば、及び/または回折光が受光器26に進入しなければ、表面18は変光性構造14(図1)において散乱される光のために暗灰色で再現される。回折格子が非常に高い線密度(>2,500本/mm)を有していれば、一次回折光はもはや半空間20に放射され得ないが、回折格子は着色ミラーのように振るまい、光が受光器26には全く入射しないので、カラーコピー機には黒色として記録される。表面18が艶消し構造を有していれば入射白色光19はスペクトルに分解されることなく半空間20全体に散乱し、散乱光の強度にしたがって白色ないし灰色としてカラーコピー機により記録される。等方性艶消し構造とは異なり、異方性艶消し構造は入射光19をあらかじめ定められた空間角領域に偏向することが好ましい。異方性艶消し構造により、灰色値の再現が可能になる。表面18が入射光19を吸収すれば、半空間20に送り返される光は無い。光ビーム19の表面18への入射角は、25°と30°の間の範囲にある値をとり、カラーコピー機の製造業者により様々である。
【0015】
デジタル走査を行う最近のカラーコピー機(以降、カラーコピー機と称する)はデカルト座標のx及びy方向のそれぞれに少なくとも12ドット/mm(=300dpi)の解像度を有する。白色光源17は、図示される回折平面22と平行な関係で表面18に斜めに光ビーム19を放射し、x座標方向に沿って配向された挟幅線条部において表面18を照明する。方向23に戻された光の全てが受光器26の複数の光検出器25の内の1つに進入する。受光器26は図3の方形区画で簡略に示されている。x座標方向において、照明される挟幅線条部及び受光器26は、コピーされる支持層2(図1)、例えばA4またはA3紙に対する支持体の全幅にわたって広がる。1mm当り少なくとも12個の光検出器25が3原色のそれぞれに対して配置される。デジタル走査動作に対し、白色光源17及び受光器26はy座標方向に段階的に移動する。各段階において、表面18上の照明された挟幅線条部の、光検出器25の感光性表面27上で受光器26に記録される画像は、光検出器25によりドット単位で走査される。読出動作において、方向23に偏向された光ビーム19に関する画像強度値が光検出器25によって記録される。
【0016】
受光器26の解像度が有限である結果として、記録される信号はカラーコピー機の走査方向に対する表面領域15の向きに依存する。カラーコピー機のとり得る構成では、隣接する光検出器が非常に大きく異なる強度値を記録すれば、異なる信号が隣接値に調節される限り、個々の光検出器25の信号が抑制される。これにより、干渉信号が抑制される。この抑制手順は、それぞれの原色について、他の2つの原色とは無関係に実施される。y座標方向においては同様の比較操作は実施されない。表面領域15の幅B(図2)により、以降で説明される保護効果が有効となるカラーコピー機の解像レベルが決まる。例えば幅B=0.04mmまたは0.02mmであれば、縦方向広がりに対して横方向に走査する場合には、表面領域15に対してただ1個の光検出器25しか信号をつくらないから、表面領域15に関する信号が抑制されるので、解像度がそれぞれ24ドット/mm(=600dpi)及び48ドット/mm(=1200dpi)までのカラーコピー機の場合に、保護効果が与えられる。対照的に、x座標方向に対して平行な縦方向広がりをもって表面領域15が配向されていれば、解像度が12ドット/mmという低レベルのコピー機でさえ、少なくとも2つの互いに並べて配置された光検出器25が表面領域15の信号を記録するので、表面領域15を検出する。
【0017】
図4a〜4eは、それぞれの表面領域15が配置されている、単位セル40を簡略に示す。表面領域15で占められていない、単位セル40の表面部分は、表面素子12〜14(図2)の一部である。単位セル40に対する表面領域15の面積比率は、そうでなければ表面素子12の表面の明るさが著しく減退するから、20%より小さいことが好ましい。表面素子12及び表面領域15を提供し得る上述の変光性構造の5つの組合せが、例として、以下に説明される。
【0018】
例4aでは、表面素子12の回折格子の溝及び表面領域15の回折格子の溝が互いに垂直な関係で配向され、表面領域15の溝の方位は、単位セル40における表面領域15の方位に無関係に、必ずx座標方向に対して平行である。(図示されていない例4a.1におけるように)表面素子12の回折格子の溝が表面領域15の溝に対して平行であるとすれば、それぞれの回折格子の空間周波数fが異なることになろう。
【0019】
例4bでは、表面領域15がミラー面10(図1)で占められ、一方、表面素子12は、変光性構造(図1)として十字回折格子を有する。十字回折格子は2つの空間周波数f1及びf2で画定され、特定の例では空間周波数f1及びf2が等しい。
【0020】
例4cでは、表面領域15及び表面素子12の十字回折格子が互いに方位角で45°回転されている。回折光が表面18(図3)に対する、すなわち表面素子12または表面領域15に対する、法線の方向23(図3)に偏向されるように、式:
【数1】
【0021】
にしたがう空間周波数fが光回折レリーフ構造に対して選ばれなければならず、ここでαは光ビーム19(図3)の入射角であり、δ=0°は表面18(図3)に対する法線の方向23(図3)に偏向される波長λの光の回折角であり、kは回折次数である。25°と30°の間の入射角αに対して、回折光が受光器26(図3)に進入するような、k=1での空間周波数fの範囲は725本/mmと1025本/mmの間であり、k=2で使用可能な空間周波数fは350本/mmと550本/mmの間である。範囲限界は受光器26の感色性によりあらかじめ定められる。表面パターンに生じ得るむらを補償するために、空間周波数fを変調することが有利であり、この場合、0.2mmと0.6mmの間の周期にわたり5本の変動量で周期的に空間周波数fが変化することが望ましい。
【0022】
例4d及び4eは、カラーコピー機の照明条件に関してそれほどクリティカルではない。
【0023】
例4dでは、表面素子12がミラー面であり、表面領域15が艶消し構造を含んでいる。
【0024】
例4eでは、円形表面41がミラー面で占められ、表面素子12が艶消し構造で占められている。
【0025】
細長い形状の表面領域15は、表面領域15の幅Bが狭いため、理想的方向から数°でしかない走査方向の偏差に関して、表面領域15の有効長が短すぎることがあり得るから、走査方向に敏感である。
【0026】
特殊な効果のため、表面領域15は図4dにあるような十字形とすることもできるし、円形表面41(図4e)で置き換えることもできる。カラーコピー機は、十字の2本のアームに対して平行な、例えば、x座標方向に対して45°または135°の走査動作において十字形を記録するが、円形表面41は表面パターン11(図2)の方位にかかわらず記録される。走査方向に依存して様々な外観がつくられるはずであるので、必ずしも全ての単位セル40が十字形(図4d)または円形(図4e)の表面領域15を備えなくともさしつかえないことは理解されるであろう。
【0027】
走査動作で形成される画像の、少なくともある種の走査方向依存性が望ましければ、図4eに示されるような円形表面領域41の代わりに、あらかじめ定められた方向における走査では見えるができるが別の方向では見えない表面領域41を備えるようにするため、相応する非対称性を含む、例えば楕円形表面領域を備える必要があろう。相応する態様においては、図4dの十字形表面領域15に関し、例えば、歪んだ十字形またはアームが実質的に垂直には交差していない十字形を用いることにより非対称性を得ることも可能であろう。
【0028】
図5はxy座標系の第1象限にある表面パターン11の一部分を示す。表面素子12(図2)、13(図2)、14(図2)のモザイクとは無関係に、表面パターン11の一部分が領域28〜33に分割される。領域28〜33は、x及びy座標方向で周期がa及びbの規則的ドットマトリックスを表面領域15の中心点16(図2)が形成するように、互いに接する単位セル40に細分される。別の実施形態において、周期は等しく、すなわちa=bであり、周期a,bの長さは、少なくとも表面領域15の長さLに達するか、あるいは表面領域15の長さLを上まわる。しかし、いかなる場合にも、ドットマトリックスは1mm当たり少なくとも8ドットの解像レベルを有する。領域28〜33のそれぞれにおいて、表面領域15には選択方向34に対して平行な方位がある。領域28〜33が無地領域35で隔てられていなければ、領域28〜33のそれぞれは、それぞれの選択方向34により、隣接する領域28〜33と異なる。第1の領域28では、選択方向34とx座標方向の間で測定される方位角はΦ=0°である。隣接する第2の領域29においては方位角はΦ=90°である。領域28〜33内に配置される無地領域35はいかなる表面領域15も含まない。表面パターン11の領域28〜33への分割、及び表面パターン11の領域28〜33及び無地領域35への分割はそれぞれ、隠される情報により決定される。
【0029】
図5の図面は、点線からなる境界をもついくつかの単位セル40を示す。肉眼では表面領域15の配置が看取されないように、周期は小さく、1mmに少なくとも8個の単位セル40が嵌まり込むほどである。別の実施形態において、表面領域15は、領域28〜33の内の少なくとも1つに、選択方向34に対して垂直な、さらに小さい間隔を含み、a及びbはそれぞれ表面領域15の長さより小さい。
【0030】
上述したように、受光器26(図3)は有限の数の光検出器25(図3)に細分される。走査方向に対して交差する方向では、光検出器25で検出される表面18(図3)の画像が個々の画素に分解される。表面領域15が走査方向に実質的に平行な関係に揃えられれば、表面領域15の横寸法、すなわち幅Bが小さいことから、表面領域15は記録されない。対照的に、表面領域15が走査方向に実質的に垂直な関係に揃えられれば、受光器26は表面領域15を検出する。カラーコピー機のそれぞれの設計構造に依存して、カラーコピー機のアーティファクトである点線または実線が、配置された表面領域15の画像の代わりに、コピーに現れる。
【0031】
例として、表面パターン11を、走査方向がy座標方向に一致するように配向させる。第1の領域28では、表面領域15が走査方向に対して垂直に、すなわちx座標方向に対して平行に配向される。y座標方向に走査された保証素子1(図1)のカラーコピーには、カラーパターン11の画像に加えて、表面領域15を結び、観察者が第1の領域28のx座標方向に対して平行な微細ハッチングの形態でカラーコピー上で認識する、直線または線分がある。第2の領域29では、表面領域15の選択方向34が走査方向に平行であり、よってカラーコピー機は表面領域15を記録しない。カラーコピーでは、表面パターン11の画像の他に、表面領域15を認識することは不可能であり、第2の領域29にはハッチングがかからない。通常の視距離において、第1の領域28におけるハッチングは、灰色または第2の領域29の再現に対するカラーコントラストを生じる。対照的に、保証素子1の走査がx座標方向に行われれば、コピーには、y座標方向に対して平行なハッチングが第2の領域29にかかり、第1の領域28にはハッチングがかからない。領域28〜33及び無地領域35間の境界線36は、図面に関係しているという理由で図5に示されているだけであり、カラーコピーでは、走査方向にかかわらず、無地領域35にはハッチングは決してかからない。
【0032】
図5の右側に示されるように、方位角がΦ=90°及び0°の領域29及び33が少なくとも1つの別の領域30〜32により隔てられ、方位角Φは別の領域30〜32における中間段階を経て変化している。そのような配置には、原本がいかなる方位にあっても、領域の内の少なくとも1つは表面18(図3)上の照明された線条部にほぼ平行に配向され、ハッチングがコピーに現れるから、隠された情報をコピーに見ることができるという利点がある。コピーでしか見えない隠された情報が目につくように、領域28〜33及び存在し得る無地領域35は最小寸法の少なくとも2つの単位セル40を含む。中間段階の代わりに、十字形表面領域15(図4d)をもつかまたは円形表面41(図4e)をもつ単位セル40を用いることも可能である。
【0033】
図6において、保証素子1は、背景領域37及び文字領域38を表面パターン11内に有する。背景領域37は、例えば、その上で文字領域38が隠された情報を形成するパネル39の形態にある。背景領域37においては、表面領域15(図1)が、カラーコピーでは背景面37にハッチングがかかるように、x座標方向に平行な関係で配置される。文字領域38では、コピーにハッチングが見られないように、表面領域15が90°回転されている。コピーでは、隠された情報が肉眼で明瞭に見えるような態様で、ハッチングがかかっていない面によって、文字領域38が背景領域37から立ち現れる。
【0034】
第1の実施形態において、表面素子12の変光性構造4(図1)は回折格子である。表面領域15は変光性構造4としてミラー面10(図1)を有する。背景として、カラーコピーは、カラーコピー機により記録され、原本の、すなわち保証素子1の表面パターン11をもつ支持層2の、方位に依存するパターンを有する。原本が選択方向34(図5)に対して実質的に垂直に走査されると、背景領域37には黒色ハッチングが追加されて見え、文字領域38はハッチングがないことにより背景領域37から立ち現れる。図示される例において、文字領域38は情報“VOID”(“無効”)を形成している。原本を90°回転させると、原本は背景領域37において選択方向34(図5)に対して実質的に平行に走査され、よって、文字領域38において、表面領域15が検出される。カラーコピーでは、黒色ハッチングがかかった文字領域38により情報を見ることができる。表面素子12は、回折格子の方位角θ(図3)が走査方向に対して平行であれば、着色された背景を与える。他の方位では、光ビーム19(図3)が光回折レリーフ構造で散乱されるから、背景は暗灰色である。‘選択方向34または走査方向に対して実質的に垂直’あるいは‘選択方向34または走査方向に対して実質的に平行’という表現は、表面領域15の幅Bに依存して、空間周波数f及び指定された方向に対して偏差がほぼ±10°の方位角が、カラーコピー機で許容されることを示す。
【0035】
別の実施形態において、パネル39の背景領域37及び文字領域38は図4a〜4eに示されるタイプの内の1つの単位セル40(図5)から形成される。図4a〜4cの図面に示されるように、背景領域37では方位角はΦ=0°(図5)であり、中間領域(図5)ではΦ=45°、文字領域38ではΦ=90°である。単純な直線回折格子をもつ単位セル40の、カラーコピー機の走査方向に依存するカラーコピーにおける再現が、簡略な形で表1に示される。走査方向はy座標方向に対する角度で指定される。光学効果を確立するため、走査方向0°のとき、パネル39の全ての表面領域15において回折格子溝が背景領域37の選択方向34に対して平行に配向されているとする。中間領域31の光学効果も例として示されている。例4a.1では、走査方向が90°の場合に、カラーコピー機で記録される、表面素子12及び表面領域15からの散乱光の強度は事実上等しく、よって、走査方向0°の場合にしか隠された情報をコピーに見ることができない。
【0036】
表1において、着色は、空間周波数fによりあらかじめ定められている色を意味する。例4a.1では、背景領域37及び表面領域15の色にはさらに対比色でなければならない。
【表1】
【0037】
表面素子12〜14(図2)及び表面領域15における変光性構造は、図4a〜4eに示される組合せとは別の組合せを用いることも可能である。カラーコピーで、ハッチングが表面素子12〜14(図2)の背景に対して見えることだけが重要な点である。
【0038】
図7では、カラーコピー機における保証素子1のいかなる方位においても、隠された情報をもつパネル39の内の少なくとも1つがコピー動作において識別可能に再現されるような態様で、複数のパネル39が表面パターン11上に配置されている。本実施形態では、背景領域37(図6)のそれぞれにおける表面領域15(図2)の、図7では点線で示される、選択方向34が、共通点を中心にして動径方向にずらされている。それぞれのパネル39の単位セル40は、関連する選択方向34に揃えられている。
【0039】
保証素子1の別の実施形態における単位セル40の内の1つ及びその表面領域15の一部を、図8の配置の一部分に示す。表面領域15及び/または領域28〜33(図5)、37及び38(図6)の、表面素子12〜14(図2)は、円形光回折レリーフ構造で占められている。単位セル40及び/または表面領域15は正方面42に分割される。正方面42のそれぞれは、象限面42の中心に配置され、その円形溝があらかじめ定められた空間周波数fで同心に配された円形回折格子を有し、正方面42の四隅は対応する円弧溝で埋められる。単位セル40の空間周波数fと表面領域15の空間周波数fは異なり、よってカラーコピーでハッチングと背景の間にカラーコントラストがつく。正方面42の辺長hは20μmと100μmの間の値である。表面領域15は、表面領域15の辺長hが、単位セル40に対する上記h指定範囲の上限にあるよりむしろh範囲の下限にあることが有利であるような、小さい幅Bを有する。しかし、単位セル40及び表面領域15の正方面42は同じ大きさとすることができ、この場合には、表面領域15の幅Bは辺長hと同じ寸法となるように選ばれることが有利である。図8に破線で示される表面領域43が光ビーム19(図3)で照明される。走査動作に対して、表面領域43は、表面パターン11にわたってy座標方向に段階的に移動する。
【0040】
照明される表面43の方位にかかわらず、回折格子の空間周波数fが上述した範囲にあれば、入射光ビーム19は必ず受光器26(図3)の方向に円形回折格子の扇形区画44で回折される。扇形区画44の境界は、方形面42の円形回折格子の半径である2つの格子ベクトルにより動径方向に定められる。回折平面22(図3)は走査方向に対して平行であるから、実効溝間隔は格子ベクトルと回折平面22の間の角度が大きくなるとともに広がり、よって扇形区画からの回折光の色は一様ではなく、扇形区画44の動径方向境界に向かって干渉色の縞が生じる。コピーで、扇形区画44と照明された正方面42のその他の表面部分が個々に分解されない。回折光の再現は混色で生じ、その主成分は空間周波数fにより確立される波長λに基づく。
【0041】
別の実施形態において、変光性構造4(図1)として、溝が等間隔の円形回折格子の代わりにフレネルレンズのレリーフ構造を用いることも可能である。フレネルレンズの集束特性は、できるだけ多くの白色光が受光器26(図3)に反射され得るように最適化される。
【0042】
単位セル40及び/または表面領域15あるいは円形面41(図4e)への上記のような円形回折格子の使用には、走査方向に無関係に、また表面領域15によりハッチングが適切な方位でつくられて、パネル39の背景が必ず混色でコピーに現れるという利点がある。
【0043】
保証素子1の別の構成では、円形回折格子の代わりに、ミラー面または艶消し構造が表面領域15の表面を占める。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】変光性保証素子の断面図である
【図2】表面パターンの一部を示す
【図3】光走査装置の断面図を示す
【図4】様々な単位セルを示す
【図5】表面パターンの様々な領域を示す
【図6】表面パターンにあるパネルのコピーを示す
【図7】保証素子のコピーの一部を示す
【図8】円形回折格子をもつ単位セルを示す
【符号の説明】
【0045】
1 保証素子
2 支持層
3 ラミネート
4 極微細構造
10 ミラー面
11 表面パターン
12,13,14 表面素子
15 表面領域
16 中心点
19 入射光ビーム
28,29,30,31,32,33,37,38 領域
34 選択方向
35 無地領域
37 背景領域
38 文字領域
40 単位セル
42 正方面
【0001】
本発明は請求項1の類別部分に記載されている回折型保証素子に関する。
【背景技術】
【0002】
上記のような回折型保証素子は、文書の真正性を証明するために用いられ、回転させるかまたは傾けることにより、それを見る人の視点からは、印象的なあらかじめ定められた態様で変化する、変光性パターンによって識別される。
【0003】
その種の回折型保証素子は多くの資料から知られているが、本明細書では特許文献1,特許文献2及び特許文献3を代表例として参照する。回折型保証素子はパターンの光彩及びパターンの変移効果によって識別され、回折型保証素子はプラスチック材料の薄いラミネートに埋め込まれて、銀行券、債券、戸籍証明書、パスポート、ビザ、身分証明書等のような文書上にスタンプの形態で貼り付けられる。保証素子の作成に用いられ得る材料は特許文献4に要約されている。
【0004】
最近のコピー機及びスキャナー装置は、そのような文書を見かけ上は正しい色合いで複製できる。回折型保証素子もコピーされるが、この場合は単一のある定められた視角で原本を見たときに見えるパターンがカラーコピー機の印刷色をもつ画像として再現されるので、光彩及び変移効果は明らかに失われる。そのような文書コピーは、劣悪な照明条件下であったり、観察者が注意を払っていない場合には、原本と混同されやすい。既知の保証素子には、普通の人がコピーをコピーであると容易には認識できない、という欠点がある。
【0005】
目視で認知できる画像に、微細線部分を含む目視では認識できない第2の画像を配することが可能であることが特許文献5により知られている。第2の画像の内容は、背景の線部分に対する第2の画像の線部分の傾きでコード化される。コピー動作では、第2の画像はその線部分の傾斜角に依存する黒化効果によって、第1の画像に重なって見える。したがって、第2の画像はコピー機上の原本の位置に依存する。この点に関する理論的考察は、非特許文献1に述べられている。
【特許文献1】
欧州特許第0105099B1号明細書
【特許文献2】
欧州特許第0330738B1号明細書
【特許文献3】
欧州特許第0375833B1号明細書
【特許文献4】
欧州特許第0201323B1号明細書
【特許文献5】
欧州特許第0490457B1号明細書
【非特許文献1】
ファン・レネッセ(van Renesse)編,「光学的文書保護(Optical Document Security)」,ISDN# 0-89006-982-4,p.127−148
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の課題は、カラーコピー機でつくられるコピーに、表面パターンには無関係な第2の隠された情報をもつ変光性表面パターンを有する、目視で認識できる安価な回折型保証素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明にしたがえば、上記課題は、請求項1の特徴指定部分に挙げられた特徴によって達成される。本発明の有利な構成は従属請求項に記載される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
本発明の実施形態を以降でさらに詳細に説明し、図面で示す。
【0009】
図1において、参照数字1は変光性保証素子を示し、参照数字2は支持層を示し、参照数字3はラミネート、参照数字4は極微細構造、参照数字5はカバー層、参照数字6はラッカー層、参照数字7は保護ラッカー層、参照数字8は接着剤層、参照数字9は界面層、参照数字10はミラー面を示す。示される文書の断面で、保証素子1のラミネート3は接着剤層8によって支持層2に接合されている。文書という術語は、保証素子1の支持層2となり、表面に貼り付けられている保証素子1によりその真正性が証明される、特に、パス、銀行券、ビザ、債券、入場券等を示すために用いられる。極めて微細な、機械的にまたはホログラフィ技術でつくられた変光性構造4がプラスチック材料のラミネート3に埋め込まれている。例えばラミネート3は、指定された順序で、ガラスのように透明な透明カバー層5を含む。カバー層5の下には、極めて微細な変光性構造4が形成された透明ラッカー層6が配される。変光性構造4は、構造4の溝が保護ラッカー層7で埋められ、変光性構造4がラッカー層6と保護ラッカー層7の間に埋め込まれるような態様で、保護ラッカー層7に覆われる。ラミネート3を支持層2に固着させるため、接着剤層8が支持層2と保護ラッカー層7の間に配される。別の実施形態において、層5と6,及び層7と8はそれぞれ、層5と6,及び層7と8の間のそれぞれに界面が存在しないように、それぞれの材料を同じとすることができる。変光性構造4は層6と7の間の界面9を画定する。界面9の光学的効力は2つの相接する層、ラッカー層6と保護ラッカー層7の材料の屈折率の差とともに高くなる。界面9の光学的効力を高めるため、変光性構造4は、保護ラッカー層7を施す前に、溝の深さに比較して薄い金属または誘電体の反射層で覆われる。ラミネート3のその他の実施形態及び透明または不透明な保証素子1に用いられ得る材料が、本明細書の冒頭部分で参照した特許文献4に説明されている。図1に示される構造4は単純な矩形構造の形態で象徴的にしか示されていないが、光回折レリーフ構造、光散乱レリーフ構造またはミラー面10(図1)のような、一般的な、変光性構造4を表わす。既知の光回折レリーフ構造は、直線または円形回折格子及びホログラムである。光散乱レリーフ構造は、例えば艶消し構造である。
【0010】
図2は保証素子1(図1)の一部を示す。あらかじめ定められた観察角度から、カバー層5(図1)を通して保証素子1を観察者が見ると、表面パターン11の変光性構造4(図1)の効果が目視で認められる。表面パターン11は変光性構造4が形成された多くの表面素子12,13,14のモザイクである。観察者の視点からは、光回折効果を有し、それぞれの変光性構造4に入射する光を観察者の眼に偏向させる、表面素子12,13,14だけが見える。他の表面素子12,13,14は、保証素子1の3つの軸の内の1つのまわりで保証素子1を回転させるかまたは傾けることにより見えるようになり、表面パターン11の光学効果により、認識可能な画像が変化する。
【0011】
表面素子12,13,14とは無関係に、それぞれがそれぞれの中心点16を有する複数の表面領域15が、中心点16がドットマトリックスを形成するような態様で、表面パターン11の少なくとも一部の変光性構造4に規則的に配置される。別の変光性構造4が、表面領域15に形成される。表面素子12,13,14の編成は、図2の図面には例として示されるだけであり、表面パターン11からの表面領域15の独立性を示すだけである。事実上、表面素子12〜14の多くは表面領域15よりかなり大きい。表面領域15は皆同じであり、幅Bに対する長さLの比が少なくとも3である、すなわちL/B≧3の、細長い形状をもつ。最大寸法、すなわち長さLは0.2mmより小さく、例えば0.170mmである。このことは、寸法が小さいため、30cmの視距離において肉眼では表面パターン11の表面領域15をもはや全く認識し得ないこと、すなわち、観察者には、回転させても傾けても、観察方向に依存し、表面素子12〜14によりつくられる、表面パターンの画像をもつ背景しか認められないことを意味する。
【0012】
デジタルカラーコピー機によるコピー動作では、カラーコピー機の走査方向に交わるように配向された表面領域15しか記録されない。表面領域15が表面パターン11上に規則的に配置されていれば、矩形−または六角形−のドットマトリックスの単位セル40をそれぞれの表面領域15に随伴させることができ、中心点16は単位セルの対角線の交点に一致する。編成が理解しやすく示されるよう、図2では単位セル40が破線で示されている。その部分が表面領域15で占められていない、単位セル40の表面部分は、表面パターン11,例えば表面素子12の一部分を含む。それぞれの単位セル40は、元の表面パターン11において肉眼で見ることはできないが、カラーコピーでは明瞭に見ることができる、隠された情報アイテムの画素である。
【0013】
本発明の一利点は、ラッカー層6(図1)の加工作業における変光性構造4の造形による、表面素子11の表面領域15の配置の高い再現性である。保証素子1において、表面領域15はカバー層5の下に配置され、したがって機械的及び/または化学的侵食作用から保護される。
【0014】
図3は、カラーコピー機のデジタル光走査装置(スキャナー)の断面の略図である。白色光源17を用いて挟幅線条で照明される表面18は、x及びy座標方向により定められる平面にある。表面18は表面パターン11(図2)または表面領域15(図2)の一部である。表面18に入射する光ビーム19の少なくとも一部が反射されて、照射された表面18の上方の半空間20に戻される。表面18がミラー面であれば、入射光は、一義的に反射の法則にしたがって、反射ビーム21の形態で戻される。入射光ビーム19及び反射ビーム21の方向が回折平面22を定める。回折平面22は、点線で示され、表面18に対して垂直な大円において半球の形態で示される、半空間20と交差している。表面18は、(本図には示されていない)格子ベクトルを回折平面22に有し、y座標方向すなわち走査方向に向けられている回折格子によって覆われ、格子ベクトルはx座標方向に対して測定してそれぞれ90°または270°の方位角θを有する。回折格子で回折された光は、色スペクトルに分解され、回折平面22内で反射ビーム21に関して対称な方向23,24に向けられる。空間周波数f及び回折光の波長λが反射ビーム21と方向23及び24のそれぞれとの間の回折角を決定する。図示される例において、方向23は表面18に垂直である。回折格子のパラメータは、あらかじめ定められたスペクトル色に関して、光ビーム19が表面18に対する法線の方向23に回折され、受光器26によって記録されるように、選ばれるべきである。格子ベクトルが方位角θ=90°または270°のそれぞれから偏れば、及び/または回折光が受光器26に進入しなければ、表面18は変光性構造14(図1)において散乱される光のために暗灰色で再現される。回折格子が非常に高い線密度(>2,500本/mm)を有していれば、一次回折光はもはや半空間20に放射され得ないが、回折格子は着色ミラーのように振るまい、光が受光器26には全く入射しないので、カラーコピー機には黒色として記録される。表面18が艶消し構造を有していれば入射白色光19はスペクトルに分解されることなく半空間20全体に散乱し、散乱光の強度にしたがって白色ないし灰色としてカラーコピー機により記録される。等方性艶消し構造とは異なり、異方性艶消し構造は入射光19をあらかじめ定められた空間角領域に偏向することが好ましい。異方性艶消し構造により、灰色値の再現が可能になる。表面18が入射光19を吸収すれば、半空間20に送り返される光は無い。光ビーム19の表面18への入射角は、25°と30°の間の範囲にある値をとり、カラーコピー機の製造業者により様々である。
【0015】
デジタル走査を行う最近のカラーコピー機(以降、カラーコピー機と称する)はデカルト座標のx及びy方向のそれぞれに少なくとも12ドット/mm(=300dpi)の解像度を有する。白色光源17は、図示される回折平面22と平行な関係で表面18に斜めに光ビーム19を放射し、x座標方向に沿って配向された挟幅線条部において表面18を照明する。方向23に戻された光の全てが受光器26の複数の光検出器25の内の1つに進入する。受光器26は図3の方形区画で簡略に示されている。x座標方向において、照明される挟幅線条部及び受光器26は、コピーされる支持層2(図1)、例えばA4またはA3紙に対する支持体の全幅にわたって広がる。1mm当り少なくとも12個の光検出器25が3原色のそれぞれに対して配置される。デジタル走査動作に対し、白色光源17及び受光器26はy座標方向に段階的に移動する。各段階において、表面18上の照明された挟幅線条部の、光検出器25の感光性表面27上で受光器26に記録される画像は、光検出器25によりドット単位で走査される。読出動作において、方向23に偏向された光ビーム19に関する画像強度値が光検出器25によって記録される。
【0016】
受光器26の解像度が有限である結果として、記録される信号はカラーコピー機の走査方向に対する表面領域15の向きに依存する。カラーコピー機のとり得る構成では、隣接する光検出器が非常に大きく異なる強度値を記録すれば、異なる信号が隣接値に調節される限り、個々の光検出器25の信号が抑制される。これにより、干渉信号が抑制される。この抑制手順は、それぞれの原色について、他の2つの原色とは無関係に実施される。y座標方向においては同様の比較操作は実施されない。表面領域15の幅B(図2)により、以降で説明される保護効果が有効となるカラーコピー機の解像レベルが決まる。例えば幅B=0.04mmまたは0.02mmであれば、縦方向広がりに対して横方向に走査する場合には、表面領域15に対してただ1個の光検出器25しか信号をつくらないから、表面領域15に関する信号が抑制されるので、解像度がそれぞれ24ドット/mm(=600dpi)及び48ドット/mm(=1200dpi)までのカラーコピー機の場合に、保護効果が与えられる。対照的に、x座標方向に対して平行な縦方向広がりをもって表面領域15が配向されていれば、解像度が12ドット/mmという低レベルのコピー機でさえ、少なくとも2つの互いに並べて配置された光検出器25が表面領域15の信号を記録するので、表面領域15を検出する。
【0017】
図4a〜4eは、それぞれの表面領域15が配置されている、単位セル40を簡略に示す。表面領域15で占められていない、単位セル40の表面部分は、表面素子12〜14(図2)の一部である。単位セル40に対する表面領域15の面積比率は、そうでなければ表面素子12の表面の明るさが著しく減退するから、20%より小さいことが好ましい。表面素子12及び表面領域15を提供し得る上述の変光性構造の5つの組合せが、例として、以下に説明される。
【0018】
例4aでは、表面素子12の回折格子の溝及び表面領域15の回折格子の溝が互いに垂直な関係で配向され、表面領域15の溝の方位は、単位セル40における表面領域15の方位に無関係に、必ずx座標方向に対して平行である。(図示されていない例4a.1におけるように)表面素子12の回折格子の溝が表面領域15の溝に対して平行であるとすれば、それぞれの回折格子の空間周波数fが異なることになろう。
【0019】
例4bでは、表面領域15がミラー面10(図1)で占められ、一方、表面素子12は、変光性構造(図1)として十字回折格子を有する。十字回折格子は2つの空間周波数f1及びf2で画定され、特定の例では空間周波数f1及びf2が等しい。
【0020】
例4cでは、表面領域15及び表面素子12の十字回折格子が互いに方位角で45°回転されている。回折光が表面18(図3)に対する、すなわち表面素子12または表面領域15に対する、法線の方向23(図3)に偏向されるように、式:
【数1】
【0021】
にしたがう空間周波数fが光回折レリーフ構造に対して選ばれなければならず、ここでαは光ビーム19(図3)の入射角であり、δ=0°は表面18(図3)に対する法線の方向23(図3)に偏向される波長λの光の回折角であり、kは回折次数である。25°と30°の間の入射角αに対して、回折光が受光器26(図3)に進入するような、k=1での空間周波数fの範囲は725本/mmと1025本/mmの間であり、k=2で使用可能な空間周波数fは350本/mmと550本/mmの間である。範囲限界は受光器26の感色性によりあらかじめ定められる。表面パターンに生じ得るむらを補償するために、空間周波数fを変調することが有利であり、この場合、0.2mmと0.6mmの間の周期にわたり5本の変動量で周期的に空間周波数fが変化することが望ましい。
【0022】
例4d及び4eは、カラーコピー機の照明条件に関してそれほどクリティカルではない。
【0023】
例4dでは、表面素子12がミラー面であり、表面領域15が艶消し構造を含んでいる。
【0024】
例4eでは、円形表面41がミラー面で占められ、表面素子12が艶消し構造で占められている。
【0025】
細長い形状の表面領域15は、表面領域15の幅Bが狭いため、理想的方向から数°でしかない走査方向の偏差に関して、表面領域15の有効長が短すぎることがあり得るから、走査方向に敏感である。
【0026】
特殊な効果のため、表面領域15は図4dにあるような十字形とすることもできるし、円形表面41(図4e)で置き換えることもできる。カラーコピー機は、十字の2本のアームに対して平行な、例えば、x座標方向に対して45°または135°の走査動作において十字形を記録するが、円形表面41は表面パターン11(図2)の方位にかかわらず記録される。走査方向に依存して様々な外観がつくられるはずであるので、必ずしも全ての単位セル40が十字形(図4d)または円形(図4e)の表面領域15を備えなくともさしつかえないことは理解されるであろう。
【0027】
走査動作で形成される画像の、少なくともある種の走査方向依存性が望ましければ、図4eに示されるような円形表面領域41の代わりに、あらかじめ定められた方向における走査では見えるができるが別の方向では見えない表面領域41を備えるようにするため、相応する非対称性を含む、例えば楕円形表面領域を備える必要があろう。相応する態様においては、図4dの十字形表面領域15に関し、例えば、歪んだ十字形またはアームが実質的に垂直には交差していない十字形を用いることにより非対称性を得ることも可能であろう。
【0028】
図5はxy座標系の第1象限にある表面パターン11の一部分を示す。表面素子12(図2)、13(図2)、14(図2)のモザイクとは無関係に、表面パターン11の一部分が領域28〜33に分割される。領域28〜33は、x及びy座標方向で周期がa及びbの規則的ドットマトリックスを表面領域15の中心点16(図2)が形成するように、互いに接する単位セル40に細分される。別の実施形態において、周期は等しく、すなわちa=bであり、周期a,bの長さは、少なくとも表面領域15の長さLに達するか、あるいは表面領域15の長さLを上まわる。しかし、いかなる場合にも、ドットマトリックスは1mm当たり少なくとも8ドットの解像レベルを有する。領域28〜33のそれぞれにおいて、表面領域15には選択方向34に対して平行な方位がある。領域28〜33が無地領域35で隔てられていなければ、領域28〜33のそれぞれは、それぞれの選択方向34により、隣接する領域28〜33と異なる。第1の領域28では、選択方向34とx座標方向の間で測定される方位角はΦ=0°である。隣接する第2の領域29においては方位角はΦ=90°である。領域28〜33内に配置される無地領域35はいかなる表面領域15も含まない。表面パターン11の領域28〜33への分割、及び表面パターン11の領域28〜33及び無地領域35への分割はそれぞれ、隠される情報により決定される。
【0029】
図5の図面は、点線からなる境界をもついくつかの単位セル40を示す。肉眼では表面領域15の配置が看取されないように、周期は小さく、1mmに少なくとも8個の単位セル40が嵌まり込むほどである。別の実施形態において、表面領域15は、領域28〜33の内の少なくとも1つに、選択方向34に対して垂直な、さらに小さい間隔を含み、a及びbはそれぞれ表面領域15の長さより小さい。
【0030】
上述したように、受光器26(図3)は有限の数の光検出器25(図3)に細分される。走査方向に対して交差する方向では、光検出器25で検出される表面18(図3)の画像が個々の画素に分解される。表面領域15が走査方向に実質的に平行な関係に揃えられれば、表面領域15の横寸法、すなわち幅Bが小さいことから、表面領域15は記録されない。対照的に、表面領域15が走査方向に実質的に垂直な関係に揃えられれば、受光器26は表面領域15を検出する。カラーコピー機のそれぞれの設計構造に依存して、カラーコピー機のアーティファクトである点線または実線が、配置された表面領域15の画像の代わりに、コピーに現れる。
【0031】
例として、表面パターン11を、走査方向がy座標方向に一致するように配向させる。第1の領域28では、表面領域15が走査方向に対して垂直に、すなわちx座標方向に対して平行に配向される。y座標方向に走査された保証素子1(図1)のカラーコピーには、カラーパターン11の画像に加えて、表面領域15を結び、観察者が第1の領域28のx座標方向に対して平行な微細ハッチングの形態でカラーコピー上で認識する、直線または線分がある。第2の領域29では、表面領域15の選択方向34が走査方向に平行であり、よってカラーコピー機は表面領域15を記録しない。カラーコピーでは、表面パターン11の画像の他に、表面領域15を認識することは不可能であり、第2の領域29にはハッチングがかからない。通常の視距離において、第1の領域28におけるハッチングは、灰色または第2の領域29の再現に対するカラーコントラストを生じる。対照的に、保証素子1の走査がx座標方向に行われれば、コピーには、y座標方向に対して平行なハッチングが第2の領域29にかかり、第1の領域28にはハッチングがかからない。領域28〜33及び無地領域35間の境界線36は、図面に関係しているという理由で図5に示されているだけであり、カラーコピーでは、走査方向にかかわらず、無地領域35にはハッチングは決してかからない。
【0032】
図5の右側に示されるように、方位角がΦ=90°及び0°の領域29及び33が少なくとも1つの別の領域30〜32により隔てられ、方位角Φは別の領域30〜32における中間段階を経て変化している。そのような配置には、原本がいかなる方位にあっても、領域の内の少なくとも1つは表面18(図3)上の照明された線条部にほぼ平行に配向され、ハッチングがコピーに現れるから、隠された情報をコピーに見ることができるという利点がある。コピーでしか見えない隠された情報が目につくように、領域28〜33及び存在し得る無地領域35は最小寸法の少なくとも2つの単位セル40を含む。中間段階の代わりに、十字形表面領域15(図4d)をもつかまたは円形表面41(図4e)をもつ単位セル40を用いることも可能である。
【0033】
図6において、保証素子1は、背景領域37及び文字領域38を表面パターン11内に有する。背景領域37は、例えば、その上で文字領域38が隠された情報を形成するパネル39の形態にある。背景領域37においては、表面領域15(図1)が、カラーコピーでは背景面37にハッチングがかかるように、x座標方向に平行な関係で配置される。文字領域38では、コピーにハッチングが見られないように、表面領域15が90°回転されている。コピーでは、隠された情報が肉眼で明瞭に見えるような態様で、ハッチングがかかっていない面によって、文字領域38が背景領域37から立ち現れる。
【0034】
第1の実施形態において、表面素子12の変光性構造4(図1)は回折格子である。表面領域15は変光性構造4としてミラー面10(図1)を有する。背景として、カラーコピーは、カラーコピー機により記録され、原本の、すなわち保証素子1の表面パターン11をもつ支持層2の、方位に依存するパターンを有する。原本が選択方向34(図5)に対して実質的に垂直に走査されると、背景領域37には黒色ハッチングが追加されて見え、文字領域38はハッチングがないことにより背景領域37から立ち現れる。図示される例において、文字領域38は情報“VOID”(“無効”)を形成している。原本を90°回転させると、原本は背景領域37において選択方向34(図5)に対して実質的に平行に走査され、よって、文字領域38において、表面領域15が検出される。カラーコピーでは、黒色ハッチングがかかった文字領域38により情報を見ることができる。表面素子12は、回折格子の方位角θ(図3)が走査方向に対して平行であれば、着色された背景を与える。他の方位では、光ビーム19(図3)が光回折レリーフ構造で散乱されるから、背景は暗灰色である。‘選択方向34または走査方向に対して実質的に垂直’あるいは‘選択方向34または走査方向に対して実質的に平行’という表現は、表面領域15の幅Bに依存して、空間周波数f及び指定された方向に対して偏差がほぼ±10°の方位角が、カラーコピー機で許容されることを示す。
【0035】
別の実施形態において、パネル39の背景領域37及び文字領域38は図4a〜4eに示されるタイプの内の1つの単位セル40(図5)から形成される。図4a〜4cの図面に示されるように、背景領域37では方位角はΦ=0°(図5)であり、中間領域(図5)ではΦ=45°、文字領域38ではΦ=90°である。単純な直線回折格子をもつ単位セル40の、カラーコピー機の走査方向に依存するカラーコピーにおける再現が、簡略な形で表1に示される。走査方向はy座標方向に対する角度で指定される。光学効果を確立するため、走査方向0°のとき、パネル39の全ての表面領域15において回折格子溝が背景領域37の選択方向34に対して平行に配向されているとする。中間領域31の光学効果も例として示されている。例4a.1では、走査方向が90°の場合に、カラーコピー機で記録される、表面素子12及び表面領域15からの散乱光の強度は事実上等しく、よって、走査方向0°の場合にしか隠された情報をコピーに見ることができない。
【0036】
表1において、着色は、空間周波数fによりあらかじめ定められている色を意味する。例4a.1では、背景領域37及び表面領域15の色にはさらに対比色でなければならない。
【表1】
【0037】
表面素子12〜14(図2)及び表面領域15における変光性構造は、図4a〜4eに示される組合せとは別の組合せを用いることも可能である。カラーコピーで、ハッチングが表面素子12〜14(図2)の背景に対して見えることだけが重要な点である。
【0038】
図7では、カラーコピー機における保証素子1のいかなる方位においても、隠された情報をもつパネル39の内の少なくとも1つがコピー動作において識別可能に再現されるような態様で、複数のパネル39が表面パターン11上に配置されている。本実施形態では、背景領域37(図6)のそれぞれにおける表面領域15(図2)の、図7では点線で示される、選択方向34が、共通点を中心にして動径方向にずらされている。それぞれのパネル39の単位セル40は、関連する選択方向34に揃えられている。
【0039】
保証素子1の別の実施形態における単位セル40の内の1つ及びその表面領域15の一部を、図8の配置の一部分に示す。表面領域15及び/または領域28〜33(図5)、37及び38(図6)の、表面素子12〜14(図2)は、円形光回折レリーフ構造で占められている。単位セル40及び/または表面領域15は正方面42に分割される。正方面42のそれぞれは、象限面42の中心に配置され、その円形溝があらかじめ定められた空間周波数fで同心に配された円形回折格子を有し、正方面42の四隅は対応する円弧溝で埋められる。単位セル40の空間周波数fと表面領域15の空間周波数fは異なり、よってカラーコピーでハッチングと背景の間にカラーコントラストがつく。正方面42の辺長hは20μmと100μmの間の値である。表面領域15は、表面領域15の辺長hが、単位セル40に対する上記h指定範囲の上限にあるよりむしろh範囲の下限にあることが有利であるような、小さい幅Bを有する。しかし、単位セル40及び表面領域15の正方面42は同じ大きさとすることができ、この場合には、表面領域15の幅Bは辺長hと同じ寸法となるように選ばれることが有利である。図8に破線で示される表面領域43が光ビーム19(図3)で照明される。走査動作に対して、表面領域43は、表面パターン11にわたってy座標方向に段階的に移動する。
【0040】
照明される表面43の方位にかかわらず、回折格子の空間周波数fが上述した範囲にあれば、入射光ビーム19は必ず受光器26(図3)の方向に円形回折格子の扇形区画44で回折される。扇形区画44の境界は、方形面42の円形回折格子の半径である2つの格子ベクトルにより動径方向に定められる。回折平面22(図3)は走査方向に対して平行であるから、実効溝間隔は格子ベクトルと回折平面22の間の角度が大きくなるとともに広がり、よって扇形区画からの回折光の色は一様ではなく、扇形区画44の動径方向境界に向かって干渉色の縞が生じる。コピーで、扇形区画44と照明された正方面42のその他の表面部分が個々に分解されない。回折光の再現は混色で生じ、その主成分は空間周波数fにより確立される波長λに基づく。
【0041】
別の実施形態において、変光性構造4(図1)として、溝が等間隔の円形回折格子の代わりにフレネルレンズのレリーフ構造を用いることも可能である。フレネルレンズの集束特性は、できるだけ多くの白色光が受光器26(図3)に反射され得るように最適化される。
【0042】
単位セル40及び/または表面領域15あるいは円形面41(図4e)への上記のような円形回折格子の使用には、走査方向に無関係に、また表面領域15によりハッチングが適切な方位でつくられて、パネル39の背景が必ず混色でコピーに現れるという利点がある。
【0043】
保証素子1の別の構成では、円形回折格子の代わりに、ミラー面または艶消し構造が表面領域15の表面を占める。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】変光性保証素子の断面図である
【図2】表面パターンの一部を示す
【図3】光走査装置の断面図を示す
【図4】様々な単位セルを示す
【図5】表面パターンの様々な領域を示す
【図6】表面パターンにあるパネルのコピーを示す
【図7】保証素子のコピーの一部を示す
【図8】円形回折格子をもつ単位セルを示す
【符号の説明】
【0045】
1 保証素子
2 支持層
3 ラミネート
4 極微細構造
10 ミラー面
11 表面パターン
12,13,14 表面素子
15 表面領域
16 中心点
19 入射光ビーム
28,29,30,31,32,33,37,38 領域
34 選択方向
35 無地領域
37 背景領域
38 文字領域
40 単位セル
42 正方面
Claims (17)
- プラスチック材料のラミネート(3)に埋め込まれ、あらかじめ定められた観察方向から視認され得る、変光性構造をもつ表面素子(12,13,14)のモザイクで形成された反射型の変光性表面パターン(11)を備える保証素子(1)において、
前記表面パターン(11)の少なくとも一部に、周囲の前記モザイク構造とは異なる変光性構造(4)をもつ複数の同等の表面領域(15)が、前記モザイクに依存しない領域(28〜33;37;38)に規則的にさらに配置され、
前記領域(28〜33;37;38)にある前記表面領域(15)の中心点(16)が、1mm当りのドット数が5個より多いドットマトリックスを形成し、
前記表面領域(15)の最大寸法は0.2mmより小さく、長さ対幅比は少なくとも3:1であり、
前記各領域(28〜33;37;38)において、前記ドットマトリックスにある前記表面領域(15)が選択方向(34)に対して平行な関係に配向され、
前記領域(28〜33;37;38)が、前記選択方向(34)により決定され、肉眼では看取できないが前記表面パターン(11)のカラーコピーにおいてはアーティファクトとしてのハッチングにより肉眼で識別できるように再現される、隠された情報のアイテムを形成する、
ことを特徴とする保証素子。 - 前記ドットマトリックスの単位セル(40)の形状が矩形または六角形であることを特徴とする請求項1に記載の保証素子。
- 前記領域(28〜33;37;38)が隣接し、前記隣接する領域(28〜33;37;38)は、前記表面領域(15)の前記選択方向(34)が、前記隠された情報によりあらかじめ定められた態様で異なっていることを特徴とする請求項1または2に記載の保証素子。
- 前記領域(28〜33;37;38)が表面領域(15)を全くもたない無地領域(35)により隔てられ、前記隠された情報が前記無地領域(35)の配置により決定され、前記領域(28〜33;37;38)が、前記表面領域(15)の前記選択方位(34)が同じであることを特徴とする請求項1または2に記載の保証素子。
- 前記表面領域(15)に平坦なミラー面(10)が設けられ、前記表面素子(12;13;14)に、極めて微細な、光散乱構造または光回折構造があることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の保証素子。
- 前記表面領域(15)に、極めて微細な、光散乱構造または光回折構造が設けられ、前記表面素子(12;13;14)に平坦なミラー面(10)があることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の保証素子。
- 前記表面領域(15)及び前記表面素子(12;13;14)にある変光性構造(4)が回折格子構造であり、前記表面領域(15)の前記回折格子構造が、前記表面素子(12;13;14)の前記回折格子構造とは、少なくとも方位角及び/または空間周波数(f)が異なっていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の保証素子。
- 前記極めて微細な光回折構造が直線回折格子構造であることを特徴とする請求項5から7のいずれかに記載の保証素子。
- 前記極めて微細な光回折構造が、空間周波数(f1;f2)があらかじめ定められた十字回折格子構造であることを特徴とする請求項5から7のいずれかに記載の保証素子。
- 前記回折格子が、互いに接する、辺長100μm未満の正方面(42)で反復され、前記正方面(42)のそれぞれに形成された前記回折格子が同心に配置された複数の円形溝から成る極微細レリーフであることを特徴とする請求項5または7に記載の保証素子。
- 前記回折格子構造が反射型フレネルレンズの形態にあることを特徴とする請求項10に記載の保証素子。
- 前記回折格子の前記空間周波数(f;f1,f2)が、350本/mmと550本/mmとの間の範囲及び/または725本/mmと1025本/mmの間の範囲から選ばれることを特徴とする請求項8から10のいずれかに記載の保証素子。
- 入射光ビーム(19)を散乱させる前記極微細構造が艶消し構造であることを特徴とする請求項5または6に記載の保証素子。
- 前記領域(28〜33)の内の1つが背景領域(37)の機能を果たし、前記背景領域(37)内に配置されたその他の前記領域(28〜33)が文字領域(38)の機能を備え、グラフィックまたは英数字の形状であり、前記背景領域(37)にある前記表面領域(15)の前記選択方向(34)及び前記文字領域(38)にある前記表面領域(15)の前記選択方向(34)が互いに垂直な関係に配向されていることを特徴とする請求項1から13のいずれかに記載の保証素子。
- 複数の前記背景領域(37)が、前記各背景領域(37)にある前記表面領域(15)の前記選択方向(34)が一点から放射状に遠ざかる方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項14に記載の保証素子。
- 前記領域(28〜33)が背景領域(37)の機能を果たし、前記背景領域(37)内の前記無地領域(35)が文字領域の機能を備え、グラフィックまたは英数字の形状であることを特徴とする請求項1から13のいずれかに記載の保証素子。
- 前記領域(28〜33;37;38)における前記表面領域(15)の表面占有率が20%をこえていないことを特徴とする請求項1から16に記載の保証素子。
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