BRPI0416158B1 - Elemento de segurança difrativo com imagem de meio tom - Google Patents

Abstract

elemento de segurança difrativo com imagem de meio tom. a presente invenção refere-se a um elemento de segurança difrativo (1) possui uma imagem de meio tom (2) compreendendo estruturas difrativas em uma camada de reflexão, as quais estão embutidas em um composto de camadas entre uma camada em relevo transparente e uma camada de verniz protetora. a imagem de meio tom (2) é dividida em elementos de imagem (4) com pelo menos uma dimensão menor do que 1 mm, onde a superfície de cada elemento de imagem (4) é dividida em um campo de fundo (5) e em um padrão de elemento de imagem (6). a proporção do padrão de elemento de imagem (6) para a superfície do elemento de imagem (4) determina o brilho da superfície da imagem de meio tom (2) na localização (p) do elemento de imagem (4). o campo de fundo (5) possui uma primeira estrutura difrativa a partir da qual o padrão de elemento de imagem (6) difere por seu efeito de modificação da luz. faixas de padrão com uma largura de até 0,3 mm adicionalmente estendem-se sobre a superfície da imagem de meio tom (20). as faixas de padrão ocupam uma pequena proporção da superfície dos campos de fundo (5) e/ou dos padrões de elemento de imagem (6) e produzem faixas coloridas (43) na imagem de meio tom (2).

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um elemento de segurança difrativo com uma imagem de meio tom como exposto na parte de classificação da reivindicação 1.

[0002] Tais elementos de segurança são utilizados para autenticação de documentos, cédulas, bilhetes e cartões de identidade, artigos valiosos de todos os tipos e assim por diante, apesar de eles serem fáceis de verificar, eles são difíceis de imitar. O elemento de segurança geralmente é fixo por adesivo no arquivo a ser autenticado.

[0003] É conhecido a partir da EP-A 0 105 099 que um padrão de segurança de uma configuração gráfica seja composto como um mosaico a partir de elementos de imagem difrativos. O padrão de segurança altera sua aparência quando a pessoa observando o mesmo inclina o padrão de segurança e/ou gira o padrão de segurança em seu plano.

[0004] A EP-A 0 330 738 descreve padrões de segurança que possuem partes de superfície difrativas que são menores do que 0,3 mm dispostas individualmente ou em uma fileira na estrutura do padrão de segurança. Em particular, as partes de superfície formam caracteres de texto com uma altura menor do que 0,3 mm. O formato das partes de superfície ou das letras pode ser reconhecido somente por meio de uma boa lente de aumento.

[0005] Também é conhecido a partir da EP-A 0 375 833 que uma pluralidade de padrões de segurança difrativos que são compostos de pixels sejam dispostos em um elemento de segurança, onde cada um dos padrões de segurança é visível a olho nu em uma orientação predeterminada na distância de leitura normal. Cada padrão de segurança é dividido em pixels do campo de varredura que é predeterminado pelo elemento de segurança. O campo de varredura do elemento de segurança é subdividido em proporções de superfície difrativa, correspondendo ao número de padrões de segurança. Em cada campo de varredura, os pixels dos padrões de segurança, os quais estão associados com o campo de varredura, ocupam sua proporção de superfície predeterminada.

[0006] Os pedidos Alemães exposto N2 1 957 475 e CH 653 782 revelam uma família adicional de estruturas em relevo microscopicamente finas que possuem um efeito de difração óptica, utilizando um halograma de fase ("kinoform") do nome. A estrutura em relevo do halograma de fase desvia a luz em um ângulo sólido predeterminado. É somente quando o halograma de fase é iluminado com luz substancialmente coerente que a informação armazenada no halograma de fase pode ser feita visível em uma tela de exibição. O halograma de fase disperso a luz branca ou a luz do dia no ângulo sólido que é predeterminado pelo halograma de fase, mas fora deste ângulo, a superfície do halograma de fase parece cinza escuro.

[0007] O padrão de segurança difrativo está incluído em um composto de camadas de materiais plásticos, o qual é projetado para ser aplicado junto a um artigo. A especificação de Patente US 4 856 857 descreve várias configurações do composto de camadas e os materiais apropriados são listados na mesma.

[0008] Por outro lado, é conhecido a partir da especificação de patente US 6 198 545 formar imagens de meio tom, produzidas por um procedimento de impressão, compreendendo pixels, com elementos da imagem ou caracteres, onde o componente preto no de outra maneira fundo do pixel branco é selecionado de modo que a pessoa observando veja a imagem de meio tom na distância de observação de 30 cm a 1 me possa reconhecer os elementos ou caracteres da imagem somente quando observando mais meticulosamente, em uma distância muito próxima ou com uma lente de aumento. Esta tecnologia de síntese de imagem é conhecida pelo termo "exibição artística". Boas cópias de imagens de meio tom sem a exibição artística são fáceis de produzir como resultado da resolução continuamente aperfeiçoada na tecnologia de cópia.

[0009] O objetivo da presente invenção é proporcionar um elemento de segurança difrativo que apresente uma imagem de meio tom e que seja difícil de imitar ou copiar.

[00010] De acordo com a invenção, o objetivo especificado é alcançado pelos aspectos citados na parte de caracterização da reivindicação 1. Configurações vantajosas da invenção são expostas nas reivindicações anexas.

[00011] A idéia da invenção é produzir um elemento de segurança difrativo que possua pelo menos dois padrões diferentes que possam ser reconhecidos, onde um padrão é uma imagem de meio tom que é visualmente reconhecível em uma distância de observação de 30 cm a 1 m e que é composta de uma pluralidade de padrões de elemento de imagem. Os padrões de elemento de imagem são dispostos em um fundo e cobrem localmente, por exemplo em um pixel, uma proporção do fundo que é predeterminada pelo brilho local da superfície na imagem de meio tom. Tanto as superfícies de fundo como também as superfícies dos padrões de elemento de imagem são elementos opticamente ativos tal como hologramas, retículos de difração, estruturas não brilhantes, superfícies de reflexão e assim por diante, onde os elementos opticamente ativos para as superfícies dos padrões do elemento de imagem e para o fundo diferem em termos de características de difração ou de reflexão. Os padrões de elemento de imagem na imagem de meio tom podem ser reconhecidos somente quando sendo vistos em uma distância de leitura de menos do que 30 cm com ou sem ajuda, por exemplo, de uma lente de aumento. Em outra modalidade do elemento de segurança, tiras de padrão que têm uma largura de até 25 m estendem-se sobre a superfície da imagem de meio tom como padrões adicionais. As tiras de padrão retas e/ou curvas formam um padrão de fundo, tal como por exemplo, padrões de guilhochês, pictogramas e assim por diante. Elementos de linha são dispostos no fundo, nas superfícies das tiras de padrão. A proporção de superfície dos elementos de linha por unidade de comprimento da tira de padrão é determinada pelo brilho da superfície local no padrão de elemento de imagem, através do qual a tira de padrão se estende. As superfícies dos elementos de linha diferem em virtude de seus elementos opticamente ativos das superfícies do fundo e/ou dos padrões de elemento de imagem. Os padrões de elemento de imagem e os padrões de linha são compostos de caracteres, linhas, padrões trançados e de friso, letras e assim por diante. O elemento de segurança pode ser combinado com os padrões de segurança difrativos referidos na parte de abertura deste relatório descritivo, a partir da EP-A 0 105 099 e da EP-A 0 330 738.

[00012] As modalidades da invenção são descritas em maiores detalhes daqui para frente e ilustradas nos desenhos, nos quais: A Figura 1 apresenta um elemento de segurança com uma parte aumentada, A Figura 2 apresenta letras como padrões de elemento de imagem nos elementos de imagem, A Figura 3 apresenta uma seção transversal através do elemento de segurança, A Figura 4 apresenta uma estrutura não brilhante, A Figura 5 apresenta uma parte aumentada de um ângulo rotativo , A Figura 6 apresenta a parte aumentada do ângulo rotativo1, A Figura 7 apresenta a parte aumentada do ângulo rotativo 82, A Figura 8 apresenta imagens de tamanho pequeno no elemento de segurança, A Figura 9 apresenta a estrutura detalhada do elemento de imagem, e A Figura 10 apresenta o controle de brilho com tiras de padrão.

[00013] Na Figura 1, a referência 1 denota um elemento de segurança difrativo, a referência 2 denota uma imagem de meio tom dos elementos de padrão, a referência 3 denota uma parte muito aumentada do elemento de segurança 1, a referência 4 denota elementos de imagem, a referência 5 denota áreas ou campos de fundo e a referência 6 denota padrões de elemento de imagem. Os elementos do padrão da imagem de meio tom 2 são os elementos de imagem como pixel 4 que são construídos em uma configuração de mosaico a partir das partes de superfície. Estruturas de superfície microscopicamente finas nas partes de superfície dos elementos de imagem 4 modificam a luz incidente no elemento de segurança 1, dependendo da iluminação e da direção de observação. As partes de superfície com as estruturas de superfície de modificação da luz incluem pelo menos os campos de fundo 5 e os padrões de elemento de imagem 6. As estruturas de superfície podem ser proporcionadas com uma camada de reflexão para acentuar a ação de modificação da luz.

[00014] Na vista na Figura 1, para maior facilidade de descrição, a superfície do elemento de segurança 1 está orientada com relação a um sistema de coordenadas possuindo os eixos de coordenadas x e y. Além disso, por razões relacionadas à clareza, as superfícies dos campos de fundo 5 e dos padrões de elemento de imagem 6 respectivamente são apresentadas no desenho rastreadas ou não rastreadas em branco, onde os campos de fundo 5 e os padrões de elemento de imagem 6, diferente da situação com a imagens de meio tom produzidas pela tecnologia de impressão, sem sua iluminação e direções de observação sendo especificadas, não permitem quaisquer indicações com relação a seu brilho de superfície.

[00015] Como é apresentado na parte aumentada 3 na Figura 1, em uma modalidade a superfície do elemento de segurança 1 é dividida em uma pluralidade de elementos de imagem 4, os quais são menores do que 1 mm pelo menos em uma dimensão, por exemplo, os elementos de imagem 4 estão no formato de um quadrado, um retângulo, ou de um polígono, ou estão em uma representação conformai de uma destas superfícies. Os limites entre os elementos de imagem 4 são apresentados nos desenhos somente por razões de clareza dos mesmos. A superfície de cada elemento de imagem 4 possui pelo menos o campo de fundo 5 e o padrão de elemento de imagem 6 dispostos no campo de fundo 5, onde o padrão de elemento de imagem 6 é uma parte de superfície contínua ou também compreende um grupo de partes de superfície.

[00016] O brilho da superfície da imagem de meio tom 2 na localização P correspondendo ao elemento de imagem 4 possuindo as coordenadas (xp; yP) determina, de preferência considerando o brilho da superfície das localizações na imagem de meio tom 2 que correspondem aos elementos de imagem adjacentes 4 e/ou ao gradiente do brilho de superfície na localização P, a proporção da superfície do padrão de elemento de imagem 6 na superfície do elemento de imagem 6 possuindo as coordenadas (xP; yP).

[00017] Por exemplo, a proporção de superfície do padrão de elemento de imagem 6 no elemento de imagem 4 com as coordenadas (xp; yp) é de forma correspondente maior, quanto maior for o brilho da superfície na localização P de uma imagem original da imagem de meio tom 2. De modo que uma imagem de meio tom 2 seja produzida, todos os padrões de elemento de imagem 6 devem ter a mesma ação de modificação de luz em uma iluminação predeterminada e na direção de observação, enquanto os campos de fundo 5 desviam o menos de luz possível nesta direção de observação.

[00018] A proporção de superfície do padrão de elemento de imagem 6 no elemento de imagem 4 pode estar na faixa entre 0% e 100% se o formato do padrão de elemento de imagem 6 for similar ao formato do elemento de imagem 4. O termo "formato similar" é utilizado para formatos que são idênticos nos ângulos correspondentes mas são de dimensões diferentes. Se o formato do limite do padrão de elemento de imagem 6 que, por exemplo, está no formato de uma estrela, for diferente do formato do elemento de imagem 4, a faixa das proporções de superfície dos padrões de elemento de imagem 6 nos elementos de imagem 4 estará restrita à faixa superior, ou seja, ainda existe uma proporção de campo de fundo 5 presente no elemento de imagem 4. Entretanto, de preferência, é possível reconhecer o padrão de elemento de imagem 6 em cada elemento de imagem, mesmo se com tamanhos diferentes ou com uma tira estreita, correspondendo à proporção de superfície, no formato de limite do padrão de elemento de imagem 6, de modo a obter no elemento de imagem 4 a proporção de superfície necessária do padrão de elemento de imagem 6. A representação da imagem de meio tom 2 é baseada em uma escala com etapas predeterminadas com relação às proporções de superfície do padrão de elemento de imagem 6 no elemento de imagem 4, nas quais os brilhos de superfície do original da imagem são convertidos por meio desta escala para a imagem de meio tom 2.

[00019] A título de exemplo, o original da imagem da imagem de meio tom 2 possui em uma superfície de base 7, uma faixa dobrada 8 e uma seta 9 que são dispostas no centro da faixa 8. A superfície da imagem de meio tom 2 é dividida nos elementos de imagem 4. Os brilhos de superfície do original da imagem são associados com os elementos de imagem 4 de acordo com os elementos de padrão, por exemplo, a superfície de base 7, a tira 8, a seta 9 e assim por diante. Na vista apresentada na Figura 1, a superfície de base 7, a seta 9 e as superfícies visíveis da tira 8, os quais são apresentados em varreduras diferentes, diferem do original da imagem em virtude de seus brilhos de superfície. O observador reconhece no elemento de segurança 1 pelo menos a imagem de meio tom 2 do original da imagem, em graduações de brilho de superfície diferentes. Devido aos elementos de imagem relativamente grandes 4, o elemento de segurança 1 é para ser visto a partir de uma distância de observação mínima de cerca de 0,3 m ou mais de modo a reconhecer bem a imagem de meio tom 2. A partir de uma distância de leitura de menos do que 30 cm, os padrões de elementos de imagem predeterminados 6 ainda podem ser reconhecidos pelo observador a olho nu ou com uma lente de aumento simples. Por exemplo, o padrão de elemento de imagem 6 é uma estrela na vista apresentada na Figura 1. Em outras configurações do elemento de segurança 1, os padrões de elemento de imagem adjacentes 6 são diferentes. A partir da distância de leitura menor que 30 cm, a varredura grosseira dos padrões de elemento de imagem 6 interfere com o reconhecimento da imagem de meio tom 2.

[00020] Em uma modalidade da imagem de meio tom 2, os padrões de elemento de imagem 6 são similares em todos os elementos de imagem 4. No exemplo ilustrado na Figura 1 na parte 3, os padrões de elemento de imagem em formato de estrela 6 nos elementos de imagem 4 são apresentados pequenos, em partes envolvendo um baixo nível de brilho de superfície, aqui para a superfície de base 7. As proporções de superfície dos padrões de elemento de imagem 6 são correspondentemente maiores nos elementos de imagem 4 se, por exemplo, as partes da tira 8 com o níveis de brilho de superfície classificados como maiores que diferem da superfície de base 7 estiverem para ser representadas. Tanto as superfícies dos campos de fundo 5 como os padrões de elemento de imagem 6 possuem, por exemplo, estruturas de superfície difrativas gerais com uma camada de reflexão. Os campos de fundo 5 diferem dos padrões de elemento de imagem 6 em pelo menos um parâmetro estrutural da estrutura de superfície, tal como por exemplo, azimute, freqüência espacial, formato do perfil, profundidade do perfil, curvatura do sulco e assim por diante, ou até que as superfícies dos campos de fundo 5 ou os padrões de elemento de imagem 6 sejam transparentes, por exemplo, como conseqüência da remoção local da camada de reflexão, ou sejam cobertos por meio de uma camada de cor (por exemplo, branco ou preto). As superfícies dos campos de fundo 5 assim diferem das superfícies dos padrões de elemento de imagem 6 pela ação de modificação da luz de suas estruturas de superfície. Em uma modalidade da imagem de meio tom, as estruturas de superfície possuem parâmetros estruturais adicionais que são dependentes das coordenadas (x; y), nas superfícies dos campos de fundo 5 e/ou nos padrões de elemento de imagem 6.

[00021] Além deste exemplo simples da imagem de meio tom 2, em particular, representações (por exemplo, retratos) de personalidades conhecidas são adequadas para as imagens de meio tom 2, com relação ao que os padrões de elemento de imagem 6 de forma vantajosa possuem uma referência para a personalidade ilustrada, por exemplo, letras de um texto contínuo escrito pela personalidade e/ou uma melodia composta em notação musical.

[00022] Na Figura 2, cada um dos elementos de imagem 4 inclui um respectivo padrão de elemento de imagem 6 na forma de uma letra individual junto ao fundo do campo de fundo 5. Os elementos de imagem 4 são dispostos em uma fileira um com o outro de um modo tal que as letras nos padrões de elemento de imagem 6 envolvem a seqüência correspondente ao texto. As proporções de superfície, as quais são predeterminadas pela imagem de meio tom 2, das letras no campo do elemento de imagem 4, são alcançadas por se alterar a espessura e/ou o tamanho das letras. A espessura altera-se continuamente ou em etapas dentro de uma letra, se isto proporcionar melhor resolução para a imagem de meio tom 2. No desenho apresentado na Figura 2 isto é ilustrado no caso das letras S, E e U. As dimensões dos elementos de imagem 4 com as letras são mantidas correspondentemente pequenas de modo que as letras podem ser lidas quando vistas de perto, ou seja, na distância de leitura normal, mas elas podem não ser mais lidas a partir da distância de observação mencionada acima. Em outra modalidade, os elementos de imagem 4 são microscopicamente pequenos, caso em que as letras ou a notação pode ser somente reconhecida através de um microscópio. Um texto que pode ser somente reconhecido em um aumento de pelo menos 20 vezes é referido daqui para frente como "nanotexto". A vista na Figura 2 é uma simplificação e não apresenta o dimensionamento dos elementos de imagem 4, o qual é adotado para as letras, por exemplo, no caso de letras de um script proporcional ou o nanotexto no elemento de imagem 4 envolvendo um formato retangular alongado com textos manuscritos, por exemplo, contínuos.

[00023] A Figura 3 apresenta uma seção transversal típica através do elemento de segurança 1. O elemento de segurança 1 é uma parte de um composto de camadas 10, o qual inclui a imagem de meio tom 2 (Figura 1). O composto 10 inclui pelo menos uma camada em relevo 11 e uma camada de verniz protetora 12. As duas camadas 11 e 12 compreendem material plástico e incluem uma camada de reflexão 13 entre as mesmas. Em outra modalidade, uma camada protetora transparente, rígida e resistente à arranhão 14 de policarbonato, polietileno tereftalato e assim por diante, cobre toda a superfície do lado da camada em relevo 11, a qual está longe da camada de reflexão 13. Pelo menos a camada em relevo 11 e a camada de verniz protetora 14, a qual está possivelmente presente, são pelo menos parcialmente transparentes para a luz incidente 15. A própria camada de verniz protetora 12 ou uma camada adesiva opcional 16 disposta no lado da camada de verniz protetora 12 que está longe da camada de reflexão 13, é adaptada para unir o elemento de segurança 1 a um substrato 17. O substrato 17 é um artigo valioso, um documento, uma cédula e coisas parecidas a serem autenticadas com o elemento de segurança 1. Configurações adicionais do composto de camadas 10 são descritas, por exemplo, na US N2 4 856 857 mencionada acima. Este documento resume os materiais que são adequados para construção do composto de camadas 10 e os materiais adequados para a camada de reflexão 13. A camada de reflexão 13 é na forma de uma camada fina de um metal a partir do grupo de alumínio, prata, ouro, cromo, cobre, níquel, telúrio e assim por diante e é formada por uma camada fina compreendendo um dielétrico inorgânico tal como por exemplo, MgF2, ZnS, ZnSe, TiO2, SiO2, e assim por diante. A camada de reflexão 13 também pode incluir uma pluralidade de partes da camada de diferentes dielétricos inorgânicos ou uma combinação de camadas metálicas e dielétricas. A espessura da camada de reflexão 13 e a escolha do material da camada de reflexão 13 dependem de se o elemento de segurança 1 é simplesmente reflexivo, como mencionado aqui dentro anteriormente, transparente somente nas partes de superfície, isto é, parcialmente transparente, ou transparente com um grau predeterminado de transparência. Em particular, camadas de reflexão 13 de telúrio são adequadas para a individualização do elemento de segurança individual 1 à medida que a camada de reflexão de telúrio torna-se transparente sob o efeito de um feixe de laser fino através das camadas plásticas do composto de camadas 10 na localização da irradiação e uma janela 46 é produzida sem o composto de camadas 10 ser danificado. A janela transparente 46 formada deste modo forma, por exemplo, um código individual. Do mesmo modo, a camada de reflexão 13 é removida nas superfícies dos campos de fundo 5 ou dos padrões de elemento de imagem 6, respectivamente, se uma imagem de meio tom individual 2 estiver para ser produzida.

[00024] A camada de reflexão 13 na região da imagem de meio tom 2 possui as estruturas de superfície microscopicamente finas difratando a luz incidente 15. As superfícies dos campos de fundo 5 são ocupadas por uma primeira estrutura 18 e uma segunda estrutura 19 é formatada dentro das superfícies dos padrões de elemento de imagem 6. Estas estruturas 18, 19 são proporcionadas pela utilização das estruturas de superfície difrativas que são selecionadas de um grupo formado de retículos de difração, hologramas, estruturas não brilhantes, halograma de fase, estruturas de motheye e superfícies de reflexão. As superfícies de reflexão incluem superfícies de espelho planas de reflexão de forma acromática e retículos de difração atuando como um espelho colorido. Estes retículos de difração com reflexão de cor estão na forma de um retículo linear ou de um retículo transversal e envolvem freqüências espaciais f de mais do que 2300 linhas/mm e dependendo de sua profundidade estrutural opticamente ativa T seletivamente refletem componentes de cor da luz incidente de acordo com as leis de reflexão. Se a profundidade estrutural opticamente ativa T estiver abaixo de um valor de cerca de 50 nm, a luz incidente será praticamente acromaticamente refletida. A superfície do espelho plano, a qual é paralela à superfície do composto de camadas 10, também é para ser associada como uma estrutura de relevo singular com este grupo de estruturas de superfície microscopicamente finas, com relação ao que a superfície do espelho plano de reflexão de forma acromática é caracterizada pela freqüência espacial f =  ou 0 e a profundidade estrutural T = 0. Os halogramas de fase são descritos nos pedidos Alemães expostos no 1 957 475 e CH 653 782.

[00025] A título de exemplo, uma das estruturas de superfície mencionadas acima estende-se como um campo de fundo 5 sobre toda a superfície proporcionada para a imagem de meio tom 2. As superfícies dos padrões de elemento de imagem 6 são subseqüentemente cobertas com a cor predeterminada. A aplicação da cor como indicado em 45 é efetuada nas superfícies dos padrões de elemento de imagem 6 por meio de impressão a jato de tinta ou por impressão por entalho, por exemplo, na superfície livre do composto de camadas 10. A configuração mais simples do elemento de segurança 1 já proporciona a vantagem de que uma cópia do element de segurança 1, o qual é produzido com um aparelho copiador, é diferente claramente do original. Em outra configuração, a aplicação de cor 45 nas superfícies dos campos de fundo 5 e nos padrões de elemento de imagem 6, respectivamente, é disposta diretamente entre a camada em relevo 11 e a camada de reflexão 13. Em contraste à vista apresentada na figura 3, a aplicação de cor 45 estende-se através de toda a superfície do campo de fundo 5 ou do padrão de elemento de imagem 6, respectivamente. Da mesma forma, a janela 46 produzida pela operação mencionada acima para remover a camada de reflexão 13 tem toda a superfície do campo de fundo 5 e do padrão de elemento de imagem 6, respectivamente.

[00026] A título de exemplo, a camada de reflexão 13 nos campos de fundo 5, como a primeira estrutura 18, possui uma superfície de reflexão que é na forma de uma superfície de espelho plano ou naforma de um retículo de difração atuando como um espelho colorido. Quando da iluminação com a luz do dia ou com luz artificia policromática, a luz incidente 15 colide com o composto de camadas 10 em um ângulo de incidência a, onde o ângulo de incidência α é medido entre a direção da luz incidente 15 e uma normal 20 à superfície do composto de camadas 10. A luz 21 refletida na primeira estrutura 18 deixa o composto de camadas 10 em um ângulo de reflexão β que é medido em relação à normal 20 e que é igual ao ângulo de incidência α de acordo com as leis de reflexão. É somente quando o observador olha em um ângulo sólido próximo diretamente para dentro da luz refletida 21 que os campos de fundo 5 juntos fornecem uma impressão de luz, caso em que os espelhos planos refletem a luz do dia inalterada (ou seja, de forma acromática), enquanto os retículos de difração com uma freqüência espacial f de mais do que 2300 linhas/mm refletem uma cor misturada que é típica das mesmas. Nas outras direções do meio espaço acima do composto de camadas 10, os campos de fundo 5 ficam praticamente pretos.

[00027] Portanto, em particular, também um relevo que absorve a luz incidente 15 e que é conhecido pelo termo "estrutura de motheye" e cujos elementos de estrutura de relevo em formato de pino regularmente disposto projetam-se por cerca de 200 nm a 500 nm acima de uma superfície de base do relevo, é adequado para a primeira estrutura 18. Os elementos da estrutura de relevo são espaçados 400 nm ou menos um do outro. As superfícies com tais estruturas de motheye refletem menos do que 2% da luz 15 incidente a partir de qualquer direção e são pretas para o observador.

[00028] Formatada nos padrões de elemento de imagem 6 está a segunda estrutura 19 que desvia a luz incidente 15 substancialmente para fora da direção da luz refletida 21. Os relevos microscopicamente finos dos retículos de difração linear com uma freqüência espacial f da faixa de 100 linhas/nm a 2300 linhas/nm satisfazem esta condição. Para os retículos de difração acromática, a freqüência espacial f é selecionada da faixa de valores de f = 100 linhas/nm a f = 250 linhas/nm. Os retículos de difração que quebram a luz incidente 15 em cores possuem valores preferidos com relação à freqüência espacial f da faixa entre f = 500 linhas/nm e f = 2000 linhas/nm. A orientação do vetor do retículo k (Figura 1) é estabelecida com relação ao eixo de coordenadas x (Figura 1) pelo azimute θ (Figura 1). Um caso especial com relação aos retículos de difração linear é formado por aqueles cujos sulcos correm em linhas sinuosas, mas de um modo tal que os sulcos correndo em forma sinuosa na média sigam uma linha reta. Estes retículos de difração possuem uma faixa maior no azimute, com relação ao que eles são visíveis para o observador.

[00029] A luz incidente 15 é difratada na segunda estrutura 19 e desviada na forma de ondas de luz 22, 23 na ordem negativa da primeira difração e na forma de ondas de luz 24, 25 na ordem positiva da primeira difração de acordo com seu comprimento de onda a partir da direção da luz refletida, onde ondas de luz azul-violeta 23, 24 são difratadas para fora da direção da luz refletida 21 pelo ângulo de difração mínimo ± ε. As ondas de luz 22, 25 com comprimentos de onda maiores são desviadas pelos ângulos de difração correspondentemente maiores.

[00030] A luz incidente 15 e a normal 20 definem um plano de observação que na vista na Figura 3 coincide com o plano do desenho e é paralelo ao eixo de coordenada y. A direção de observação do observador está no plano de observação e o olho do observador recebe a luz refletida 21 dos campos de fundo de reflexão 5 quando a direção de observação e a normal 20 incluem o ângulo de reflexão β.

[00031] Os retículos de difração possuem sua ação ótima se seu vetor de retículo k for orientado em relação paralela com o plano de observação que neste caso é idêntico ao plano de difração.

[00032] Neste caso, os feixes de luz difratados 21 a 24 estão no plano de observação e, de acordo com a direção de observação, produzem uma impressão de cor predeterminada no olho do observador. Se o vetor do retículo k não estiver no plano de observação, ou seja, não estiver dentro de um ângulo de observação de cerca de ± 10° com relação ao plano de observação, ou os feixes de luz 21 a 24 não estiverem na direção de observação, o observador percebe a superfície do retículo de difração ou o padrão de elemento de imagem 6 como uma superfície cinza escuro devido à pouca luz que é dispersada na segunda estrutura 19. Com uma escolha inteligente com relação aos parâmetros estruturais em relação ao conteúdo da imagem de meio tom 2, portanto um dos retículos de difração também pode ser utilizado como as primeiras estruturas 18 dos campos de fundo 5. Por outro lado, uma superposição do retículo de difração com uma das estrutura de não-brilho descritas daqui para frente causa um aumento no ângulo de visão do padrão de elemento de imagem 6.

[00033] Na vista apresentada na Figura 3, o perfil da segunda estrutura 19 é ilustrado a título de exemplo com uma perfil de dente de serra simétrico de um retículo periódico. Em particular, também um dos outros perfis conhecidos é adequado para as estruturas 18, 19, tal como, por exemplo, perfis de dente de serra assimétricos, perfis retangulares, perfis sinusoidais e tipo seno e assim por diante, os quais formam um retículo periódico com sulcos retos, sulcos que correm em linha sinuosa ou sulcos que são circulares ou curvos de outro modo. Como o material da camada em relevo 11 com um índice refrativo n de cerca de 1,5 preenche as estruturas 18, 19, a profundidade estrutural opticamente ativa T é n vezes a profundidade estrutural geométrica formatada. A profundidade estrutural opticamente ativa T dos retículos periódicos utilizados para as estruturas 18, 19 está na faixa de 80 nm a 10 pm, onde por razões técnicas, a estrutura em relevo com uma profundidade estrutural grande T envolve um baixo valor com relação à freqüência espacial f.

[00034] Se a segunda estrutura 19 dos padrões de elemento de imagem 6 deve desviar a luz incidente 15 para uma região de ângulo sólido grande do meio espaço acima do composto de camadas 10, uma estrutura de não-brilho, por exemplo, um halograma de fase, uma estrutura de não-brilho isotrópica ou anisotrópica e assim por diante são vantajosamente adequadas. Os padrões de elemento de imagem 6 são visíveis a partir de todos as direções de observação dentro do ângulo sólido determinado pela estrutura de não-brilho, como uma superfície de luz. Os elementos de estrutura em relevo daqueles relevos microscopicamente finos não estão dispostos de forma regular como nos retículos de difração. A descrição da estrutura de não-brilho é implementada com parâmetros estatísticos tal como por exemplo o valor bruto médio Ra, o comprimento de correlação lc e assim por diante. Os elementos de estrutura de relevo microscopicamente finos das estruturas de não-brilho que são adequados para o elemento de segurança 1 possuem valores com relação ao valor bruto médio Ra, os quais estão na faixa de 20 nm a 2500 nm. Valores preferidos estão entre 50 nm e 1000 nm. Pelo menos em uma direção, o comprimento de correlação lc é de valores na faixa de 200 nm a 50.000 nm, de preferência entre 1000 nm e 10.000 nm. A estrutura de não-brilho é isotrópica se os elementos da estrutura de relevo microscopicamente finos não possuírem qualquer direção azimutal preferencial, razão pela qual a luz dispersada, com uma intensidade que é maior do que um valor limite predeterminado por exemplo, pela capacidade de reconhecimento visual, é distribuída de forma uniforme em um ângulo sólido predeterminado pela capacidade de dispersão da estrutura de não-brilho, em todas as direções azimutais. O ângulo sólido é um cone cuja ponta está na parte do composto de camadas 10, que é iluminado pela luz incidente 15 e cujo eixo coincide com a direção da luz refletida 21. Estruturas de não-brilho de dispersão forte distribuem a luz dispersada em uma ângulo sólido maior do que uma estrutura de não- brilho de dispersão fraca. Se em contraste, os elementos de estrutura de relevo microscopicamente finos possuírem uma direção preferida no azimute, existe uma estrutura de não-brilho anisotrópica que de forma anisotrópica dispersa a luz incidente 15, onde o ângulo sólido que é predeterminado pela capacidade de dispersão da estrutura de não-brilho anisotrópica envolve em seção transversal o formato de uma elipse cujo eixo principal é orientado perpendicularmente à direção preferida dos elementos da estrutura de relevo. Em contraste aos retículos de difração não acromáticos, as estruturas de relevo dispersam a luz incidente 15 de forma acromática, ou seja, independentemente do comprimento de onda da mesma, de modo que a cor da luz dispersada substancialmente corresponde a esta da luz 15 incidente nas estruturas de não-brilho. Para o observador, a superfície da estrutura de não-brilho, à luz do dia, possui um alto nível de brilho de superfície e é visível praticamente independentemente da orientação azimutal da estrutura de não-brilho, como uma folha de papel branco.

[00035] A Figura 4 apresenta uma seção transversal a título de exemplo através de uma das estruturas de não-brilho que está incluída como uma segunda estrutura 19 entre a camada em relevo 11 e a camada de verniz protetora 12. De acordo com a profundidade estrutural T (Figura 3) dos retículos de difração, o perfil da estrutura de não-brilho é do valor bruto médio Ra, mas existem diferenças muito grandes na altura H até cerca de 10 vezes o valor bruto médio Ra entre os elementos de estrutura de relevo microscopicamente finos da estrutura de não-brilho. As diferenças de altura H na estrutura de não- brilho, as quais são importantes para a operação de formatação, portanto, correspondem à profundidade estrutural T com relação aos retículos de difração periódicos. Os valores das diferenças de altura H das estruturas de não-brilho estão na faixa mencionada acima com relação à profundidade estrutural T.

[00036] Uma implementação especial da estrutura de não-brilho é superposta com um "retículo de difração de ação fraca". Devido à profundidade estrutural pequena T de entre 60 nm e 70 nm, o retículo de difração de ação fraca possui uma baixa eficiência de difração. Uma freqüência espacial na faixa de f = 800 linhas/nm a 1000 linhas/nm é preferida para este uso.

[00037] Retículos de difração circulares envolvendo um período de 0,5 |im a 3 pm e com sulcos em formato de espiral ou circulares também podem ser utilizados para os padrões de elemento de imagem 6. As estruturas difrativas que aumentam o ângulo de observação são resumidas daqui para frente pelo termo "dispersor difrativo". O termo "dispersor difrativo" é assim utilizado para denotar uma estrutura do grupo de estruturas de não-brilho isotrópicas e anisotrópicas, halograma de fase, retículos de difração com sulcos circulares e um espaçamento de sulco de 0,5 pm a 3 pm e as estruturas de não-brilho que são superpostas com um retículo de difração de ação fraca.

[00038] Retornando à Figura 3: em uma primeira configuração, a imagem de meio tom 2 (Figura 1) é estática, ou seja, em uma ampla faixa com relação à orientação espacial sob uma condição de observação usual na distância de observação especificada e com iluminação com luz incidente branca 15, a imagem de meio tom 2 não se altera. É somente quando da inspeção mais próxima que o observador nota que a imagem de meio tom está dividida em elementos de imagem 4 (Figura 1) e os padrões de elemento de imagem 6 possuem formatos predeterminados. A primeira estrutura 18 no campo de fundo 5 reflete ou absorve a luz incidente 15. A segunda estrutura 19 dos padrões de elemento de imagem 6 é um dos dispersores difrativos. A segunda estrutura 19 dispersa ou difrata a luz incidente 15 de um modo tal que o padrão de elemento de imagem 6 é visível em um ângulo sólido grande que é predeterminado pelo dispersor difrativo. Quando da iluminação do elemento de segurança 1 com a luz branca 15, o observador vê a imagem de meio tom 2 disposta na distância de observação declarada em uma escala de cinza à medida que o observador percebe os elementos de imagem 4 com uma proporção de superfície grande do padrão de elemento de imagem 6 em um nível alto de brilho de superfície e os elementos de imagem 4 com uma proporção de superfície menor do padrão de elemento de imagem 6 em um nível mais elevado de brilho de superfície. A visibilidade da imagem de meio tom 2 comporta-se substancialmente como uma imagem de meio tom impressa no papel em preto e branco. Entretanto a imagem de meio tom 2 é difícil de reconhecer ou não pode ser reconhecida ou a inversão de contraste da imagem de meio tom também pode ocorrer, se a direção de observação for fora do ângulo sólido da luz dispersada ou difratada. Se as primeiras estruturas 18 possuírem uma propriedade reflexiva, o contraste também altera-se se o elemento de segurança 1 for orientado precisamente de um modo tal que a imagem de meio tom 2 seja vista de forma precisa em relação oposta à direção da luz refletida 21. Os elementos de imagem 4 que são iluminados antes da inclinação do elemento de segurança 1 são agora mais escuros do que os elementos de imagem anteriormente escuros 4 que agora são muito mais iluminados na luz refletida 21 e vice-versa. O movimento de inclinação do elemento de segurança 1 é efetuado ao redor de um eixo em relação perpendicular ao plano de observação e paralelo ao plano do elemento de segurança 1.

[00039] A combinação da primeira e segunda estruturas 18, 19, as quais são resumidas na Tabela 1, são preferidas para representar a imagem de meio tom 2.

[00040] Em uma segunda configuração, as estruturas 18, 19 são selecionadas de um modo tal que o contraste na imagem de meio tom 2 altera-se se o elemento de segurança 1 for inclinado ou girado em seu plano através de um ângulo de rotação ao redor de um eixo paralelo à normal 20. A inversão de contraste é portanto mais fácil de observar em comparação com a primeira modalidade do elemento de segurança 1. A primeira estrutura 18 nos campos de fundo 5 é por exemplo um retículo de difração linear cujo vetor do retículo k possui o azimute 0 = 0° (Figura 1), ou seja, na direção do eixo de coordenada x. Os padrões de elemento de imagem 6 são ocupados com um dos dispersores difrativos. O observador gira o elemento de segurança 1 ao redor da normal 20 e vê a imagem de meio tom 2 disposta na distância de observação de 50 cm ou mais, em escala de cinza, exceto se o vetor do retículo k da primeira estrutura 18 for orientado praticamente paralelo ao plano de observação e a direção de observação do observador for direcionada na direção de um dos feixes de luz 21 a 25. Quando da inclinação do elemento de segurança 1 orientado deste modo ao redor de um eixo paralelo ao eixo de coordenadas x, a imagem de meio tom 2 em inversão de contraste altera sua cor de acordo com o feixe de luz difratado 22 a 25 que é desviado para o olho do observador. A imagem de meio tom 2 é novamente reconhecível no modo de escala de cinza nas regiões de ângulo que não estão ocupadas pelos feixes de luz difratados 22 a 25 de uma ordem de difração.

[00041] Em uma terceira modalidade do elemento de segurança 1, ambos os campos, os campos de fundo 5 e os padrões de elemento de imagem 6, possuem as estruturas 18, 19 dos retículos de difração que dividem a luz incidente 15 em cores e que difere somente com relação ao azimute θ dos vetores de retículo k. O vetor de retículo k é orientado paralelo ao eixo de coordenadas y para os retículos de difração dos padrões de elemento de imagem 6, ou seja, com o azimute θ = 90° e 270°, respectivamente. O vetor de retículo k para os retículos de difração dos campos de fundo 5 são diferentes com relação ao azimute dos vetores de retículo k nos padrões de elemento de imagem 6 e por exemplo possui o azimute θ = 0o e 180° respectivamente. O observador com a direção de observação paralela ao plano de difração, o qual inclui o eixo de coordenadas y e o vetor de retículo k das primeiras estruturas 18, vê a imagem de meio tom 2 na distância de observação mencionada acima em uma das cores de difração em contraste com o original da imagem, em outras palavras, ele vê as superfícies iluminadas dos padrões de elemento de imagem 6 com a as segundas estruturas 19 mais brilhantes do que a luz de dispersão dos campos de fundo 5. Durante a rotação do composto de camadas 10 em seu plano, o contraste desaparece na imagem de meio tom 2 de modo a retornar no ângulo de rotação a de 90° e 270°, respectivamente, à medida que os vetores de retículo k da primeira estrutura 18 nos campos de fundo 5 são orientados em relação paralela com o plano de observação e portanto com os campos de fundo 5 agora iluminados. A imagem de meio tom 2 é visível para o observador em uma condição de contraste invertido e na mesma cor. Se em adição, as freqüências espaciais f da primeira e da segunda estruturas 18, 19 forem diferentes, por exemplo, por 15 a 25%, quando da rotação, não apenas o contraste mas também a cor na imagem de meio tom 2 altera-se. Com ângulos de observação fora dos feixes de luz difratados 22, 23, e 24, 25 das ordens de difração, a imagem de meio tom 2 não é reconhecível devido à carência de contraste.

[00042] Se as freqüências espaciais f da primeira e/ou da segunda estruturas 18, 19 forem selecionadas dependendo da localização, a imagem de meio tom 2 exibe uma imagem colorida, a qual, em um ângulo de inclinação predeterminado, corresponde, por exemplo, às cores do original da imagem.

[00043] Em uma segunda e terceira modalidades modificadas da Figura 1, as primeiras estruturas 18 (Figura 3) dos campos de fundo 5 envolvem direções diferentes para os vetores de retículo k, ou seja, elas possuem azimutes  na faixa de -800 <  < 800 de modo que as superfícies destas estruturas 18, cujos vetores de retículo k estão precisamente paralelos ao plano de observação iluminado em cor durante a rotação do composto de camadas 10 nesta faixa de azimute na imagem escura de menor contraste do elemento de segurança 1.

[00044] Em outra modalidade preferida da Figura 1, os retículos de difração linear são formatados nos campos de fundo 5 de um modo tal que os retículos de difração são dispostos com os vetores de retículo k direcionados em relação paralela, em fileiras dos elementos de imagem 4. Os azimutes  dos vetores de retículo k de uma fileira entretanto diferem dos azimutes  dos vetores de retículo k dos campos de fundo 5 nas duas fileiras adjacentes dos elementos de imagem 4. Por exemplo, existem três fileiras A, B, C com valores de azimute predeterminados. Nenhum vetor de retículo k dos campos de fundo 5 é orientado em relação paralela com o eixo de coordenadas y como no caso dos vetores de retículo k dos padrões de elemento de imagem 6. O observador portanto vê a imagem de meio tom 2 no contraste correto se o eixo de coordenadas y da imagem de meio tom 2 estiver no plano de observação. Os padrões de elemento de imagem 6 são iluminados e os campos de fundo 5 são escuros. Quando da rotação ao redor da normal 20 (Figura 3), o elemento de segurança 1 altera sua aparência se o composto de camadas 10 (Figura 1) for visto sob a mesma iluminação e condições de observação que na Figura 1.A imagem de meio tom 2 torna-se a imagem de menor contraste escura, caso em que nas fileiras A, B, C as superfícies de fundo 5, cujos vetores de retículo k estão precisamente paralelos ao plano de observação, iluminam-se em cor.

[00045] A Figura 5 apresenta a parte 3 a partir da Figura 1 após a rotação através do ângulo de rotação δ. Na distância de observação especificada, a imagem de meio tom 2 (Figura 1) aparece como uma superfície de menos contraste escura na qual estão dispostas faixas de forma brilhante iluminadas que são formadas pelas fileiras A 26 dos elementos de imagem 4 (Figura 1) com os campos de fundo 5 cujos vetores de retículo k (Figura 1) são orientados com o ângulo de rotação δ em relação paralela com o traço 27 do plano de observação no plano do composto de camadas 10.

[00046] A Figura 6 mostra que no ângulo δi, em contraste, os campos de fundo 5 das fileiras B 28 iluminam-se assim que os vetores de retículo k (Figura 1) dos campos de fundo 5 nas fileiras B 28 são orientados em relação paralela com o traço 27. Os campos de fundo 5 das fileiras A 26 agora formam uma parte da superfície escura de menos contraste do elemento de segurança 1 (Figura 1) à medida que os vetores de retículo k das fileiras A 26 são girados para fora do plano de observação. Pela mesma razão na Figura 7, com o ângulo de rotação 62, os campos de fundo 5 das fileiras 28 são iluminados e aqueles das outras fileiras C 26, 28 são escuros. Em outras palavras, se as fileiras 26, 28, 29 na seqüência ABC, ... ABC ... e assim por diante forem dispostas de forma cíclica repetidamente no elemento de segurança 1 (Figura 1), então quando da rotação do elemento de segurança 1, faixas coloridas iluminadas que são dependentes da freqüência espacial f das primeiras estruturas 18 (Figura 3) utilizadas nos campos de fundo 5 percorrem sobre a superfície do elemento de segurança 1 (Figura 1) até que 0 ângulo de rotação δ = 180° e 0o, respectivamente, e a imagem de meio tom 2 torna-se visível novamente sem faixas coloridas à medida que o eixo de coordenadas y e os vetores de retículo k (Figura 1) das segundas estruturas 19 (Figura 3) nos padrões de elemento de imagem 6 sejam orientados em relação paralela com o traço 27.

[00047] Se a segunda estrutura 19 for um dos dispersores difrativos, a imagem de meio tom 2 fica visível substancialmente independente do ângulo de rotação δ, onde quando da rotação dos elemento de segurança 1, as faixas coloridas das fileiras 26, 28, 29 aparecem para percorrer sobre a imagem de meio tom 2.

[00048] Quando vistas em menos do que a distância de leitura, as fileiras 26, 28, 29 dos elementos de imagem 4 são fragmentadas e os campos de fundo 5 e os padrões de elemento de imagem 6 (Figura 1) respectivamente são reconhecíveis sob as mesmas condições como acima.

[00049] Na Figura 8, o padrão de meio tom 2 possui uma divisão tipo indicador na qual uma faixa 8 delimitada pelas linhas de limite 30 é disposta na superfície de base 7. Os elementos de imagem 4 que são visíveis na parte alargada 3 compreendem uma proporção de superfície maior dos padrões de elemento de imagem 6 para a faixa 8 do que para a superfície de base 7. As superfícies dos padrões de elemento de imagem 6 são ocupadas por um dos dispersores difrativos e as superfícies dos campos de fundo 5 são ocupadas por uma das estruturas de difração. Os campos de fundo 5 cujas primeiras estruturas 18 (Figura 3) são da mesma freqüência espacial f e com vetores de retículo k mutuamente paralelos (Figura 1), ou seja, envolvem o mesmo azimute θ ψ 90° e 270° respectivamente (Figura 1), não estão dispostos em faixas retas simples 26 (Figura 7), 28 (Figura 7), 29 (Figura 7) dos elementos de imagem 4, mas de um modo tal que os elementos de imagem 4 com aqueles campos de fundo 5 formam pelo menos uma imagem pequena 31 que é visível em um ângulo de visão predeterminado. Na vista apresentada na Figura 8, por exemplo, as imagens pequenas 31 a 35 representam segmentos de anel circulares. As imagens pequenas 31 a 35 são distinguidas pelos valores com relação à freqüência espacial f e ao azimute θ (Figura 1) dos vetores de retículo k (Figura 1), valores estes que são utilizados para as primeiras estruturas 18 dos campos de fundo 5. Os campos de fundo 5 que não são utilizados para as imagens pequenas 31 a 35 possuem, por exemplo, uma superfície de reflexão ou uma estrutura de motheye. Na distância de visão especificada, o observador vê a imagem de meio tom 2 em tons cinza independente do ângulo de rotação δ (Figura 5). Na superfície do elemento de segurança 1 (Figura 1), o observador reconhece estas imagens pequenas 31,32, 33, 34, 35 cujos vetores de retículo ocorrem aleatoriamente no plano de observação quando da rotação do elemento de segurança 1, onde a cor das imagens pequenas visíveis 31 a 35 é determinada pela freqüência espacial f e pelo ângulo de inclinação do elemento de segurança 1.

[00050] Por exemplo, quando o elemento de segurança 1 é girado ao redor da normal 20 (Figura 3), uma ou mais das imagens pequenas 31 a 35 iluminam-se em uma seqüência predeterminada e produzem uma impressão cinemática, ou seja, quando da rotação ao redor da normal 20 (Figura 3), as localizações das imagens pequenas 31 a 35, as quais são apenas visíveis, movem-se sobre a superfície do elemento de segurança 1. Quando da inclinação ao redor do eixo de coordenadas x, as cores das imagens pequenas 31 a 35, que são apenas visíveis, alteram-se. Em uma modalidade, uma pluralidade daquelas imagens pequenas 31 a 35 são assim dispostas que algumas delas, denotadas aqui pelas referências 31 e 32, em uma orientação do elementos de segurança 1, a qual é determinada pelo ângulo de rotação δ e pelo ângulo de inclinação, formam um caracter predeterminado, ou seja, as imagens pequenas 31 a 35 de forma vantajosa servem para estabelecer uma orientação predeterminada do elemento de segurança 1 no espaço.

[00051] As imagens pequenas 31 a 35 não são apenas limitadas aos caracteres simples, mas em uma modalidade, são imagens baseadas em pixels tal como por exemplo, uma cópia altamente reduzida da imagem de meio tom 2 ou uma representação gráfica compreendendo elementos de linha e/ou de superfície.

[00052] Em uma modalidade adicional da imagem de meio tom 2, os campos de fundo 5, por exemplo, da imagem pequena 31, possuem o retículo transversal de reflexão envolvendo a freqüência espacial f > 2300 linhas/mm como a primeira estrutura 18. A imagem pequena 31 é visível para o observador somente quando ele olha diretamente para dentro da luz refletida 21 (Figura 3) e reconhece a imagem pequena 31 na cor misturada que é característica daqueles retículos de difração de alta freqüência ou quando, em consideração aos ângulos de difração grandes ε (Figura 3), ele vê a imagem pequena 31 no ângulo de inclinação correspondente e reconhece a imagem pequena 31 em uma cor verde-azul iluminada contra o campo escuro do elemento de segurança 1.

[00053] Em outra modalidade, os campos de fundo 5 possuem um retículo de difração com o azimute θ = 0o, o qual fragmenta a luz incidente 15 (Figura 3) em cores. Um dispersor difrativo é formatado dentro dos padrões de elemento de imagem 6. A imagem de meio tom 2 é visível nos ângulos de rotação δ = 90° e 270° em estágios de brilho de uma cor com contraste invertido e fora deste ângulos de rotação em escalas de cinza com o contraste do original da imagem.

[00054] Em uma modalidade adicional, os campos de fundo 5 como a primeira estrutura 18, possuem o retículo de difração assimétrico com o azimute θ = 0o, cujos sulcos são orientados em relação paralela com o eixo de coordenadas y. Os padrões de elemento de imagem 6 são ocupados pelo mesmo retículo de difração assimétrico mas o vetor de retículo k da segunda estrutura 19 (Figura 3) é orientado em relação oposta ao vetor de retículo k da primeira estrutura 18, ou seja, o valor do azimute θ = 180°. A imagem de meio tom 2 é visível somente nos ângulos de rotação θ = 0o e 180° em uma cor que é dependente da freqüência espacial f e da condição de observação, ou no caso de retículos de difração assimétricos acromáticos, na cor da luz incidente 15 (Figura 3), onde após uma rotação de 180°, o contraste da imagem de meio tom 2 respectivamente inverte. Fora daqueles dois ângulos de rotação, o contraste na imagem de meio tom 2 desaparece.

[00055] A Tabela 2 demonstra as combinações de estruturas difrativas para os campos de fundo 5 e para os padrões de elemento de imagem 6, envolvendo inversão de contraste ou perda de contraste com efeitos de cor em valores de ângulo de rotação predeterminado δ.

[00056] A Figura 9 apresenta uma modalidade adicional dos elementos de imagem 4. O padrão de elemento de imagem 6 está na forma de faixa e exibe o contorno de um padrão, aqui na configuração de uma estrela. O campo de fundo 5 é dividido em pelo menos duas partes de superfície se o padrão de elemento de imagem em formato de faixa 6 for fechado nele próprio. A largura do padrão de elemento de imagem 6 determina a proporção de superfície do padrão de elemento de imagem 6 no elemento de imagem 4. De modo que a imagem de meio tom 2 (Figura 8) não envolve modulação indesejada de brilho devido a uma disposição excessivamente regular dos elementos de imagem 4 e dos campos de fundo 5, respectivamente, o padrão de elemento de imagem 6 de elementos de imagem adjacentes 4 diferem, por exemplo, em virtude de sua orientação com relação ao sistema de coordenadas x, y. Na distância de observação, o observador vê a imagem de meio tom 2 a qual fragmenta-se nos padrões de elemento de imagem 6 dispostos nos elementos de imagem 4, somente na distância de leitura.

[00057] Em uma modalidade adicional do elemento de segurança 1, como apresentado na parte alargada 3 na Figura 9, dispostas na superfície da imagem de meio tom 2 estão as faixas de padrão 36 que estendem-se pelo menos sobre uma parte da superfície da imagem de meio tom 2. As faixas de padrão 36 possuem uma largura B na faixa de 15 pm a 300 pm. Para propósito de simplicidade, a Figura 9 apresenta as faixas de padrão 36 em relação mutuamente paralela e elas incluem um padrão de linha compreendendo uma faixa de superfície 40 (Figura 10), por exemplo, um friso grego, como pode ser visto a partir da parte 3. Em outra modalidade, o padrão de linha nas faixas de padrão 36 está na forma de nanotexto cujas letras são de uma altura de letra que é menor do que a largura B das faixas de padrão 36. Outras modalidades do padrão de linha incluem linhas retas ou em movimento sinuoso simples, seqüências de pictogramas e assim por diante. Uma disposição de elementos de linha simples, retos ou curvos também forma o padrão de linha sozinho e em combinação com friso e/ou nanotexto e/ou pictograma. As superfícies dos padrões de linha são ocupadas por uma estrutura de padrão difrativo 37 e possuem uma largura de linha de 5 pm a 50 pm. O padrão de linha somente parcialmente cobre os campos de fundo 5 e/ou os padrões de elemento de imagem 6 dentro da superfície da faixa de padrão 36 de modo que a imagem de meio tom 2 (Figura 1) produzida pela primeira e segunda estruturas 18 (Figura 3), 19 (Figura 3) não é notadamente perturbada. A estrutura de padrão 37 difere tanto da primeira como também da segunda estruturas 18, 19 em pelo menos um parâmetro estrutural. De preferência, os retículos de difração que fragmentam a luz incidente 15 (Figura 3) em cores e que envolvem as freqüências espaciais f de 800 linhas/mm a 2000 linhas/mm são adequados para as microestruturas 37. Se a primeira e/ou a segunda estrutura 18, 19 não forem ocupadas por um dispersor difrativo, o dispersor difrativo também é adequado para a estrutura de padrão 37. Em uma modalidade das faixas de padrão 36, pelo menos a freqüência espacial f dos parâmetros estruturais e/ou a orientação azimutal do vetor de retículo das estruturas de padrão 37 são selecionadas dependendo da localização, ou seja, parâmetros estruturais especificados são funções das coordenadas (x, y).

[00058] A Figura 10 apresenta o elemento de imagem 4 com as faixas de padrão 36 em detalhes. As faixas de padrão 36 se estendem sobre os campos de fundo 5 e sobre o padrão de elemento de imagem 6. A título de exemplo, para propósito de simplicidade, o padrão de elemento de imagem 6 é do formato em U ilustrado com os membros 38, 39 conectados por uma parte de conexão. O brilho da superfície é controlado dentro do padrão de elemento de imagem 6 por meio da proporção de superfície do padrão de linha na faixa de padrão 36. O brilho da superfície altera-se dentro do padrão de elemento de imagem 6, como apresentado na Figura 10, por meio de um aumento na largura das faixas de superfície 40 do padrão de linha na faixa de padrão 36. O brilho da superfície do padrão de elemento de imagem 6 no membro do lado esquerdo 38 é reduzido em comparação com este da parte de conexão em virtude de um aumento na largura das faixas de superfície 40. Para um aumento no brilho do padrão de elemento de imagem 6 em relação a este da parte de conexão, por exemplo no membro do lado direito 39, a largura das faixas de superfície 40 é reduzida. Igualmente, de modo a ser eficaz, o retículo de difração deve incluir pelo menos 3 a 5 sulcos nas faixas de superfície 40, a largura da linha das faixas de superfície 40 não pode ser menor do que um valor mínimo que é dependente da freqüência espacial f e da direção do vetor de retículo k (Figura 1). Um aumento adicional no brilho do padrão de elemento de imagem 6 causa que as faixas de superfície 40 sejam fragmentadas em pontos menores 41 de modo que a área maior contribui para o brilho aumentado do padrão de elemento de imagem 6. O mesmo se aplica com relação à modulação dos campos de fundo 5, por exemplo, em uma região de linha 42.

[00059] Na modalidade dos elementos de imagem 4 apresentada na Figura 9, por exemplo, a largura de linha das faixas de superfície 40 nos campos de fundo 5 é a mesma por toda a superfície da imagem de meio tom 2, enquanto que o brilho da superfície dos padrões de elemento de imagem 6 é controlado de acordo com o original da imagem para a imagem de meio tom 2 por meio da largura de linha das faixas de superfície 40 nas faixas de padrão 36. Como as dimensões menores das faixas de superfície 40 (Figura 10) e os pontos 41 (Figura 10) não são determinadas pelo olho do observador sem auxílios, por exemplo, uma lente de aumento, um microscópio e assim por diante, o brilho da superfície do padrão de elemento de imagem 6 é proporcional à superfície restante com a segunda estrutura 19 (Figura 3).

[00060] Se as faixas de padrão 36 contiverem as letras de um nanotexto, o controle do brilho da superfície, como descrito com referência à Figura 2, será alcançado, por exemplo, aumentando ou reduzindo a espessura das letras ou aumentando o espaçamento da letra.

[00061] Independentemente da configuração na Figura 10, o olho do observador, mesmo em uma distância de leitura normal de menos do que 30 cm e sob condições de observação adequadas, reconhece as faixas de padrão 36 como linhas iluminadas simples à medida que o padrão nas faixas de padrão 36 é para ser determinado somente por meio da lente de aumento ou de microscópio. Quando da inclinação e/ou rotação, as faixas de padrão 36, a partir do ponto de vista do observador, alteram sua cor e/ou iluminação ou extinguem-se novamente. Com uma escolha adequada com relação aos parâmetros estruturais para as estruturas de padrão 37 (Figura 9), a imagem de meio tom 2 (Figura 1), a qual é iluminada com a luz do dia e a qual é disposta na distância de visão especificada, possui as faixas coloridas 43 (Figura 1) na cor do arco-íris, as quais são produzidas por uma pluralidade das faixas de padrão 36 quando da inclinação ou rotação, as faixas 43 alterando em cor e/ou parecendo moverem-se sobre a superfície do elemento de segurança 1.

[00062] Em uma modalidade, a imagem de meio tom 2 é parte de um mosaico compreendendo elementos de superfície 44 que são ocupados por retículos de difração que são independentes da imagem de meio tom 2, os elementos de superfície 44 dispondo um efeito óptico de acordo com a EP-A 0 105 099 mencionada acima. Em particular em uma modalidade, as faixas de padrão 36 são partes do mosaico compreendendo os elementos de superfície 44 que se estendem sobre a imagem de meio tom 2.

[00063] A Tabela 3 resume combinações preferidas das estruturas 18 (Figura 3), 19 (Figura 3) e 37 para os campos de fundo 5, dos padrões de elemento de imagem 6 e das faixas de padrão 36.

[00064] Os aspectos das várias modalidades descritas aqui dentro podem ser combinados. Em particular na descrição, as designações "campos de fundo 5" e "padrões de elemento de imagem 6" ou "primeira estrutura 18" e "segunda estrutura 19" são permutáveis. TABELAS Tabela 1

Tabela 2

Tabela 3

Claims (17)

1. Elemento de segurança difrativo (1) com uma imagem de meio tom (2) compreendendo partes de superfície ocupadas com estruturas de superfície microscopicamente finas (18; 19, 37) incluídas em um composto de camadas (10) que inclui pelo menos uma camada em relevo transparente (11), uma camada de verniz protetora (12) e uma camada de reflexão (13) com as estruturas de superfície (18; 19; 37), a qual é embutida entre a camada em relevo (11) e a camada de verniz protetora (12), onde as partes de superfície com as primeiras estruturas de superfície (18) formam os campos de fundo (5) e as partes de superfície com a estrutura de superfície (19) que difere das primeiras estruturas de superfície (18) em pelo menos um parâmetro estrutural formam padrões de elemento de imagem (6) e a superfície da imagem de meio tom (2) é dividida em uma pluralidade de elementos de imagem (4) os quais são compostos de partes de superfície do padrão de elemento de imagem (6) e do campo de fundo (5) e que são menores do que 1 mm pelo menos em uma dimensão, caracterizado pelo fato de que os padrões de elemento de imagem (6) nos elementos de imagem (4) são do mesmo tamanho, de forma que faixas de padrão (36) estendem-se com um padrão de linha de uma largura (B) de 15 p.m a 300 pm pelo menos sobre uma parte da superfície da imagem de meio tom (2) e parcialmente cobrem os campos de fundo (5) e os padrões de elemento de imagem (6), o padrão de linha é formado a partir das faixas de superfície (40) com estruturas de padrão (37) e com as larguras de linha na faixa de 5 gm a 50 pim, onde os padrões de linha incluem letras, textos, elementos de linha e pictogramas e as estruturas de padrão (37) diferem-se da primeira e da segunda estruturas de superfície (18; 19) em pelo menos um parâmetro estrutural (13), de forma que a largura de linha das faixas de superfície (40) nos campos de fundo (5) é constante e que o brilho da superfície dos elementos de imagem (4) é controlado por meio da largura de linha das faixas de superfície (40) no padrão de elemento de imagem (6), de um modo tal que a proporção de superfície do padrão de elemento de imagem (6) não coberto pelo padrão de linha é determinada de acordo com o brilho da superfície do original da imagem da imagem de meio tom (2) na localização do elemento de imagem (4) e levando em consideração o brilho da superfície dos elementos de imagem adjacentes (4).

2. Elemento de segurança difrativo (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira e a segunda estruturas de superfície (18; 19) são retículos de difração linear com freqüências espaciais a partir da faixa de 150 linhas/mm a 2000 linhas/mm.

3. Elemento de segurança difrativo (1), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as estruturas de superfície (18; 19) são retículos de difração linear com vetores de retículo (k), que nos padrões de elemento de imagem (6) os vetores de retículo (k) das segundas estruturas de superfície (19) são paralelos e que o vetor de retículo (k) dos padrões de elemento de imagem (6) difere em azimute () dos vetores de retículo (k) das primeiras estruturas de superfície (18) nos campos de fundo (5).

4. Elemento de segurança difrativo (1), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os elementos de imagem (4), cujas primeiras estruturas de superfície (18) possuem nos campos de fundo (5) o mesmo azimute () dos vetores de retículo (K) estão dispostos de acordo com seu azimute () do vetor de retículo (k) em fileiras (26; 28; 29) na imagem de meio tom (2).

5. Elemento de segurança difrativo (1), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que em sua superfície, as fileiras adjacentes (26; 28; 29) que diferem no azimute (0) dos vetores de retículo (k), são dispostas de maneira ciclicamente repetitiva na seqüência ABC, ABC.

6. Elemento de segurança difrativo (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as primeiras estruturas de superfície (18) e as segundas estruturas de superfície (19) são retículo de difração em movimento sinuoso, cujas freqüências espaciais são selecionadas da faixa de 150 linhas/mm a 2000 linhas/mm, e que os retículos de difração em movimento sinuosos dos campos de fundo (5) e os padrões de elemento de imagem (6) diferem pelo menos na faixa de azimute (0) dos vetores de retículo (k).

7. Elemento de segurança difrativo (1), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as primeiras estruturas de superfície (18) e as segundas estruturas de superfície (19) são retículos de difração assimétricos, onde os vetores de retículo (k) dos retículos de difração assimétricos das primeiras estruturas de superfície (18) são orientados em relação oposta aos vetores de retículo (k) das segundas estruturas de superfície (19).

8. Elemento de segurança difrativo (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a segunda estrutura de superfície (19) nas superfícies dos padrões de elemento de imagem (6) é um dispersor difrativo selecionado do grupo de estruturas foscas isotrópicas e anisotrópicas, halogramas, retículos de difração com sulcos circulares em um espaçamento de sulco de 1 a 3 pm e as estruturas foscas superpostas com um retículo de difração.

9. Elemento de segurança difrativo (1), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que os campos de fundo (5) como a primeira estrutura de superfície (18) possuem uma estrutura a partir do grupo que inclui espelhos planos, retículos transversais com freqüências espaciais de mais do que 2300 linhas/mm e estruturas de motheye.

10. Elemento de segurança difrativo (1), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que os campos de fundo (5) como a primeira estrutura de superfície (18) possuem um retículo de difração linear com uma freqüência espacial da faixa de 150 linhas/mm a 2000 linhas/mm, e vetores de retículo (k) que são orientados em relação mutuamente paralela.

11. Elemento de segurança difrativo (1), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as primeiras estruturas de superfície (18) e a segunda estrutura de superfície (19) são retículos de difração linear ou em movimento sinuoso que diferem em freqüência espacial (f).

12. Elemento de segurança difrativo (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a freqüência espacial (f) dos retículos de difração linear nas estruturas de padrão (37) é selecionada da faixa de 800 linhas/mm a 2000 linhas/mm.

13. Elemento de segurança difrativo (1) de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a freqüência espacial (f) dos retículos de difração linear nas estruturas de padrão (37) é dependente da localização na imagem de meio tom (2).

14. Elemento de segurança difrativo (1), de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que a orientação azimutal do vetor de retículo do retículo de difração linear nas estruturas de padrão (37) é dependente da localização na imagem de meio tom (2).

15. Elemento de segurança difrativo (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a estrutura de padrão (37) é um dos dispersores difrativos.

16. Elemento de segurança difrativo (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a imagem de meio tom (2) é parte de um mosaico de partes de superfície (44) ocupadas pelas estruturas de superfície que são independentes da imagem de meio tom (2).

17. Elemento de segurança difrativo (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o composto de camadas (10) é adaptado para ser fixo por adesivo em um substrato (17).

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