(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-04-17
(45)【発行日】2023-04-25
(54)【発明の名称】光学セキュリティ要素
(51)【国際特許分類】
G02B 5/00 20060101AFI20230418BHJP
B42D 25/324 20140101ALI20230418BHJP
【ＦＩ】
G02B5/00 Z
B42D25/324
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2020508590
(86)(22)【出願日】2018-09-28
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2020-12-03
(86)【国際出願番号】 EP2018076434
(87)【国際公開番号】W WO2019063779
(87)【国際公開日】2019-04-04
【審査請求日】2021-08-27
(31)【優先権主張番号】17194209.7
(32)【優先日】2017-09-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】311007051
【氏名又は名称】シクパ ホルディング ソシエテ アノニム
【氏名又は名称原語表記】ＳＩＣＰＡ ＨＯＬＤＩＮＧ ＳＡ
【住所又は居所原語表記】Ａｖｅｎｕｅ ｄｅ Ｆｌｏｒｉｓｓａｎｔ ４１，ＣＨ－１００８ Ｐｒｉｌｌｙ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
(74)【代理人】
【識別番号】100107456
【弁理士】
【氏名又は名称】池田 成人
(74)【代理人】
【識別番号】100128381
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 義憲
(74)【代理人】
【識別番号】100162352
【弁理士】
【氏名又は名称】酒巻 順一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100154656
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 英彦
(72)【発明者】
【氏名】カルガーリ， アンドレア
(72)【発明者】
【氏名】デゴット， ピエール
(72)【発明者】
【氏名】ディノーブ， トドール
(72)【発明者】
【氏名】ガルニエ， クリストフ
(72)【発明者】
【氏名】メイヤー， アラン
(72)【発明者】
【氏名】シュヴァルツブルク， ユリー
(72)【発明者】
【氏名】テスタズ， ロメイン
(72)【発明者】
【氏名】ポーリー， マーク
【審査官】吉川 陽吾
(56)【参考文献】
【文献】特開２００６－０２３５６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第９９／０３７４８８（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ５／００
Ｂ４２Ｄ ２５／３２４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
光学セキュリティ要素（１）の反射性の光偏向面、又は屈折率ｎの屈折性の透明若しくは部分的に透明な光偏向面の２５０μｍ以下である値δ以下の深さのレリーフパターン（２）を設計するための方法において、前記レリーフパターン（２）が、前記光偏向面から距離ｄｓにある点光源（Ｓ）から受け取られる入射光を偏向し、投影画像を、前記光偏向面から距離ｄｉに配設された平坦な投影面であって、前記光学セキュリティ要素（１）の焦点面に配設された投影面（３）に形成するように構成され、前記点光源（Ｓ）によって前記レリーフパターン（２）の値Ａの面積を照明する時、及び前記投影面（３）への前記光学セキュリティ要素（１）による照度値ＥＡの送達時に、前記投影面（３）での前記投影画像の領域内で選択された値α１の円形面積にわたる平均照明値Ｅα１が、投影基準Ｅα１≦ＥＡ（１／２＋α０／α１＋√（１／４＋α０／α１））を満たし、前記反射性の光偏向面に関してはスケーリング面積パラメータα０＝４πｄｉδであり、又は前記屈折性の光偏向面に関してはα０＝２π（ｎ－１）ｄｉδであり、α１が、前記面積値Ａよりも小さく、ｄｉの値が３０ｃｍ以下であり、比ｄｓ／ｄｉの値が少なくとも５以上であり、ａ）前記投影画像によって前記投影面（３）に再現すべき参照パターン（５）のデジタル画像を選択するステップであって、前記デジタル画像が、ピクセルの総数ＮＡを有し、前記デジタル画像にわたるすべてのピクセル値の和がＩＡであり、前記デジタル画像内のＮ（Ｎは整数であり、１≦Ｎ≦ＮＡ）個のピクセルの各円形領域に関して、前記円形領域内の前記Ｎ個のピクセルの各ピクセル値の合計の値Ｉ（Ｎ）が、値Ｉｍａｘ（Ｎ）＝Ｎ（ＩＡ／ＮＡ）（１／２＋Ｎ０／Ｎ＋√（１／４＋Ｎ０／Ｎ））未満であることをチェックすることによって前記選択が行われ、Ｎ０が、前記デジタル画像内のＮＡ（α０／Ａ）によって与えられるピクセルの数である、ステップと、
ｂ）ステップａ）で選択された前記デジタル画像での前記参照パターン（５）に対応する、δ以下の深さのレリーフパターン（２）を計算するステップと、
ｃ）光学材料基材の表面を加工して、ステップｂ）で計算された前記レリーフパターン（２）を再現する光偏向面を形成して、前記加工された光偏向面を含む光学セキュリティ要素（１）を得るステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項2】
参照パターン（５）のデジタル画像を選択する前記ステップａ）が、Ｉ（Ｎ）がＩｍａｘ（Ｎ）未満であるという選択基準を一部が満たさない前記参照パターン（５）の候補デジタル画像を修正するさらなるステップを含み、前記さらなるステップが、任意のＮ（１≦Ｎ≦ＮＡ）に関する前記選択基準に準拠させるために、前記候補デジタル画像の前記一部に、適応されたピクセル値を与えることによって、前記候補デジタル画像の前記一部内の前記ピクセル値を適応させることによって行われて、選択すべき修正された候補デジタル画像を提供する、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記候補デジタル画像の前記ピクセル値が、画像コントラストを低減するために前記候補画像をフィルタでフィルタリングすることによって適応される、請求項２に記載の方法。
【請求項4】
前記光学材料基材の前記表面の前記加工が、超精密加工、レーザアブレーション、及びリソグラフィのうちのいずれか１つを含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項5】
前記加工される光偏向面が、複製を製造するために使用されるマスタ光偏向面であることをさらに含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
前記加工された光偏向面を基材上に複製することをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
複製が、ＵＶキャスティング及びエンボス加工のうちの１つを含む、請求項５又は６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、適切な照明の下でコースティックパターンを投影するように作用可能な反射性又は屈折性の光学セキュリティ要素の技術分野、及びそのような光学セキュリティ要素を設計するための方法に関する。
【背景技術】
【0002】
いわゆる「一般人」が、一般に利用可能な手段を用いて真偽判定することができる物体上のセキュリティ機能が求められている。これらの手段は、五感、主に視覚及び触覚の使用に加えて、例えば携帯電話などの普及しているツールの使用を含む。
【0003】
セキュリティ機能のいくつかの一般的な例は、（例えば紙のような基材に組み込まれた）フォレンシック繊維、糸、又は箔、透かし、凹版印刷又はマイクロ印刷（場合によっては光学的に可変なインクを用いて基材に印刷される）であり、それらは、紙幣、クレジットカード、ＩＤ、チケット、証明書、書類、パスポートなどで見られ得る。これらのセキュリティ機能は、光学的に可変なインク、透明インク、若しくは発光インク（特定の励起光を用いた適切な照明の下での蛍光又は燐光）、ホログラム、及び／又は触覚特徴部を含むこともできる。セキュリティ機能の主な態様は、偽造することが非常に難しい何らかの物理的性質（光学的効果、磁気的効果、材料構造、又は化学組成）を有することであり、そのようなセキュリティ機能を用いてマークを付けられた物体は、（視覚的に又は特定の装置によって）その性質を観察又は露呈することができた場合に、確実に本物と考えることができる。
【0004】
しかし、物体が透明又は部分的に透明であるとき、これらの機能は、適切でない場合がある。実際、透明な物体は、多くの場合、所要のセキュリティ機能を有するセキュリティ要素が美観面又は機能面でその物体の透過性又は外観を変えないことを必要とする。注目すべき例として、医薬品のためのブリスタ及びバイアル瓶を挙げることができる。近年、例えば、ポリマー紙幣及びハイブリッド紙幣が、それらのデザインに透明窓を組み込んでおり、したがって、その窓と適合性があるセキュリティ機能に対する要望が生じている。
【0005】
文書、紙幣、セキュリティ保護されたチケット、パスポートなどのためのセキュリティ要素の既存のセキュリティ機能のほとんどは、透明な物体／領域向けには特に開発されておらず、したがって、そのような用途にはあまり適していない。他の機能、例えば透明インクや蛍光インクを用いて得られる機能は、特定の励起ツール及び／又は検出ツールを必要とし、それらのツールは、「一般人」には容易には利用可能ではないことがある。
【0006】
半透明の光学的に可変な機能（例えば、液晶コーティング、又は表面構造からの潜像）が知られており、この種の機能を提供することができる。残念ながら、そのようなセキュリティ機能を組み込んだマークは、一般に、効果をよく見えるようにするには暗く／均一な背景に対して観察されなければならない。
【0007】
他の既知の機能は、非メタライゼーション表面ホログラムなどの回折性の光学要素である。これらの機能の欠点は、直接見たときに、非常に低いコントラストの視覚的効果を示すことである。さらに、パターンを投影するために単色光源と組み合わせて使用されるとき、満足な結果を得るためには、典型的にはレーザを必要とする。さらに、明瞭に見える光学的効果を提供するためには、光源、回折性の光学要素、及びユーザの眼のかなり厳密な相対的空間配置が必要とされる。
【0008】
例えば、レーザ刻印された極小文字及び／又は微小符号が、例えばガラスバイアル瓶に使用されている。しかし、それらは、実装のための高価なツールと、検出のための特定の拡大ツールとを必要とする。
【0009】
したがって、本発明の目的は、透明又は部分的に透明な物体（又は基材）のための光学セキュリティ要素であって、さらなる手段を用いることなく（すなわち裸眼で）、又は一般的に容易に利用可能な手段（例えば、単なる拡大鏡）を用いて、人が視覚的に容易に真偽判定することができるセキュリティ機能を有する光学セキュリティ要素を提供することである。本発明の別の目標は、容易に大量生産できる、又は大量生産製造プロセスに適合性がある光学セキュリティ要素を提供することである。さらにまた、光学セキュリティ要素の照明も、容易に利用可能な手段（例えば、携帯電話のＬＥＤなどの光源、又は日光）を用いて可能であるべきであり、ユーザによる良好な目視観測のための条件が、光源、光学セキュリティ要素、及びユーザの眼の過度に厳密な相対的空間配置を必要とすべきではない。
【0010】
さらに、上に列挙した物体の大半は、少なくとも１つの寸法で、より小さいサイズを有する（例えば、紙幣は、厚さがわずか１００μｍ未満であり得る）。したがって、本発明のさらなる目的は、より小さい寸法（例えば、３００μｍ未満の厚さ）を有する物体に適合性がある光学セキュリティ要素を提供することである。
【0011】
本発明のさらなる目的は、上述の（１つ又は複数の）低減されたサイズに適合するターゲット視覚的効果を選択するための効率的な方法を提供することである。
【発明の概要】
【0012】
一態様によれば、本発明は、反射性の光偏向面、又は屈折性の透明若しくは部分的に透明な光偏向面を備える光学セキュリティ要素であって、光源からの入射光を偏向し、投影画像を投影面に形成するように作用可能なレリーフパターンを有し、この光学セキュリティ要素の光学パラメータが特定の投影基準を満たし、投影画像が、さらなる手段を用いることなく（すなわち裸眼で）又は一般的に容易に利用可能な手段を用いて人が容易に認識可能な参照パターンを再現するコースティックパターンを備え、この光学セキュリティ要素でマークされた物体を、人が視覚的に容易に真偽判定することができる、光学セキュリティ要素に関する。光学セキュリティ要素のレリーフパターンの低減された厚さにより、この光学セキュリティ要素は、例えば、より小さい寸法を有する物体、例えば紙幣又はセキュリティ文書（例えば、身分証明書、パスポート、カードなど）にマークを付けるために特に適したものになる。屈折性の光学セキュリティ要素の透明な態様により、屈折性の光学セキュリティ要素は、少なくとも部分的に透明な基材（例えば、ガラス製若しくはプラスチック製ボトル、ボトルキャップ、時計のガラス、宝飾品、宝石など）にマークを付けるために特に適したものになる。
【0013】
特に光学セキュリティ要素のレリーフパターンが非常に薄い（すなわち、典型的には２５０μｍ未満のレリーフ深さを有する）とき、投影されるコースティックパターンによって投影面に簡便に再現することができて人が視覚的に認識可能になる参照パターンを決定することが非常に困難であることに鑑みて、本発明の別の態様は、特定のデジタル画像選択テストに従って、投影されるコースティックパターンによって再現すべき参照パターンの候補デジタル画像の選択に基づいて、光学セキュリティ要素の光偏向面のレリーフパターンを効率的に設計するための方法に関する。候補デジタル画像がテスト要件に準拠している場合、指定された深さを有する対応するレリーフパターンを計算し、次いで反射光偏向面、又は指定された屈折率の透明若しくは部分的に透明な光偏向面を加工して、計算されたレリーフパターンを再現し、上述した投影基準を満たす光学セキュリティ要素に到達して、適切な照明下で、人が容易に視覚的に認識可能な選択されたデジタル画像の参照パターンを再現する投影コースティックパターンを与える光学セキュリティ要素を得ることが可能である。この方法は、マークを付けられた物体の視覚による真偽判定に簡便な非常に薄いレリーフパターン（すなわち２５０μｍ以下、さらには３０μｍ以下の深さ）を設計するために特に効率的であり、設計プロセス操作を大幅に加速することを可能にする。
【0014】
したがって、一態様によれば、本発明は、反射性の光偏向面、又は屈折率ｎの屈折性の透明若しくは部分的に透明な光偏向面を備える光学セキュリティ要素であって、光偏向面から距離ｄｓにある点状光源から受け取られた入射光を偏向し、コースティックパターンを含む投影画像を、光偏向面から距離ｄｉに配設された投影面に形成するように構成された深さδのレリーフパターンを有し、上記コースティックパターンが、参照パターンを再現し、光学セキュリティ要素が、光源によるレリーフパターンの値Ａの面積の照明、及び投影面への光学セキュリティ要素による（平均）照度値ＥＡの送達時に、投影面での投影画像の領域内で選択された値α１の円形面積にわたる平均照明値Ｅα１が、投影基準Ｅα１≦ＥＡ（１／２＋α０／α１＋√（１／４＋α０／α１））を満たし、反射性の光偏向面に関してはスケーリング面積パラメータα０＝４πｄｉδであり、又は屈折性の光偏向面に関してはα０＝２π（ｎ－１）ｄｉであり、α１が、面積値Ａよりも小さい、光学セキュリティ要素に関する。
【0015】
投影されたコースティックパターンからの参照パターンの視覚的な認識による真偽判定のさらに容易な操作を行うために、ｄｉの値は３０ｃｍ以下にすべきであり、比ｄｓ／ｄｉの値は少なくとも５以上にすべきであることが好ましい。また、投影面は平坦であることが好ましい。
【0016】
非常に薄い光学セキュリティ要素を提供するために、レリーフパターンの深さδの値は、２５０μｍ以下、さらには３０μｍ以下にすることができる。さらに、光学セキュリティ要素は、光学材料基材の平坦なベースの上に配設されたレリーフパターンをさらに有してもよく、光学セキュリティ要素の全体の厚さは１００μｍ以下である。
【0017】
別の態様によれば、本発明は、反射性の光偏向面、又は屈折率ｎの屈折性の透明若しくは部分的に透明な光偏向面の値δ以下の深さのレリーフパターンを設計するための方法であって、レリーフパターンが、光偏向面から距離ｄｓにある点状光源から受け取られる入射光を偏向し、コースティックパターンを含む投影画像を、光偏向面から距離ｄｉに配設された投影面に形成するように構成され、光源によるレリーフパターンの値Ａの面積の照明、及び投影面への光学セキュリティ要素による照度値ＥＡの送達時に、投影面での投影画像の領域内で選択された値α１の円形面積にわたる平均照明値Ｅα１が、投影基準Ｅα１≦ＥＡ（１／２＋α０／α１＋√（１／４＋α０／α１））を満たし、反射性の光偏向面に関してはスケーリング面積パラメータα０＝４πｄｉδであり、又は屈折性の光偏向面に関してはα０＝２π（ｎ－１）ｄｉであり、α１が、面積値Ａよりも小さく、
ａ）コースティックパターンによって投影面に再現すべき参照パターンのデジタル画像を選択するステップであって、デジタル画像が、ピクセルの総数ＮＡを有し、デジタル画像にわたるすべてのピクセル値の和がＩＡであり、デジタル画像内のＮ（Ｎは整数であり、１≦Ｎ≦ＮＡ）個のピクセルの各円形領域に関して、円形領域内のＮ個のピクセルの各ピクセル値の合計の値Ｉ（Ｎ）が、値Ｉｍａｘ（Ｎ）＝Ｎ（ＩＡ／ＮＡ）（１／２＋Ｎ０／Ｎ＋√（１／４＋Ｎ０／Ｎ））未満であることをチェックすることによって上記選択が行われ、Ｎ０が、デジタル画像内のＮＡ（α０／Ａ）によって与えられるピクセルの数である、ステップと、
ｂ）ステップａ）で選択されたデジタル画像での参照パターンに対応する、δ以下の深さのレリーフパターンを計算するステップと、
ｃ）光学材料基材の表面を加工して、ステップｂ）で計算されたレリーフパターンを再現する光偏向面を形成して、加工された光偏向面を含む光学セキュリティ要素を得るステップと
を含む方法に関する。
ａ）コースティックパターンによって投影面に再現すべき参照パターンのデジタル画像を選択するステップであって、デジタル画像が、ピクセルの総数ＮＡを有し、デジタル画像にわたるすべてのピクセル値の和がＩＡであり、デジタル画像内のＮ（Ｎは整数であり、１≦Ｎ≦ＮＡ）個のピクセルの各円形領域に関して、円形領域内のＮ個のピクセルの各ピクセル値の合計の値Ｉ（Ｎ）が、値Ｉｍａｘ（Ｎ）＝Ｎ（ＩＡ／ＮＡ）（１／２＋Ｎ０／Ｎ＋√（１／４＋Ｎ０／Ｎ））未満であることをチェックすることによって上記選択が行われ、Ｎ０が、デジタル画像内のＮＡ（α０／Ａ）によって与えられるピクセルの数である、ステップと、
ｂ）ステップａ）で選択されたデジタル画像での参照パターンに対応する、δ以下の深さのレリーフパターンを計算するステップと、
ｃ）光学材料基材の表面を加工して、ステップｂ）で計算されたレリーフパターンを再現する光偏向面を形成して、加工された光偏向面を含む光学セキュリティ要素を得るステップと
を含む方法に関する。
【0018】
この方法は、１≦Ｎ≦ＮＡでの任意のＮに関するテストに完全に準拠するように、必要に応じてピクセル値を適応させることによって、Ｉ（Ｎ）＜Ｉｍａｘ（Ｎ）のテスト（又は選択基準）を満たさない、又は部分的にしか満たさない（すなわち、Ｎ個のピクセルの一部の円形領域のみを満たす）候補デジタル画像を修正するステップも含むことが好ましい。したがって、参照パターンのデジタル画像を選択するステップａ）が、Ｉ（Ｎ）がＩｍａｘ（Ｎ）未満であるという選択基準を一部が満たさない参照パターンの候補デジタル画像を修正するさらなるステップを含むことがあり、上記さらなるステップが、任意のＮ（１≦Ｎ≦ＮＡ）に関する選択基準に準拠させるために、候補デジタル画像の当該一部に、適応されたピクセル値を与えることによって、候補デジタル画像の当該一部内のピクセル値を適応させることによって行われて、選択すべき修正された候補デジタル画像を提供する。ピクセル値の適応は、フィルタリング操作により得られることもある。したがって、候補デジタル画像のピクセル値は、画像のコントラストを低減するために候補画像をフィルタでフィルタリングすること（例えば、ハイパスフィルタ）によって適応させることができ、フィルタのパラメータ（例えば、ハイパスフィルタのカットオフ周波数）は選択基準に対応する。
【0019】
したがって、本発明のこの変形形態によれば、デジタル画像に表される不適切なターゲットパターンを、後続のステップａ）で選択することができる本発明のデジタル画像選択基準に関して適切なものに変換することが可能である。
【0020】
方法のステップｃ）において、光学材料基材の表面の加工は、超精密加工（ＵＰＭ）、レーザアブレーション、及びリソグラフィの任意の１つを含むことがある。
【0021】
本方法による加工された光偏向面は、成形技法によって複製（又は光学セキュリティ要素の大量生産用の複製）を構成するために使用されるマスタ光偏向面にすることができ、（例えば、物体に適用可能なマークを形成するために）基材上に複製することができる。加工された光偏向面の複製は、ＵＶキャスティング及びエンボス加工（例えばロールツーロール又はフォイルツーフォイル製造プロセス）の任意の１つを含むことがある。
【0022】
さらなる態様によれば、本発明は、本発明による光学セキュリティ要素でマークされた物体をユーザによって視覚的に真偽判定する方法であって、
光偏向面から（ほぼ）距離ｄｓにある点状光源で光学セキュリティ要素の光偏向面を照明するステップと、
光学セキュリティ要素から距離ｄｉにある投影面に投影されたコースティックパターンを視覚的に観察するステップと、
投影されたコースティックパターンが参照パターンに視覚的に類似しているとユーザが評価したときに、物体が本物であると判断するステップと
を含む方法に関する。
光偏向面から（ほぼ）距離ｄｓにある点状光源で光学セキュリティ要素の光偏向面を照明するステップと、
光学セキュリティ要素から距離ｄｉにある投影面に投影されたコースティックパターンを視覚的に観察するステップと、
投影されたコースティックパターンが参照パターンに視覚的に類似しているとユーザが評価したときに、物体が本物であると判断するステップと
を含む方法に関する。
【0023】
本明細書では以後、添付図面を参照して本発明をより詳細に述べる。添付図面では、異なる図面全体にわたって同様の番号が同様の要素を表し、本発明の顕著な態様及び特徴が示されている。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明の好ましい実施形態によるコースティックパターンを投影するための屈折性の光学要素の光学的構成の概略図である。
【図2】数字１００を表す候補デジタル画像での参照パターンを示す図である。
【図3】参照パターンの一例を示す図である。
【図4A】箔基材上（前景）にキャスティングされた薄い透明な屈折性の光学セキュリティ要素と、それに対応する投影されるコースティックパターン（背景）とを示す図である。
【図5】ジョージ・ワシントンの肖像を示す参照パターンに対応する投影コースティックパターンの図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
光学系において、用語「コースティック」は、１つ又は複数の表面（そのうちの少なくとも１つは湾曲している）によって反射又は屈折された光線の包絡線、及びそのような光線の別の表面上への投影を意味する。より具体的には、コースティックは、各光線に対して接線方向の曲線又は表面であり、光線の包絡線の境界を高密度の光の曲線として定義する。例えば、太陽光によってプールの底に形成される光パターンは、単一の光偏向面（波状の空気－水の界面）によって形成されるコースティック「像」又はパターンであり、一方、水の入ったグラスの曲面を通過する光は、光の経路を偏向する２つ以上の表面（例えば、空気－ガラス、ガラス－水、空気－水など）に交差するときに、水の入ったグラスが置かれているテーブルに尖頭状のパターンを生み出す。
【0026】
以下では、（屈折）光学（セキュリティ）要素が１つの曲面と１つの平面によって画定されている最もよくある構成を例として使用するが、より一般的な場合を制限しない。本明細書では、適切に形作られた（すなわち適切なレリーフパターンを有する）光学表面が、光源からの光を偏向し、スクリーンのいくつかの領域から光を逸らし、スクリーンの他の領域に所定の光パターンで光を集中させる（すなわち、それにより上記「コースティックパターン」を形成する）とき、より一般的な「コースティックパターン」（又は、「コースティック画像」）を、スクリーン（投影面）上に形成される光パターンと呼ぶ。偏向とは、光学要素が存在しない場合の光源からスクリーンまでの経路に対する、光学要素が存在する場合の光源からの光線の経路の変化を表す。さらに、湾曲した光学表面を、「レリーフパターン」と呼び、この表面を設けられた光学要素を、光学セキュリティ要素と呼ぶ。コースティックパターンは、場合によっては複雑さの増大という犠牲を払うが、複数の曲面及び複数の物体による光の偏向の結果でもよいことに留意されたい。さらに、コースティックパターンを生成するためのレリーフパターンを、回折パターン（例えば、セキュリティホログラムなど）と混同してはならない。
【0027】
本発明によれば、この概念は、例えば、消費者製品、ＩＤ／クレジットカード、紙幣など一般的な物体に適用することができることが見出され得る。適用するために、光学セキュリティ要素のサイズを大幅に縮小すること、特に、レリーフ深さを許容値未満にすることが必要とされる。驚くべきことに、レリーフの深さは強く制限されていたが、投影面（又はスクリーン）上の目視観察されたコースティックパターンからの選択画像の視覚による認識を可能にするのに十分な品質の選択（デジタル）画像（参照パターンを表す）の近似を投影面上に実現することが依然として可能であることが見出された。設計及び加工がかなり困難である（したがって偽造が非常に難しい）光学セキュリティ要素から投影される、スクリーン上にかすかに見えるコースティックパターンから参照パターンをそのようにして直接認識することが、この光学セキュリティ要素を用いてマークを付けられた物体の確実な真偽判定を可能にする有益なセキュリティ試験を構成する。
【0028】
本明細書では、「レリーフ」とは、山の谷底と頂上との高度差（すなわち、「山頂から谷底」のスケールとして）のような、表面の最高点と最低点との高低差の存在（光学セキュリティ要素の光軸に沿って測定される）として理解されたい。本発明の好ましい実施形態によれば、光学セキュリティ要素のレリーフパターンの最大深さは、２５０μｍ以下又はより好ましくは３０μｍ以下であり、超精密加工（ＵＰＭ）及び再現プロセスによって課される限度、すなわち約０．２μｍを超える。本明細書によれば、光偏向面のレリーフパターンでの最高点と最低点との高低差を、レリーフ深さδと呼ぶ。
【0029】
本明細書では、いくつかの用語が使用されており、以下でさらに定義する。
【0030】
デジタル画像の近似を形成するコースティックパターン（画像）は、適切な光源（必須ではないが、好ましくは点状光源）によって照明されるときに光学セキュリティ要素によって投影される光パターンとして理解されたい。上述したように、光学（セキュリティ）要素は、コースティック画像の作成に寄与する屈折性材料の平板として理解されたい。
【0031】
光偏向面（複数可）は、光源からの入射光を、コースティックパターンが形成されるスクリーン又は（好ましくは平坦な）投影面上に偏向することに寄与する光学セキュリティ要素の（１つ又は複数の）表面である。
【0032】
光学（セキュリティ）要素を作製するために使用される光学材料基材は、レリーフパターンを有し、それにより光偏向面を形成するように表面が特別に加工される原材料基材である。反射性の光偏向面の場合、光学材料基材は、均質又は透明である必要はない。例えば、材料は、可視光に対して不透明でもよい（このとき、加工される表面の従来のメタライゼーションによって反射性が得られる）。屈折性の光偏向面の場合、原材料基材は、（ヒトの眼に見えるスペクトルの光子に関して）透明（又は部分的に透明）であり、且つ均質であって屈折率ｎを有し、対応する光偏向面は、「屈折率ｎの屈折性の透明又は部分的に透明な光偏向面」と称される。
【0033】
本明細書によるマスタは、計算されたプロファイル（特に、計算されたレリーフパターン）からの光偏向面の最初の物理的実現である。マスタは、いくつかのコピー（ツール）に複製することができ、これらが次いで大量複製のために使用される。
【0034】
本明細書で使用される点状光源は、（光学セキュリティ要素の観点からの）角度サイズが十分に小さく、光偏向面からの距離ｄｓにある単一の点から光が生じていると考えることができる光源である。経験則として、これは、（光源の直径）×ｄｉ／ｄｓの量が、光偏向面（図１参照）から距離ｄｉにある投影面上の投影画像のターゲットコースティックパターンの所望の解像度（例えば０．０５～０．１ｍｍ）よりも小さいことを意味する。スクリーンは、コースティックパターンが投影される表面として理解されたい。また、光源と光偏向面との距離を、光源距離ｄｓと称し、光偏向面とスクリーンとの距離を、画像距離ｄｉと称する。
【0035】
用語「ツール」（又は、曖昧さをなくす必要があるときには「複製ツール」）は、大量複製のために使用される光偏向面のプロファイルを有する物理的物体について主に使用される。これは、例えば、マスタ表面のコピーを生成することであり得る（対応する反転されたレリーフを有するマスタから、エンボス加工又は注入によって、オリジナルのレリーフが再現される）。光偏向面のレリーフパターンを加工するために使用されるツールについては、曖昧さをなくすために用語「加工ツール」が使用される。
【0036】
本発明の好ましい実施形態によれば、反射面又は屈折面を有し、点状光源Ｓからの光を偏向し、その光を適切なスクリーン（３）上に投影する光学セキュリティ要素（１）が提供される。スクリーン（３）は、任意の面（ほとんどの場合は平面）でよく、又は任意の物体（の平坦部分）などでよく、図１に示されるように、そこに有意な画像が形成される。光偏向面の特別な設計により、（認識可能な）コースティックパターンを曲面上に投影することが可能になり得る。画像は、例えば、ロゴ、写真、数字、又は特定のコンテキストに関連し得る任意の他の情報でよい。スクリーンは、平坦な投影面であることが好ましい。
【0037】
図１の構成は、光源Ｓからの光が、レリーフパターン（２）を有する適切に形作られた光学表面によって偏向されることを示す。この一般的な着想は、例えば、自動車のヘッドライト用の反射面、ＬＥＤ照明用のリフレクタ及びレンズ、並びにレーザ光学系、プロジェクタ、及びカメラでの光学システムから知られている。しかし、通常、その目標は、光の不均質な分布を均質な分布に変換することである。対照的に、本発明の目標は、不均質な光パターン、すなわちコースティックパターンを得ることであり、このコースティックパターンは、（（デジタル）参照画像上に表現されるような）参照パターンの相対輝度を有するいくつかの領域を（近似的に）再現する。光学要素の照明されたレリーフパターン（２）により、スクリーン（３）上にコースティックパターン（４）を形成して、既知の参照パターン（５）を十分な品質（場合によっては全体の強度スケーリング係数ごとに異なる）で再現することが可能である場合、スクリーン上のコースティックパターンを目視観察する人が、参照パターンの有効な再現となっているか否かを容易に確かめ、そのコースティックパターンが参照パターンと十分に類似している場合、光学セキュリティ要素によってマークを付けられた物体が（ほぼ確実に）本物であると考える。
【0038】
図１の実施形態によれば、この例によれば点状光源である光源Ｓからの光線（６）が、レリーフパターン（２）を有する光偏向面を備える光源距離ｄｓにある（屈折）光学セキュリティ要素（１）に伝播する。光学セキュリティ要素は、ここでは屈折率ｎの透明又は部分的に透明な均質な材料で作製されている。いわゆるコースティックパターン（４）が、光学セキュリティ要素（１）の光偏向面から画像距離ｄｉにあるスクリーン（３）に投影される。光学セキュリティ要素（したがって、このセキュリティ要素でマークを付けられた物体）の真偽判定は、投影されたコースティックパターンと参照パターンとの類似の度合いを視覚的にチェックすることにより、直接評価することができる。
【0039】
レリーフパターン（２）は、まず、指定されたターゲットデジタル画像から計算されることが好ましい。そのような計算のための方法は、例えば、欧州特許出願公開第２７１１７４５号、及び欧州特許出願公開第２９６３４６４号に記載されている。その計算されたレリーフパターンから、対応する物理的レリーフパターンを、超精密加工（ＵＰＭ）を使用して、適切な光学材料基材の表面（例えば、屈折率ｎの透明若しくは部分的に透明な材料、又は不透明材料の反射面）に作成することができる。不透明な光学材料基材の表面にレリーフを加工して反射面を形成する場合、レリーフ上に金属の薄層を堆積（メタライゼーション）するさらなる従来の操作によって良好な反射率が得られる。ＵＰＭは、ダイヤモンド加工ツール及びナノテクノロジツールを使用して、公差が「サブミクロン」レベル、さらにはナノスケールレベルに達することができるように非常に高い精度を実現する。これとは対照的に、従来の加工での「高精度」は、マイクロメートル単位での１桁台の公差を意味する。表面に物理的レリーフパターンを作成するのに適切であり得る他の技法は、レーザアブレーション、及びグレースケールリソグラフィである。微細加工の分野で知られているように、これらの技法はそれぞれ、コスト、精度、速度、解像度などに関して異なる長所及び制限を有する。一般に、コースティックパターンを生成するための計算されたレリーフパターンは、１０ｃｍｘ１０ｃｍの全体サイズに関して、少なくとも２ｍｍの典型的な深さを有する滑らかなプロファイル（すなわち不連続性のない）を有する。
【0040】
屈折性の光偏向光学要素に適した光学材料基材は、光学的に透過性であり、透明又は少なくとも部分的に透明であり、且つ機械的に安定しているべきである。典型的には、透過率Ｔが５０％以上であることが好ましく、Ｔが９０％以上であることが最も好ましい。また、１０％以下の低いヘイズ値Ｈを使用することができるが、Ｈが３％以下であることが好ましく、Ｈが１％以下であることが最も好ましい。また、光学材料は、加工プロセス中、滑らかで欠陥のない表面を提供するように正しく挙動すべきである。適切な基材の一例は、光学的に透明なＰＭＭＡの平板（プレキシグラス（Ｐｌｅｘｉｇｌａｓ）、ルーサイト（Ｌｕｃｉｔｅ）、パースペックス（Ｐｅｒｓｐｅｘ）などの商品名でも知られている）である。反射性のコースティック光偏向光学要素の場合、適切な光学材料基材は、機械的に安定であるべきであり、且つ基材に鏡面仕上げを施すことが可能であるべきである。適切な基材の一例は、例えばルールドグレーティングのマスタ及びレーザミラーに使用されるものなどの金属、又はさらにメタライゼーションすることができる非反射性基材である。
【0041】
大規模生産のために、ツール作成のステップ、及びターゲット物体上への光学セキュリティ要素の大量複製のステップがさらに必要とされる。マスタからのツール作成に適したプロセスは、例えば電鋳である。大量複製に適したプロセスは、例えば、ポリマーフィルムのホットエンボス加工、又はフォトポリマーのＵＶキャスティングである。ただし、大量複製のためには、マスタも、マスタから導出されるツールも、光学的に透明である必要はなく、したがって、最終製品が屈折性の光学要素であっても不透明な材料（特に金属）を使用することもできる。それにもかかわらず、場合によっては、マスタが透明であることが有利であり得る。これは、ツール作成及び大量複製を行う前にコースティック画像の品質のチェックを可能にするからである。
【0042】
セキュリティ機能としての（レリーフパターンを有する光偏向面を備える）光学要素の使用に関する１つの重要な態様は、要素の物理的スケールであり、その物理的寸法は、ターゲット物体、及びコースティック画像を投影するために必要な光学的構成に適合性がなければならない。
【0043】
一般に、このような用途に関して、横方向の最大サイズは、物体の全体サイズによって制限され、通常、あまり好ましくない場合には数ｃｍから１ｃｍ未満の範囲内であり得る。例えば紙幣などの特定の用途では、ターゲットとなる全厚は極めて小さいことがある（１００μｍ以下のオーダ）。さらに、許容される厚さの変動（レリーフ）は、機械的制約（より薄い領域に関連する弱いスポット）、及び操作上の考慮事項（例えば、紙幣を積み上げるとき、紙幣のより厚い部分に対応して札束が盛り上がり、取扱いや保管が複雑になる）を含む様々な理由により、さらに小さい。典型的には、全厚が約１００μｍの紙幣の場合、この紙幣に含まれる光学セキュリティ要素のレリーフパターンに関するターゲット厚さは、約３０μｍであり得る。厚さ約１ｍｍのクレジットカード又はＩＤカードの場合、このクレジット／ＩＤカードに含まれる光学セキュリティ要素のレリーフパターンに関するターゲット厚さは、約４００μｍ未満、好ましくは約２５０μｍ以下である。
【0044】
さらに、光源距離及び画像距離は、一般に、ユーザの使い勝手により、数十センチメートルに制限される。注目すべき例外は、日光、又は天井に取り付けられたスポットライトであるが、これらは、特定の環境下ではあまり容易には使用可能でない。また、より容易に認識できるより鮮明な（及び良好なコントラストの）画像を得るために、２つの距離の比ｄｓ／ｄｉは通常、５よりも大きく、１０までである。さらに、比ｄｓ／ｄｉが５以上であること、及び光源Ｓが好ましくは点状（例えば従来の携帯電話の照明用ＬＥＤ）であることにより、光源が事実上ほぼ「無限遠にある」と考えることが可能となり、光学セキュリティ要素からほぼ焦点距離にある投影面のみが、投影されるコースティックパターンを明瞭に視認するのに適している。結果として、ユーザによる良好な目視観察の条件は、光源、光学セキュリティ要素、及びユーザの眼の過度に厳密な相対的空間配置を必要としない。
【0045】
一般に、厚さ及びレリーフは、最も重要なパラメータである。任意のターゲット画像（参照パターン）、及び光学的幾何構成（すなわち、投影されたコースティックパターンの照明／観察に関する幾何学的条件）を考慮すると、計算された光学表面が所定の限度未満のレリーフパターンを有するという保証はない。実際、一般的な場合、逆のことが起こり得る。これは、上述した光学セキュリティ要素に課される厳しい制約に特にあてはまる。光学表面を最適化するための数値シミュレーションは時間及びリソースの観点から費用がかかり、過度のトライアルアンドエラーは実行可能な選択肢ではないことを考慮すると、有用な結果を最初の試行で、又は少なくともわずかな回数の試行のみで確実に得ることができることが非常に望ましい。また、全てのターゲット画像が浅い深さの滑らかなレリーフパターンに適合性があるとは限らないので、ターゲット画像の選択に制限がないことも非常に望ましい。
【0046】
多くのテストの後、これは、深さの制約に鑑みて、光学幾何構成、特にターゲットコースティックパターンの慎重な選択によって実現することができることがわかった。次のパラメータを考慮する（図１を参照）：
画像距離：ｄｉ
光源距離：ｄｓ
光偏向面の面積（断面積）：Ａ
光源Ｓによる光学セキュリティ要素の照明時に、光偏向面から投影面によって送達される照度：ＥＡ；これは、光偏向面の断面の投影（すなわち、その幾何学的な影）に対応する領域にわたって平均されたときの投影面に送達される照度が、ＥＡに等しい平均値を有することを意味する
ターゲットレリーフパターン（最大）深さ：δ
光学セキュリティ要素の屈折率：ｎ（屈折光偏向面の場合）。
画像距離：ｄｉ
光源距離：ｄｓ
光偏向面の面積（断面積）：Ａ
光源Ｓによる光学セキュリティ要素の照明時に、光偏向面から投影面によって送達される照度：ＥＡ；これは、光偏向面の断面の投影（すなわち、その幾何学的な影）に対応する領域にわたって平均されたときの投影面に送達される照度が、ＥＡに等しい平均値を有することを意味する
ターゲットレリーフパターン（最大）深さ：δ
光学セキュリティ要素の屈折率：ｎ（屈折光偏向面の場合）。
【0047】
このとき、ターゲットコースティック画像の最適化された選択（深さδ内に対応するレリーフパターンを有する光偏向面を有する簡便な光学セキュリティ要素を提供することを可能にする）は、「無限遠」にある点光源に関して（すなわち、実際には、ｄｓ＞＞ｄｉに関して、少なくともｄｓ≧５ｄｉで）、屈折率ｎの屈折光学要素の場合には関係α０＝２π（ｎ－１）ｄｉδ、又は光学要素の反射面の場合にはα０＝４πｄｉδによって定義されるスケーリング面積パラメータα０で、投影面（３）でのコースティック画像の任意の円形面積α１（α１＜Ａ）に関して、投影面（３）（光学セキュリティ要素の焦点面に配設されることが好ましい）での円形面積α１にわたって平均化された照度に対応する量Ｅα１は、以下の投影基準を満たすべきである。
Ｅα１≦ＥＡ（１／２＋α０／α１＋（１／４＋α０／α１）１／２）
Ｅα１≦ＥＡ（１／２＋α０／α１＋（１／４＋α０／α１）１／２）
【0048】
実際には、α１の所与の値（ヒトの目に対する可視スペクトルの典型的な解像度の長さが約８０μｍであるという知識の下で、スクリーンでのコースティックパターンを観察するときに少なくとも解像度面積よりも上である）で、投影画像の領域にわたって面積α１の表示窓でスキャンし、対応する照度Ｅα１が実際に上記の投影基準を満足していることをチェックするのに十分である。さらに、投影基準が実際に満たされているかどうかをチェックするために、光偏向面のプロファイルを加工することによって候補（ターゲット）レリーフパターンを効果的に実現し、光学要素の照明を実施し、次いで面積α１の表示窓でスクリーン上の投影画像をスキャンすることは必須ではない。所与のパラメータ（ｄｓ、ｄｉ、Ａ、ｎ（屈折光偏向光学セキュリティ要素の場合）、δ、ＥＡ）及びレリーフパターンの所与のターゲットプロファイルに対応する、投影面での光線の分布にわたるテスト面積α１でのスキャン操作の単なる（例えば光線追跡による）シミュレーションにより、投影基準に関して高い信頼性のチェックが行われる。さらに、投影画像の何らかの特定の部分領域のみで投影基準が満たされない場合、この欠陥を修正するためにターゲットプロファイルの対応する部分を局所的に適応させることはかなり容易である（これは、対応する参照パターンをわずかに修正することと等価である）。
【0049】
しかし、（すでに従来の方法よりもはるかに安価であるが）そのようなシミュレーション適応段階でさえなくすことができる。実際、本発明の別の態様によれば、参照パターンのデジタル画像からターゲットレリーフパターンプロファイルを直接選択することを可能にする方法が提供され、そこから、投影基準を満たす（所与の深さの対応するレリーフパターンを有する光偏向面を有する）物理的な光学セキュリティ要素を容易に得ることができる。上記の投影基準を満たす光学セキュリティ要素を提供するために、反射光偏向面、又は屈折率ｎの屈折性の透明若しくは部分的に透明な光偏向面の深さδのレリーフパターンを設計するこの方法は、特定のデジタル画像テスト基準に基づいており、このテスト基準は、テストされており、非常に効果的であることが実証されており、（スクリーン上への適切な照明／投影時に）光学セキュリティ要素によって生成される対応するコースティックパターンが再現すべき参照パターンのデジタル画像に対してのみ実現される。
【0050】
実際、投影基準（したがって、所与のパラメータｄｓ、ｄｉ、ｎ（屈折光学セキュリティ要素の場合）、δ、α０、Ａ、及びＥＡを有する）を満たす光学セキュリティ要素によって生成されるコースティックパターンによって投影面に再現すべき候補参照パターンのデジタル画像がピクセルの総数ＮＡを有し、デジタル画像にわたる各ピクセル値の和がＩＡを有する場合、デジタル画像内のＮ（Ｎは整数であり、１≦Ｎ≦ＮＡ）個のピクセルから構成される各実質的に円形の領域に関して、円形領域内のＮ個のピクセルの各ピクセル値の合計の値Ｉ（Ｎ）が、値Ｉｍａｘ（Ｎ）＝Ｎ（ＩＡ／ＮＡ）（１／２＋Ｎ０／Ｎ＋√（１／４＋Ｎ０／Ｎ））未満であり（Ｎ０はデジタル画像内のＮＡ（α０／Ａ）によって与えられるピクセルの数である）、候補参照パターンは、投影基準を満たすことが可能な光学セキュリティ要素を効果的に設計するのに簡便であることが観察されている。
【0051】
Ｎ個（ＮはＮＡまで変化する）のピクセルの可変サイズの表示窓で参照パターンの候補デジタル画像をスキャンし、「窓強度」Ｉ（Ｎ）がＮ個のピクセルのセットに関する特定の最大値Ｉｍａｘ（Ｎ）未満であることをチェックする上記の選択テストは、かなり容易にプロセッサに実装することができ（プロセッサのメモリに候補デジタル画像が記憶される）、デジタル画像処理の対応する実行は、デジタル画像の完全なスキャンに対する高速の応答を与え、したがって、投影基準を満たす光学セキュリティ要素を設計する操作を大幅に単純化して加速し、すなわち、この光学セキュリティ要素によって生成されるコースティックパターンを観察する人が、この光学セキュリティ要素でマークされた物体が本物かどうかを容易に決定できるようにする。
【0052】
さらに、上記の方法のさらなる利点は、（Ｎの何らかの（１つ又は複数の）値に関して）選択テストＩ（Ｎ）＜Ｉｍａｘ（Ｎ）を満たさない参照パターンの候補デジタル画像の特定の部分を修正するのがかなり容易であることである。これは、デジタル画像の上記特定の部分内のＮ個のピクセルのセットのピクセルの値を変更し、それに応じて修正された強度Ｉ’（Ｎ）（すなわち、Ｎ個のピクセルのスキャン窓内の修正されたピクセル値の合計）が選択テストに合格すれば十分である。この修正も、初期候補デジタル画像がメモリに記憶されているプロセッサに容易に実装できる。したがって、本発明は、１とＮＡの間のＮの少なくともいくつかの値について、選択テストＩ（Ｎ）＜Ｉｍａｘ（Ｎ）に関する要件に適合する変換されたデジタル参照パターンを提供するように、所与の候補デジタル参照パターンを容易に適応させることを可能にする。例えば、図２Ａ～２Ｅ及び図３Ａ～３Ｅに示されるように、パラメータの値としてＡ＝１ｃｍ×１ｃｍ、ｄｓ＝３０ｃｍ、ｄｉ＝４ｍ、（最大深さ）δ＝３０μｍ、及びｎ＝１．５を用いて、デジタル画像をテストするために使用されるスキャン窓は、それぞれｎ０の何らかの倍数を含むことができる（これは、例えば画像の解像度に関連することがあり、デジタル画像内でＮＡ（α０／Ａ）≒０．０３８ＮＡによって与えられるピクセルの数の数分の１に対応することがあり、これは、ピクセルでの（実質的に）円形の領域に対応し、ターゲット光学セキュリティ要素に関係するパラメータα０に対応する）。スキャンを画像の縁部まで延在させるために、反射境界条件などの適切な境界条件を課すことができ、ここで、縁部に対する延在の鏡映対称性を課すことによって、画像が縁部を超えて延ばされる。図２は、（暗い背景の上に）数字１００を表し、ＮＡ＝１０２４×１０２４ピクセルを有する候補デジタル画像上の参照パターンを示す。図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、及び２Ｅは、ｎ０＝３１４（ここで、Ｎ０＝３．９×１０４）で、それぞれＮ＝ｎ０、４ｎ０、１６ｎ０、６４ｎ０、及び２５６ｎ０ピクセルのスキャン（円形）窓Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５を用いて候補デジタル画像をスキャンした結果を示し、各スキャン画像は、０～Ｉｍａｘ（Ｎ）の正規化されたグレースケールで表される（図２Ａ～Ｅの右側にグレースケールバーが示され、ピクセル値は、Ｉ（Ｎ）＝０に対応する黒色に関する０から、Ｉ（Ｎ）＝Ｉｍａｘ（Ｎ）に対応する白色に関する２５５までである）。物理的な（投影された）画像のサイズは１０ｍｍ×１０ｍｍであり、ピクセルサイズは、約０．００９８ｍｍに対応する。破線の輪郭で表されるそれぞれの定義された周縁部を有する図２Ｄでの数字１００のそれぞれの数に対応する区域内、及び破線の輪郭で示される定義された周縁部を有する図２Ｅの中央部分全体において、Ｉ（Ｎ）の値がＩｍａｘ（Ｎ）に達する（白い区域として現れる）ので、図２Ｄでのスキャン画像は選択テストＩ（Ｎ）＜Ｉｍａｘ（Ｎ）にほとんど合格せず、図２Ｅの画像は選択テストＩ（Ｎ）＜Ｉｍａｘ（Ｎ）を満たさないことが明らかである。したがって、図２の候補画像は、低いレリーフ（ここではδ＝３０μｍ）を有する光学セキュリティ要素を得るのには適していない。
【0053】
対照的に、数字１００を表す候補デジタル画像上の参照パターンであるが、（図２と同じパラメータの値を用いて）図３に示されるように背景に追加の線（すなわち、ギョーシェ凹版のようなパターン）が描かれている参照パターンは、選択テストＩ（Ｎ）＜Ｉｍａｘ（Ｎ）を満たすことに成功する。これは、図３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、及び３Ｅから明らかであり、これらの図は、それぞれＮ＝ｎ０、４ｎ０、１６ｎ０、６４ｎ０、及び２５６ｎ０個のピクセルのスキャン（円形）窓を用いて候補デジタル画像をスキャンした結果を示し、各スキャンされた画像は、０～Ｉｍａｘ（Ｎ）の正規化されたグレースケールで表される（グレースケールバーが図３Ｄの右側に示されており、ピクセル値は、黒色に関する０から、白色に関する２５５までである）。Ｉ（Ｎ）が値Ｉｍａｘ（Ｎ）に達する区域はない（白色区域を取り囲む定義された周縁部を有する画像の部分はない）。
【0054】
本発明の好ましい変形形態によれば、選択テストを満たさない参照パターンの候補デジタル画像の特定の部分内のピクセル値を修正する代わりに、フィルタリング操作が候補画像に全般的に適用されて、画像コントラストを低減し、ここで、フィルタのパラメータが投影基準に適応される（例えば、カットオフ周波数を有するハイパスフィルタが参照パターンに適応される）ことがテストで成功している。
【0055】
したがって、上記の新規の方法は、以下のようにして、簡便な参照パターンを効率的に選択することを可能にする。画像ピクセル値に関連する特定の選択基準に従ってこの参照パターンのデジタル画像をスキャンし、又は、不適切な候補参照パターンを修正して適切なパターンに到達させ、対応するレリーフパターンを計算し、レリーフパターンが、光学材料基材の表面のプロファイルを適宜加工して光学要素の光偏向表面を形成することによって再現され、非常に低いレリーフ深さ及びより小さいサイズにもかかわらず投影基準を依然として満たすことができる、光学セキュリティ要素に到達する。
【0056】
したがって、本発明によれば、所与の（非常に低い）深さのレリーフパターンを設計して、光学材料基材に光偏向面を形成し、（パラメータｄｓ、ｄｉ、（最大深さ）δ、Ａ、ＥＡ、ｎ（屈折性の光学セキュリティ要素の場合）の値のセットに対応する）上記の投影基準を満たすことが可能な光学セキュリティ要素を提供する操作が、以下のステップを含む。
ｉ）特定の選択基準Ｉ（Ｎ）＜Ｉｍａｘ（Ｎ）（１≦Ｎ≦ＮＡ）に従うこの参照パターンのデジタル画像をスキャンすることによって簡便な参照パターンを選択するステップであって、Ｉｍａｘ（Ｎ）＝Ｎ（ＩＡ／ＮＡ）（１／２＋Ｎ０／Ｎ＋√（１／４＋Ｎ０／Ｎ））であり、Ｎ０は、デジタル画像内のＮＡ（α０／Ａ）によって与えられるピクセルの数である、ステップと、
ｉｉ）ステップｉ）で選択された参照パターンに対応する、δ以下の深さのレリーフパターンを計算するステップと、
ｉｉｉ）光学材料基材の表面を加工して、ステップｉｉ）で計算された深さ値のレリーフパターンを有する光偏向表面を形成するステップ。得られる光学セキュリティ要素は、視覚的な真偽判定の目的に使用することができる。
ｉ）特定の選択基準Ｉ（Ｎ）＜Ｉｍａｘ（Ｎ）（１≦Ｎ≦ＮＡ）に従うこの参照パターンのデジタル画像をスキャンすることによって簡便な参照パターンを選択するステップであって、Ｉｍａｘ（Ｎ）＝Ｎ（ＩＡ／ＮＡ）（１／２＋Ｎ０／Ｎ＋√（１／４＋Ｎ０／Ｎ））であり、Ｎ０は、デジタル画像内のＮＡ（α０／Ａ）によって与えられるピクセルの数である、ステップと、
ｉｉ）ステップｉ）で選択された参照パターンに対応する、δ以下の深さのレリーフパターンを計算するステップと、
ｉｉｉ）光学材料基材の表面を加工して、ステップｉｉ）で計算された深さ値のレリーフパターンを有する光偏向表面を形成するステップ。得られる光学セキュリティ要素は、視覚的な真偽判定の目的に使用することができる。
【0057】
図４Ａは、本発明による、透明な屈折性箔材料上にＵＶキャスティングされている深さδ＝３０μｍのレリーフパターンを備える屈折性の光偏向面を有する、非常に薄い光学セキュリティ要素（すなわち、前面の画像の透明部分）の実現の写真を示す。光学セキュリティ要素の全体の深さは、１００μｍであり、その面積Ａは１ｃｍ２である。箔の屈折性材料は、約１．５の屈折率ｎを有し、ポリエステルで作製されている。レリーフパターンを形成するために使用される樹脂の屈折率も、約１．５である。また、スクリーン上（図４Ｂも参照）に、投影されたコースティックパターンが示されている（背面）。参照パターンは、図３のものである。
【0058】
図４Ｂは、図４Ａの光学セキュリティ要素によって投影されたコースティックパターンの写真である。ここで、点状光源は、光偏向面から距離ｄｓ＝３０ｃｍにあるＬＥＤであり、コースティックパターンが投影される平坦なスクリーンは、距離ｄｉ＝４０ｍｍにある。コースティックパターンは、図３の参照パターンの凹版パターンで、数字１００のパターンを適切に再現する。
【0059】
図５は、本発明の投影基準を満たす、深さ３０μｍのレリーフパターンからのジョージ・ワシントンの肖像を示す参照パターンに対応する投影されたコースティックパターンの図であり、良好なコントラストで、目に見える非常に微小の細部を投影することができることを示す。
【0060】
上で開示された主題は、限定的ではなく例示的であると考えられるべきであり、独立クレームによって定義される本発明のより良い理解を提供するのに役立つ。
【図1】
【図2】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図3】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図4A】
【図4B】
【図5】