Изделие с наклонными отражающими сегментами - RU2719319C1
Код документа: RU2719319C1
Чертежи
Описание
[01] По этой заявке испрашивается преимущество приоритета предварительной заявки № 62/382187 на патент США, поданной 31 августа 2016 года под названием “Article with angled reflective segments”, раскрытие которой полностью включено в эту заявку путем ссылки. Кроме того, эта заявка содержит предмет изобретения, аналогичный предмету изобретения в одновременно рассматриваемой заявке № TBD на патент США (реестр поверенного № 1095.0061РСТ1) с той же датой подачи, полное раскрытие которой включено в эту заявку путем ссылки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[02] Оптически изменяемые устройства используют в различных областях применения как при создании декоративных изделий, так и изделий прикладного значения. Оптически изменяемые устройства можно изготавливать разными способами, чтобы получать разнообразные эффекты. Примеры оптически изменяемых устройств включают в себя голограммы, впечатанные в кредитные карты и документацию, удостоверяющую программное обеспечение, изменяющие цвет изображения, напечатанные на банкнотах, и элементы, улучшающие внешний вид предметов, таких как мотоциклетные шлемы и декоративные колпаки колес.
[03] Оптически изменяемые устройства могут быть изготовлены в виде пленки или фольги, которую впрессовывают, штампуют, приклеивают или иным способом прикрепляют к объекту, и также могут быть изготовлены с оптически изменяемыми пигментами, включенными в органическое связующее вещество, которое печатают или наносят на жесткую или гибкую подложку. Оптически изменяемый пигмент одного вида обычно называют изменяющим цвет пигментом, поскольку кажущийся цвет изображений, надлежащим образом напечатанных с использованием таких пигментов, изменяется при изменении угла наблюдения. Распространенным примером является цифра 20, напечатанная с использованием изменяющего цвет пигмента в нижнем правом углу 20-долларовой банкноты США, которая выполняет функцию защиты от копирования.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[04] Признаки настоящего раскрытия показаны для примера на нижеследующих чертежах, но не ограничены ими, при этом одинаковыми позициями обозначены аналогичные элементы; на чертежах:
[05] фиг. 1А и 1В, соответственно, показывают диаграммы геликоидального зеркала, которое обладает свойством ортопараллактического перемещения создаваемого оптического эффекта, согласно двум примерам настоящего раскрытия;
[06] фиг. 2 показывает примеры конфигураций геликоидальных зеркал;
[07] фиг. 3А-3С, соответственно, изображают массивы микрозеркал из мнимых сегментов на ленте, свободно подвешенной над опорной плоскостью для имитации поверхности геликоидального микрозеркала;
[08] фиг. 4А-4Е, соответственно, изображают виды в перспективе изделий согласно примерам настоящего раскрытия;
[09] фиг. 4F-4I, соответственно, изображают схематичные диаграммы изделий, показанных при различных поворотах относительно друг друга, согласно примерам настоящего раскрытия;
[10] фиг. 5А и 5В, соответственно, показывают фрагменты защитной нити для банкноты при различных углах наклона;
[11] фиг. 6 изображает вид в перспективе изделия, которое обладает ортопараллактическими оптическими эффектами, согласно примеру настоящего раскрытия;
[12] фиг. 7А, 7С и 7Е, соответственно, показывают ценного предмета, имеющего защитный элемент, при различных углах наклона согласно примеру настоящего раскрытия;
[13] фиг. 7B, 7D и 7F, соответственно, показывают графики светлости, соответствующие защитному элементу, показанному на одной из фиг. 7А, 7С и 7Е, согласно примеру настоящего раскрытия;
[14] фиг. 8А-8С, соответственно, показывают защитный элемент при различных углах наклона согласно примеру настоящего раскрытия;
[15] фиг. 8D показывает график светлости, соответствующий защитному элементу, показанному на фиг. 8А-8С, согласно примеру настоящего раскрытия;
[16] фиг. 9 показывает массив отражающих сегментов с зеркальной симметрией согласно примеру настоящего раскрытия;
[17] фиг. 10 показывает вид в перспективе изделия, образованного массивом отражающих лент, расположенной на базовом слое, имеющей зеркальную симметрию, согласно примеру настоящего раскрытия;
[18] фиг. 11 показывает вид в перспективе изделия, содержащего магнитно-ориентируемые чешуйки, ориентированные с образованием зеркальной симметрии, согласно примеру настоящего раскрытия;
[19] фиг. 12А, 12С и 12Е, соответственно, изображают ценный предмет, имеющий защитный элемент, при различных углах наклона согласно примеру настоящего раскрытия;
[20] фиг. 12B, 12D и 12F, соответственно, показывают графики светлости, соответствующие защитному элементу, показанному на одной из фиг. 12А, 12С и 12Е, согласно примеру настоящего раскрытия;
[21] фиг. 13 показывает вид в перспективе простой компоновки отражающих поверхностей, имеющих вращательную симметрию относительно друг друга, согласно примеру настоящего раскрытия;
[22] фиг. 14А показывает вид в перспективе изделия, имеющего первый набор отражающих поверхностей и второй набор отражающих поверхностей, ориентированных с образованием вращательной симметрии относительно друг друга, согласно примеру настоящего раскрытия;
[23] фиг. 14В и 14С, соответственно, показывают виды изделия, изображенного на фиг. 14А, при различных углах наклона согласно примеру настоящего раскрытия;
[24] фиг. 15 показывает вид в перспективе компоновки криволинейных отражающих поверхностей, обладающих вращательной симметрией относительно друг друга, согласно примеру настоящего раскрытия;
[25] фиг. 16А показывает вид в перспективе изделия, имеющего первый набор магнитно-ориентируемых чешуек и второй набор магнитно-ориентируемых чешуек, ориентированных с образованием вращательной симметрии относительно друг друга, согласно примеру настоящего раскрытия;
[26] фиг. 16В и 16С, соответственно, показывают виды изделия, изображенного на фиг. 16А, при различных углах наклона согласно примеру настоящего раскрытия;
[27] фиг. 17А и 17С, соответственно, изображают ценный предмет, имеющий защитный элемент, при различных углах наклона согласно примеру настоящего раскрытия;
[28] фиг. 17В и 17D, соответственно, показывают графики светлости, соответствующие защитному элементу, показанному на одной из фиг. 17А и 17С, согласно примеру настоящего раскрытия; и
[29] фиг. 18 – структурная схема устройства для ориентирования магнитно-ориентируемых чешуек согласно примеру настоящего раскрытия.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[30] Для простоты и наглядности настоящее раскрытие описывается с обращением в основном к его примерам. В нижеследующем описании многочисленные конкретные детали излагаются для обеспечения полного понимания настоящего раскрытия. Однако легко понять, что настоящее раскрытие можно применять на практике без этих конкретных деталей. В других случаях некоторые способы и структуры не описываются подробно, чтобы излишне не затруднять понимание настоящего раскрытия. Используемые в этой заявке термины в единственном числе указывают на по меньшей мере один конкретный элемент, термин «включает в себя» означает включает в себя, но без ограничения этим, термин «включающий» означает включающий, но без ограничения этим, и термин «основанный» означает основанный по меньшей мере отчасти. Используемые в этой заявке термины «по существу», «приблизительно» и «около» указывают на диапазон значений в пределах ±5% заданного значения.
[31] Кроме того, элементы, изображенные на сопровождающих чертежах, могут включать в себя дополнительные компоненты, а некоторые из компонентов, изображенных на этих чертежах, могут быть удалены или модифицированы без отступления от объемов настоящего раскрытия. Далее, элементы, изображенные на чертежах, могут быть выполнены не в масштабе и поэтому на самом деле элементы могут иметь размеры и/или конфигурации, которые отличаются от размеров и/или конфигураций, показанных на чертежах. Используемый в этой заявке термин «нормальный угол наблюдения» может быть определен как соответствующий наблюдению под нормальным (перпендикулярным) к поверхности углом.
[32] В этой заявке раскрыты изделия, которые создают ортопараллактический оптический эффект. В некоторых примерах эти изделия могут помещаться в другом изделии, таком как ценный документ, защитная метка или аналогичный объект. Ортопараллактический эффект может быть описан как эффект, в соответствии с которым при отклонении верхнего края изделия от наблюдателя или наклонении к нему наблюдатель может воспринимать светлый образ отраженного света, перемещающегося слева направо или справа налево. В другом примере при отклонении левого края от наблюдателя или наклонении к нему наблюдатель может воспринимать светлый образ отраженного света, перемещающийся сверху вниз или снизу вверх. В некоторых примерах восприятие эффекта может зависеть от того, каким образом защитное устройство помещено на или в изделие, от отклонения верхнего края от наблюдателя или наклонения к нему, и/или от положения, интенсивности, и/или расстояния от источника света. С другой стороны, ортопараллактический оптический эффект можно описать как создаваемый изделием, имеющим такую ось вращения (ось, находящуюся в изделии), что, когда наблюдатель поворачивает изделие вокруг оси, то в зависимости от положения источника света наблюдается отражающий образ или изображение, перемещающееся вдоль оси вращения. Кроме того, ортопараллактический оптический эффект можно описать как оптический эффект, при котором оптический признак, такой как образ, который появляется более ярким или более темным, чем другие участки изделия, появляется перемещающимся по изделию в направлении, которое ортогонально направлению наклонения изделия. Поэтому, например, когда изделие наклоняют вокруг горизонтальной оси, оптический признак может появляться перемещающимся в продольном направлении. Следует отметить, что перемещающийся образ, описываемый в этой заявке, может быть любым изображением, в том числе, но без ограничения, полосой (как показано, по крайней мере, на фиг. 5А-В, 7A-F, 8A-C и т.д.), фирменным знаком, символом, фигурой и т.д. Кроме того, наблюдатель может представлять собой камеру, просмотровое устройство (например, микроскоп, бинокль и т.д.) или физический глаз животного, в том числе человека.
[33] В примерах отражающие ленты образованы на базовом слое, например, путем тиснения базового слоя. В этом примере базовый слой может быть тисненным, чтобы имелись ленты, а поверхности лент могли быть изогнутыми или планарно-фасеточными. Ленты могут иметь углы относительно базового слоя, при этом значения углов могут различаться или изменяться как функция расстояния вдоль оси. Например, значения углов лент могут непрерывно возрастать как функция расстояния вдоль оси. В других примерах значения углов лент могут возрастать ступенчато по направлению оси. Возрастание может быть линейным или нелинейным и может заканчиваться на отражающей ленте или ряде отражающих лент, имеющих геликоидальную или спиральную конфигурацию.
[34] В некоторых примерах отражающие магнитно-ориентируемые чешуйки могут использоваться для создания ортопараллактического оптического эффекта. В этих примерах каждая магнитно-ориентируемая чешуйка может иметь соответствующий двугранный угол относительно плоскости подложки, при этом соответствующему двугранному углу магнитно-ориентируемой чешуйки придается заданное значение в зависимости от направления магнитного поля (известного) в момент времени, когда воздействуют жидким носителем для осуществления реакции отверждения. В примерах значения соответствующих двугранных углов чешуек могут различаться в зависимости от расстояния и, следовательно, положения вдоль оси. Например, значения углов, при которых магнитно-ориентируемые чешуйки ориентируются, могут непрерывно возрастать как функция расстояния вдоль оси. Возрастание может быть линейным или линейным и может приводить к углам, имеющим геликоидальную или спиральную конфигурацию. Двугранный угол можно определить как угол между двумя плоскостями в третьей плоскости, которая разрезает линию пересечения под прямым углом.
[35] Изделия, раскрываемые в этой заявке, которые эквивалентно могут быть названы оптическими элементами или защитными элементами, могут быть расположены на финансовых документах, таких как банкноты, денежные знаки, облигации и т.д., или других продуктах, таких как документация на программное обеспечение, поверхностные защитные слои и аналогичные объекты, как например, устройства установления подлинности и/или защиты от копирования.
[36] Сначала обратимся к фиг. 1А и 1В, на которых показаны схематичные изображения геликоидального зеркала 110, которое обладает свойством ортопараллактического перемещения создаваемого оптического эффекта, согласно двум примерам настоящего раскрытия. В частности, геликоидальное зеркало 100, показанное на фиг. 1А и 1В, может быть описано как изогнутая отражающая поверхность. На фиг. 1А поверхность 102 изображена имеющей точки А, В и С на опорной xy-плоскости 104, тогда как точка D приподнята в направлении 106. Край AD поверхности 102, имеющей точки ABCD, образует угол α между поверхностью 102 и опорной плоскостью 104. Как показано на фиг. 1В, в ином случае две или большее количество точек поверхности 102 могут быть отделены от опорной плоскости 104.
[37] На фиг. 1В точка D, расположенная на краю AD, приподнята над опорной плоскостью 104 и задает угол α. Точка В на краю ВС приподнята над опорной плоскостью и образует угол β с опорной плоскостью 104. В этом иллюстративном примере значения углов α и β могут изменяться в диапазоне от 0° до 90°. Подъемы точки В и/или точки D над опорной плоскостью 104 создают изгиб поверхности 102 геликоидального зеркала 100. Изгиб геликоидального зеркала 100, обычно вдоль линии GH (фиг. 1В), может быть по часовой стрелке или против часовой стрелки.
[38] Изгиб геликоидального зеркала 100 может быть равномерным по всей длине зеркала. В ином случае изгиб может быть неравномерным по длине геликоидального зеркала 100. Например, на фиг. 2 изображены возможные конфигурации лент. Геликоидальные зеркала согласно настоящему раскрытию могут по существу соответствовать любому из примеров 200, 202, 204 и/или 206. Однако фиг. 2 является только иллюстративной и это раскрытие не ограничено ею. Как и любое зеркало, геликоидальные зеркала отражают свет, приходящий к ним от источника света. Свет отражается от геликоидального зеркала иначе, чем от плоского или сферического зеркала. Как схематично показано на фиг. 3А-3С, когда геликоидальное зеркало, освещаемое точечным источником, поворачивают вокруг его оси, наблюдатель замечает перемещение вдоль оси пятна отраженного света.
[39] В частности, на фиг. 3А-3С изображена матрица микрозеркал из мнимых сегментов на ленте 302, состоящей из цепочки из семи квадратных мнимых сегментов, расположенных вплотную, обозначенных номерами 1-7, имитирующих поверхность геликоидального микрозеркала. На каждой из фиг. 3А, 3В и 3С показан одна и та же геликоидальная матрица микрозеркал из мнимых сегментов в трех различных положениях при повороте вокруг оси АВ, расположенной над опорной плоскостью 300. Источник 304 света и наблюдатель 308 расположены так, что мнимый сегмент, который расположен параллельно опорной плоскости 300, отражает свет источника 304 света к наблюдателю 308, который в данном случае схематично представлен в виде камеры. Когда матрицу микрозеркал из мнимых сегментов поворачивают вокруг оси АВ, свет источника 304 света отражается к наблюдателю 308 конкретным мнимым сегментом на ленте 302 из числа сегментов под номерами 1-7, который параллелен опорной плоскости 300. Следует отметить, что поверхность ленты 302 может быть гладкой и что мнимые сегменты изображены с целью иллюстрации.
[40] В примере из фиг. 3А, матрица микрозеркал из мнимых сегментов на ленте 302 повернут на -50° вокруг оси АВ. В этом положении мнимый сегмент № 7 белого цвета, который теперь ориентирован параллельно опорной плоскости 300, направляет свет по направлению 306 к наблюдателю 308 (камере). На фиг. 3В в отличие от фиг. 3А геликоидальная матрица микрозеркал из мнимых сегментов на ленте 302 повернута на +25° вокруг оси АВ. На фиг. 3В мнимый сегмент № 4 параллелен опорной плоскости 300 и отражает свет к наблюдателю 308. На фиг. 3С в отличие от фиг. 3В геликоидальная матрица микрозеркал из мнимых сегментов повернута еще на +25° вокруг оси АВ. На фиг. 3С мнимый сегмент № 1 параллелен опорной плоскости 300 и отражает свет к наблюдателю 308. Поскольку мнимые сегменты №№ 1-7 последовательно отражают свет, когда матрицу микрозеркал из мнимых сегментов 302 поворачивают вокруг оси АВ, поворот геликоидальной полосы 302 с микрозеркалами вокруг оси АВ может создавать иллюзию светящегося (или яркого) сегмента, перемещающегося вдоль оси АВ.
[41] Геликоидальную ленту 302 с микрозеркалами можно продублировать, чтобы создать 2-мерную матрицу геликоидальных микрозеркал, в которой одномерные завитки расположены параллельно друг другу и могут образовывать защитную нить, показанную на фиг. 5А. Как показано на фиг. 4А-4С, в других примерах многочисленные цепочки (или столбцы) отражающих лент могут образовывать матрицы на базовых слоях. На фиг. 4А-4С изображены перспективные виды изделий 400 согласно примерам настоящего раскрытия. Изделия 400 на этих чертежах изображены содержащими отражающие ленты 402, которые показаны расположенными на верхней поверхности базового слоя 404. Иначе говоря, верхняя поверхность базового слоя 404 может быть фасеточной для образования цепочек 406 (или эквивалентно, столбцов) отражающих лент 402, которые расположены приблизительно параллельно друг другу по первому направлению 410 и проходят по второму ортогональному направлению 412. Кроме того, отражающие ленты 402 в каждом из рядов 406 могут иметь углы, отсчитываемые от плоскости 410-412, значения которых изменяются как функция расстояния вдоль лент 402, например, по второму направлению 412. Согласно примерам, когда изделия 400 поворачивают вокруг оси, представленной стрелкой 412, свет может отражаться от соседних участков отражающих лент 402, так что отраженный свет будет казаться перемещающимся в направлении, параллельном направлению 412. Иначе говоря, отраженный свет кажется перемещающимся в направлении, которое перпендикулярно к направлению, в котором изделия 400 поворачивают.
[42] В примерах из фиг. 4В-4С цепочки лент 402 являются фасеточными и значения двугранных углов, образованных между каждой из лент 402 и плоскостями 410-412, изображены приблизительно равными для лент в отдельных рядах, проходящих по первому направлению 410. Однако в примерах из фиг. 4В-4С значения двугранных углов лент в определенном ряду изображены отличающимися от значений двугранных углов лент в соседнем или параллельном ряду. Аналогично, в примере из фиг. 4А значения двугранных углов параллельных лент 402, принимаемые в качестве заданного и типового значения по второму направлению 410, изображены как приблизительно одинаковые. При этом, когда выбирают другое заданное и типовое значение по второму направлению 412, получают второе значение двугранного угла параллельных лент 402, и это второе значение отличается от первого значения. Иначе говоря, в примере из фиг. 4А значения двугранных углов отдельных лент 402 изменяются как функция положения по направлению 412. Кроме того, изменения углов лент 402 могут логически вытекать из геликоидальной конфигурации, почти геликоидальной конфигурации, бигеликоидальной конфигурации или аналогичной. В других примерах ленты 402 могут иметь криволинейные отражающие поверхности. В дальнейших примерах по меньшей мере некоторые из лент 402, расположенных на общей плоскости или оси по второму направлению 412, могут иметь различные углы относительно первого направления 410 и/или третьего направления 414. В примере из фиг. 4В ленты являются планарно-фасеточными, тогда как в примере из фиг. 4С используются грани, верхние поверхности которых содержат периодические микроструктуры, такие как дифракционная решетка, голограмма и т.п.
[43] Отражающие ленты 402 можно образовать тиснением верхней поверхности базовых слоев 404. Базовые слои 404, показанные на фиг. 4А-4С, могут быть образованы из полимерного материала, пластикового материала, металлического материала и/или сочетаний их. В конкретном примере штамп для тиснения в виде валика можно прижать к перемещающейся подложке при повышенной температуре для копирования рельефа, имеющегося на поверхности штампа для тиснения, на поверхность подложки. В другом примере тиснение микрорельефа на поверхность подложки может быть выполнено в слое чувствительного к ультрафиолетовому излучению лака, нанесенного на поверхность подложки, с последующим отверждением лака. В примерах, в которых базовые слои 404 образованы из полимерного и/или пластикового материала, отражающий материал может быть нанесен на верхние поверхности базовых слоев 404 для образования отражающих лент 402 с последующим тиснением верхней поверхности. В примерах, в которых базовые слои 404 образованы из металлического материала, верхние поверхности базовых слоев 404 можно полировать, чтобы, например, верхние поверхности были светоотражающими, и тем самым образовать отражающие ленты 402. В дополнение к или альтернативно примерам, рассмотренным выше, верхние поверхности базовых слоев 404 можно покрывать цветным фильтром и/или изменяющим цвет материалом, таким как тонкопленочное интерференционное оптически изменяемое устройство.
[44] В соответствии с примерами значения двугранных углов, образуемых соседними отражающими лентами 402, могут изменяться одинаковым образом. В этих примерах каждая из соседних отражающих лент из числа отражающих лент 402 может быть ориентирована под одним и тем же двугранным углом относительно базового слоя. В других примерах отражающие ленты 402 могут быть образованы таким образом, что близлежащие отражающие ленты из числа отражающих лент 402 имеют двугранные углы, значения которых являются неодинаковыми относительно базового слоя. В этих примерах значения двугранных углов соседних отражающих лент 402 могут изменяться неодинаковым образом, то есть, может быть нелинейное увеличение по сравнению со значением угла соседних отражающих лент 402.
[45] На фиг. 4А ряды отражающих лент 402 изображены как относительно гладкие непрерывные поверхности, так что отражающие ленты 402 непрерывно образованы на всем протяжении каждого из столбцов 406. Как показано, значения двугранных углов отражающих лент 402 могут изменяться плавно и непрерывно на всем протяжении каждого из соответствующих столбцов 406. На фиг. 4 отражающие ленты 402 изображены как планарно-фасеточные ленты на всем протяжении каждого из соответствующих столбцов 406, тогда как на фиг. 4С отражающие ленты 402 изображены в виде микроструктурированных участков базового слоя 404. На каждой из фиг. 4В и 4С размеры отражающих лент 402 могут изменяться в широких пределах от около 1×1 мкм до около 250×250 мкм. Кроме того, изделия 400 могут иметь другие размеры, которые также могут изменяться в широких пределах. Кроме того, размеры изделий 400 могут определяться проявлением оптического эффекта и размерами защитного элемента.
[46] Теперь обратимся к фиг. 4D, на которой показано схематичное изображение изделия 400, содержащего четыре отражающие ленты 402 (A-D), каждая из которых имеет геликоидальную отражающую поверхность. Первая отражающая лента 402 (А) показана с нанесенной на нее картиной шахматной доски для лучшей демонстрации возможного изгиба отражающей поверхности. Увеличенная версия первой отражающей ленты 402 (А) показана на фиг. 4Е. Как показано, отражающая поверхность ленты 402 может быть криволинейной или изогнутой с образованием углов α и β относительно оси 420. Ось 420 может быть параллельна направлению 412. Кроме того, каждая из остальных отражающих лент 402 (B-D) в изделии 400 может быть аналогична первой отражающей ленте 402 (А). Для простоты изделие 400 изображено как имеющее относительно небольшое количество отражающих лент 402, и поэтому следует понимать, что изделие 400 может включать в себя любое количество отражающих лент 402.
[47] Защитный элемент на кинематической световой (или светлой) ленте 402 может быть сделан более притягивающим или привлекательным благодаря созданию защитного элемента, образующего синтетическое кинематическое изображение, которое перемещается в поперечном направлении в пределах границ изделия 400 относительно направления, в котором изделие 400 перемещают. Например, синтетическое кинематическое изображение может быть контуром объекта, символом, числом, буквой, сочетанием их и т.д.
[48] Пример изделия 400, содержащего синтетическое кинематическое изображение, в котором множество цифр выполнены тиснением на поверхности изделия 400, изображен на фиг. 4F. Изделие 400 изображено как включающее пять цифр 422-430 и окружающую область 432, в которой выполнены тиснением различные текстуры. Каждая из цифр 422-430 может представлять собой матрицу микрозеркал, имеющую геликоидальную поверхность, которая дублируется в направлении 412 и имеет форму цифры 5. Очертания цифр 422-430 изображены одинаковыми, как и повороты поверхностей микрозеркал в направлении 412. Однако углы поворота поверхностей микрозеркал на цифрах 422-430 вокруг оси 434, которая параллельна направлению 410, могут отличаться от углов поворота цифр 422-430. Например, угол поворота правой стороны поверхности цифры 422 в плоскости 412-414 показан как 40°. Угол поворота левой стороны той же самой цифры 422 в плоскости 412-414 показан как 20°. Углы поворота остальных цифр также могут изменяться по направлению 410 и тенденцию изменения различных углов поворота поверхностей цифр 422-430 можно проследить на фиг. 4F.
[49] Структура окружающей области 432 может отличаться от структур поверхностей, образующих цифры 422-430. Например, окружающая область 432 может иметь пирамидальную текстуру, нерегулярную или решетчатую текстуру, или подобную. Назначением окружающей области 432 может быть рассеяние падающего света или отражение падающего света в направлении, которое отличается от направлений отражения микрозеркал на цифрах 422-430. Согласно примерам, текстура окружающей области 432 может быть образована при использовании концентрирующей дифракционной решетки и дублировании решетки 436 в направлении 410. Решетка 436 может иметь угол γ, который может оставаться одним и тем же в окружающей области 432 изделия 400. В связи с этим окружающая область 432 может служить фоном, например, для цифр 422-430, чтобы цифры 422-430 были хорошо видимыми.
[50] Теперь обратимся к фиг. 4G, на которой показано схематичное изображение изделия 400, изображенного на фиг. 4F. В частности, на фиг. 4G показан пример, в котором свет от источника 440 света освещает изделие 400, когда изделие 400 находится в первом положении поворота. В положении поворота, показанном на фиг. 4G, как показано стрелкой 442, свет от источника 440 света может отражаться от первой цифры 422 к наблюдателю 444, так что наблюдатель 444 видит синтетическое изображение 446 первой цифры 422. Кроме того, свет не может отражаться от окружающей области 432 к наблюдателю 444.
[51] Теперь обратимся к фиг. 4Н, на которой показано схематичное изображение изделия 400, изображенного на фиг. 4G, и это изделие 400 повернуто. Как показано, изделие 400 изображено повернутым вокруг оси 450, как это показано стрелкой 452. Поворот изделия 400 может приводить к отражению света источника 440 света от третьей цифры 426, показанному стрелкой 442, к наблюдателю 444, так что наблюдатель 444 видит синтетическое изображение 446 третьей цифры 426. Кроме того, теперь первая цифра 422 может отражать свет в направлении, показанном стрелкой 454, которое является направлением, находящемся в стороне от наблюдателя 444. Теперь синтетическое изображение 446 по существу сдвинуто влево по направлению, показанному стрелкой 456, что может создавать для наблюдателя 446 иллюзию перемещения цифры 446.
[52] Теперь обратимся к фиг. 4I, на которой показано схематичное изображение изделия 400, изображенного на фиг. 4G и 4Н, и это изделие 400 повернуто дополнительно. Как показано, изделие 400 изображено повернутым вокруг оси 450, показанной стрелкой 452. Дополнительный поворот изделия 400, показанный на фиг. 4I, может быть причиной отражения света источника 440 света от пятой цифры 430, показанного стрелкой 442, к наблюдателю 444, так что наблюдатель 444 может видеть синтетическое изображение 446 пятой цифры 430. Кроме того, теперь первая цифра 422 может отражать свет в направлении, показанном стрелкой 454, и теперь третья цифра 426 может отражать свет в направлении, показанном стрелкой 458, и эти направления отклонены от наблюдателя 444. Как таковое синтетическое изображение 446 теперь дополнительно сдвинуто влево по направлению, показанному стрелкой 456, что может дополнительно создавать для наблюдателя 444 иллюзию перемещения цифры 446.
[53] Согласно примерам изделия 400, содержащие массива отражающих лент 402 и/или микрозеркала, показанные на фиг. 4A-4I, можно использовать при изготовлении оптических защитных элементов для банкнот и/или других ценных документов, таких как кредитные карты, документация, удостоверяющая программное обеспечение, и т.д. Например, различие между оптическими защитными элементами, имеющими матрицы отражающих лент 402, раскрытыми в этой заявке, и другими оптическими защитными элементами заключается в том, что оптические защитные элементы, раскрытые в этой заявке, могут создавать ортопараллактическое перемещение оптического эффекта, когда оптический защитный элемент отклоняют кверху или наклоняют книзу (или с боку на бок, по диагонали и т.д.). Матрицы отражающих лент 402, получаемые тиснением, можно использовать для изготовления защитных нитей. Фрагмент такой нити демонстрируется на фиг. 5А и 5В.
[54] Как показано на фиг. 5А и 5В, защитная нить 500 изображена помещенной в верхней части банкноты 502. На фиг. 5А защитная нить 500 изображена под почти нормальным углом наблюдения. Как показано на фиг. 5А, отраженный образ 504 света прилегает к правой стороне защитной нити 500. Когда банкноту 502 отклоняют от наблюдателя в направлении 506, показанном на фиг. 5В, светлый образ перемещается к левому краю 508 защитной нити 500.
[55] Согласно примерам, защитная нить 500 может быть включена в изделие 400, содержащее отражающие ленты 402, расположенные любым из способов, показанных на фиг. 4A-4I. Кроме того, защитную нить 500 можно окрасить путем нанесения слоя красочного лака поверх защитной нити 500, осаждения тонкопленочных интерференционных структур или чего-либо подобного, чтобы сделать защитную нить 500 способной изменять цвет. Согласно примерам матрицы геликоидальных отражающих сегментов могут быть изготовлены в виде мозаичных структур, несущих тисненные микроструктуры, формирующих отраженный свет в виде изображения, например знака, символа, образа или изображения другого вида, которое перемещается под прямым углом, когда изделие наклоняют относительно наблюдателя, как это рассматривалось выше относительно фиг. 4F-4I. В дополнение или в качестве другого примера матрицы геликоидальных отражающих сегментов могут быть изготовлены в виде мозаичных структур, содержащих тисненные плоские ленты, формирующих отраженный свет в виде изображения, например знака, символа, образа или изображения другого вида, которое перемещается под прямым углом вдоль оси поворота, когда изделие наклоняют вперед и отклоняют назад относительно оси поворота.
[56] Согласно другим примерам изделия, например оптические защитные элементы, раскрытые в этой заявке, могут включать в себя магнитно-ориентируемые чешуйки, выравниваемые во внешнем магнитном поле, для образования матрицы микрозеркал, которые создают оптический эффект ортопараллактического перемещения отраженного света. Пример такого изделия 600 показан на фиг. 6. Изделие 600 показано включающим подложку 602, которая может быть бумажной, пластиковой или из материала другого вида. Подложка 602 может быть покрыта слоем 604 защитной краски, напечатанным на подложку 602 с применением подходящего способа. Например, слой 604 может быть нанесен на подложку 602 при использовании струйного принтера, красочного валика или чего-либо подобного. В этом случае слой 604 может включать в себя магнитно-ориентируемые чешуйки 606, рассеянные в слое 604, и эти магнитно-ориентируемые чешуйки 606 могут быть отражающими.
[57] Согласно примерам, когда слой 604 находится в жидком состоянии, изделие может быть пропущено через магнитное поле и когда секции магнитно-ориентируемых чешуек 606 расположатся на участках магнитного поля, имеющих заданное направление магнитного поля, излучение может быть направлено на слой 604 для отверждения или высушивания жидкого слоя 604. То есть, когда слой 604 находится в жидком состоянии, магнитно-ориентируемые чешуйки 606 могут стать по существу выровненными относительно заданного направления магнитного поля, а при затвердевании слоя 604 магнитно-ориентируемые чешуйки 606 могут фиксироваться под углами, при которых магнитно-ориентируемые чешуйки 606 становятся ориентированными. Магнитно-ориентируемые чешуйки 606 на различных местах в слое 606 можно фиксировать в заданных ориентациях путем использования блокирующей излучение маски, имеющей по меньшей мере одно отверстие, расположенное между источником излучения и изделием 600. То есть, излучение можно избирательно подводить к слою 604 для избирательной фиксации магнитно-ориентируемых чешуек 606 в заданных ориентациях без фиксации других магнитно-ориентируемых чешуек 606, которые не должны быть ориентированы под заданными углами.
[58] Согласно примерам, слой 604 можно отверждать, когда слой 604 расположен относительно магнитного поля таким образом, что по меньшей мере большая часть магнитно-ориентируемых чешуек 606 в слое 604 расположена так, как показано на фиг. 6. То есть, например, слой 604 может быть протяженным вдоль первого измерения 610 и второго измерения 612, при этом второе измерение 612 является перпендикулярным к первому измерению 610. Кроме того, магнитно-ориентируемые чешуйки 606 могут быть рассеяны в слое 604, а по меньшей мере большая часть магнитно-ориентируемых чешуек 606, расположенных на всем протяжении общей плоскости, проходящей по второму измерению 612, имеет двугранные углы относительно плоскости подложки 602, из чего следует геликоидальная компоновка вдоль второго измерения 612.
[59] На фиг. 6 магнитно-ориентируемые чешуйки 606 изображены расположенными в слое 604 на всем протяжении рядов матрицы магнитно-ориентируемых чешуек 606 в области 608. Как показано, все магнитно-ориентируемые чешуйки 606 в каждом из рядов “a-g” могут быть ориентированы под одним и тем же двугранным углом относительно главной плоскости подложки 602. То есть, все магнитно-ориентируемые чешуйки 606 в ряду “a” могут быть ориентированы под одним и тем же углом αа относительно главной плоскости подложки 602 и направления 616 перемещения подложки, и этот угол αа находится в пределах 90°<αа<180°. Кроме того, магнитно-ориентируемые чешуйки 606 в ряду “b” могут быть ориентированы под углом αb относительно главной плоскости подложки 602 и направления 616 перемещения подложки, и этот угол αb отличается от угла αа. Угол наклона магнитно-ориентируемых чешуек 606 в остальных рядах “c-q” также может отличаться от углов наклона магнитно-ориентируемых чешуек 606 в других рядах.
[60] Кроме того, на фиг. 6 магнитно-ориентируемые чешуйки 606 изображены расположенными в слое 604 на всем протяжении поперечных столбцов матрицы в области 608. Значения углов наклона магнитно-ориентируемых чешуек 606 на всем протяжении каждого из поперечных столбцов “A-H” изменяются ступенчато. Например, значения углов наклона в поперечных столбцах “A-H” изменяются от значения угла δ1 (показанного на фиг. 6, находящегося в пределах 180°>δ1>90°) до угла δn (показанного на фиг. 6, находящегося в пределах 90°>δn>0°). В результате этого изменения значений углов наклона вдоль цепочки магнитно-ориентируемых чешуек 606 в одном поперечном столбце “A” магнитно-ориентируемые чешуйки 606 могут образовывать геликоидальную ориентацию вдоль направления, перпендикулярного к направлению 616 перемещения и лежащего в плоскости подложки 602.
[61] Согласно примерам, изделие 600, содержащее магнитно-ориентируемые чешуйки 606, можно использовать при изготовлении оптических защитных элементов для банкнот и других ценных документов, таких как кредитные карты, документация, удостоверяющая программное обеспечение, и т.д.
[62] Вообще говоря, изделия 400 и 600, раскрытые в этой заявке, могут создавать ортопараллактический оптический эффект. Когда ценный предмет, содержащий защитный элемент, такой как изделие 400, 600, наклоняют некоторым образом (и при этом поворачивают вокруг выбранной оси), ортопараллактический оптический эффект создает кажущееся перемещение отраженного света вдоль выбранной оси. В примерах из фиг. 4A-4I при наклоне ценного предмета вокруг оси 412 (наклоне путем перемещения вперед и назад в плоскости 410-414) наблюдатель, смотрящий в направлении, противоположном первому направлению 410, видит ортопараллактический оптический эффект, перемещающийся слева направо или справа налево. Пример защитного элемента с ортопараллактическим оптическим эффектом демонстрируется на последующих чертежах. Защитный элемент может включать в себя одно из изделий 400, 600, рассмотренных выше.
[63] Что касается фиг. 7А, то на ней показан ценный предмет 700, в этом случае банкнота, имеющая защитный элемент 702 прямоугольной формы. Следует отметить, что защитный элемент 702 является только иллюстративным и не ограничен прямоугольной формой или использованием вместе с банкнотами или в качестве защитного элемента. Например, защитный элемент 702 может использоваться на любом изделии, включая, но без ограничения ими, ярлыки, упаковку, рекламные объявления и т.д., и может иметь любую форму. Как показано на схематичном изображении 703, защитный элемент 702 может быть схематично представлен вместе с магнитно-ориентируемыми чешуйками, выровненными с образованием «изогнутых лент» 705, при этом оси 706 поворота лент 706 параллельны нижней стороне защитного элемента 702. Защитный элемент 702 может быть одним из изделий 400, 600, рассмотренных выше. Как показано, левая область защитного элемента 702 кажется темной и правая область кажется светлой. Положения светлой и темной областей на защитном элементе 702 представлены на графике 710 светлости, изображенном на фиг. 7В. Как показано на фиг. 7В, светлость защитного элемента 702 имеет пик, соответствующий отражающему образу элемента.
[64] В примере при наклоне ценного предмета 700, показанного на фиг. 7С, когда верхний край отклоняется на около 2°-25° от обозревателя (ценный предмет 700 поворачивают вокруг горизонтальной оси 703, обозначенной стрелкой 705), отражающий образ или изображение 704 может перемещаться от правого края защитного элемента 702 к центру, показанному на фиг. 7С. Это перемещение иллюстрируется графиком 720 светлости на фиг. 7D, который может быть сопоставлен с графиком 710 светлости из фиг. 7В. В некоторых примерах это перемещение может казаться непрерывным.
[65] Как показано на фиг. 7Е, дальнейшее увеличение угла наклона (угла поворота вокруг горизонтальной оси) вызывает перемещение светлого отражающего образа или изображения 704 к левому краю защитного элемента 702. На графике 730 светлости из фиг. 7F показано, что пик светлости расположен вблизи левого края защитного элемента 702, когда ценный предмет 700 наблюдается при этом определенном угле наклона.
[66] Например, динамический характер ортопараллактического оптического эффекта при различных углах наклона изображения представлен изображениями 800, показанными на фиг. 8А-8С. Изображение 800 на фиг. 8А может соответствовать углу наблюдения, который является приблизительно нормальным (перпендикулярным) к изображению 800. Как показано, светлый образ или полоса 802 может быть видимой на правой стороне изображения 800. На фиг. 8В показан верхний край изображения 800, отклоненного на 10° от наблюдателя, тогда как на фиг. 8С показан верхний край изображения 800, отклоненного на 25° от наблюдателя (изображение 800 повернуто вокруг горизонтальной оси). Как показано на фиг. 8В и 8С, когда верхний край изображения 800 отклоняют от наблюдателя, светлый образ или полоса 802 может казаться перемещающейся от правой стороны изображения 800 к левой стороне изображения 800. Поэтому светлый образ или полоса 802 может следовать по ортопараллактической траектории в зависимости от поворота изображения 800 вокруг определенной оси. Ортопараллактическое перемещение справа налево светлого образа или полосы 802 на изображении 800, показанное на фиг. 8А-8С, демонстрируется графически на графике 810 светлости, показанном на фиг. 8D.
[67] Ортопараллактический оптический эффект, показанный в примерах из фиг. 3, 5, 7 и 8, создается отражающими лентами 402, 406, скомпонованными в относительно простые матрицы. В других примерах различные ортопараллактические оптические эффекты могут создаваться матрицами отражающих лент других видов, такими как две геликоидальные матрицы отражающих лент 402, 406, геликоидальное свойство которых заключается в симметрии относительно разделяющей плоскости. Симметрия относительно плоскости может быть сходной для объекта и плоского отражения объектом, и это может быть названо отражательной или зеркальной симметрией. Пример матрицы 900 отражающих лент 402, 406 с зеркальной симметрией показан схематично на фиг. 9. Матрица 900 отражающих сегментов 402, 606 с зеркальной симметрией, показанная на фиг. 9, включает в себя две части 902 и 904. Первая часть 902 заполнена картиной шахматной доски и вторая часть 904 заполнена зебровой картиной для лучшего различения этих частей. Части 902 и 904 изображены симметричными относительно плоскости 906. Прилегающие к плоскости 906 края частей 902 и 904 показаны повернутыми в плоскости 906 против часовой стрелки в направлении 908. Внешние края частей 902 и 904 изображены повернутыми по часовой стрелке в направлении 910. Соответствующие углы поворота частей 920 и 904 в направлении 910 могут быть одинаковыми или могут отличаться друг от друга.
[68] Пример изделия 1000, образованного матрицей отражающих лент 1002, расположенных на базовом слое 1004, имеющих зеркальную симметрию относительно плоскости 1006, изображен на фиг. 10. Изделие 1000 может быть аналогичным изделию 400, изображенному на фиг. 4А. Пример изделия 1100, содержащего магнитно-ориентируемые чешуйки 1102, рассеянные в слое 1104, которые могут быть органическим связующим веществом, изображен на фиг. 11. Как показано, магнитно-ориентируемые чешуйки 1102 могут быть ориентированы с образованием зеркальной симметрии относительно плоскости 1106 путем помещения изделия 1100 на участки магнитного поля, имеющие заданные углы вектора силы, и подведения излучения после по существу выравнивания магнитно-ориентируемых чешуек 1102 в соответствии с заданными углами вектора силы, например в пределах ±1°. Что касается плоскости 1106, которая является нормальной к главной поверхности слоя 1104, то магнитно-ориентируемые чешуйки 1102 в областях 1108 и 1110 изделия 1100 изображены имеющими зеркальную симметрию относительно друг друга. Область 1110 слоя 1100 может быть аналогичной изделию 600, изображенному на фиг. 6.
[69] Ортопараллактические оптические эффекты, создаваемые изделиями 1000 и 1100 с зеркальной симметрией, могут отличаться от ортопараллактических оптических эффектов, показанных на фиг. 7A-7F. Визуально ортопараллактический оптический эффект может возникать как отражающий образ или изображение в середине напечатанного элемента при нормальном угле наблюдения. Пример этого ортопараллактического оптического эффекта будет показан и описан при обращении к фиг. 12A-12F. На фиг. 12А показан ценный предмет 1200, в этом случае банкнота, имеющая защитный элемент 1202 прямоугольной формы. Защитный элемент 1202 может включать в себя одно из изделий 1000, 1100, рассмотренных выше. Как показано, светлый образ или изображение 1204 может быть видимым на защитном элементе 1202 при рассмотрении под углом наблюдения, нормальном к поверхности. Положение светлого образа или изображения 1204 на защитном элемент 1202 представлено на графике 1210 светлости, показанном на фиг. 12В. Как показано на этом чертеже, светлость защитного элемента 1202 имеет широкий максимум (например, по меньшей мере 50% ширины защитного элемента 1202) на кривой ширины защитного элемента 1202. В примерах образ или изображение 1204 может быть относительно более широким, чем образ или полоса 704, показанная на фиг. 7А, 7С и 7Е.
[70] На фиг. 12С показан 10-градусный наклон ценного предмета 1200, при этом верхний край ценного предмета 1200 перемещен от наблюдателя. Как показано, такой наклон может создавать расщепление светлого образа или изображения 1204, наблюдаемого в середине защитного элемента 1202, на два светлых образа или изображения 1204 меньшей ширины, которые одновременно перемещаются к левому и правому краям защитного элемента 1202, соответственно (который эквивалентно может быть назван оптическим элементом). График 1220 светлости защитного элемента 1202, показанного на фиг. 12С, изображен на фиг. 12D и демонстрирует возникновение двух пиков на кривой при этом угле наклона.
[71] Как показано на фиг. 12Е, дальнейшее отклонение на больший угол верхнего края ценного предмета 1200 от наблюдателя может вызвать более широкое разнесение светлых образов друг от друга и может вызвать сужение светлых образов 1204 вблизи левого и правого краев защитного элемента 1202, сопровождающееся расширением темной зоны в середине защитного элемента 1202. График 1230 светлости защитного элемента 1202, показанного на фиг. 12Е для этого конкретного угла наклона, изображен на фиг. 12F и показывает этот оптический эффект. Если верхний край ценного предмета 1200 наклонять обратно к наблюдателю, могут создаваться два светлых образа или изображения 1204, показанных на фиг. 12Е, сжимающихся обратно в один образ, когда угол наклона становится близким к 0°, например, как показано на фиг. 12А. В этих примерах из фиг. 12A-12F верхний край наклонялся вперед и отклонялся назад путем поворота ценного предмета 1200 вокруг горизонтальной оси.
[72] Как можно было видеть из фиг. 7A-7F и 12A-12F, характеристика перемещения зоны света, отраженного от изделий 400, 600, 1000, 1100 в виде светлого образа или изображения, представляет собой плавное перемещение от одного края изделия 400, 600, 1000, 1100 или плавное расщепление одного светлого образа на два. Однако мгновенное изменение отражательной способности изделия 400, 600, 1000, 1100 от одного состояния (наличия) до другого состояния (отсутствия) возможно, когда изделия имеют различные элементы. При простой компоновке изделие 400, 600, 1000, 1100 может выглядеть как экстремальная версия геликоидального зеркала, в котором определенная процентная часть участка зеркала покрыта плоскими лентами, наклоненными к подложке под первым двугранным углом (первая область), и вторая процентная часть поверхности покрыта плоскими лентами, наклоненными к подложке под вторым и другим углом (вторая область). В примере эти области демонстрируют вращательную симметрию относительно оси Z прямоугольной системы координат (линии, нормальной к поверхности). Пример этой простой компоновки 1300 схематично показан на фиг. 13. Первая плоская поверхность 1302 на фиг. 13 повернута на 180° вокруг оси Z для получения вращательной симметрии относительно второй плоской поверхности 1304.
[73] Как показано на фиг. 13, свет от источника 1306 света может освещать первую плоскую поверхность 1302 по направлению 1308. Первая плоская поверхность 1302 может казаться светлой, поскольку первая плоская поверхность 1302 отражает свет к наблюдателю. В противоположность этому вторая плоская поверхность 1304, которая отклонена от источника 1306 света, может казаться темной для того же самого наблюдателя.
[74] Теперь обратимся к фиг. 14А, на которой показано изделие 1400, имеющее первую область, включающую первый набор отражающих лент 1402, и имеющее вторую область, включающую второй набор отражающих лент 1404, которые ориентированы с образованием вращательной симметрии по отношению друг к другу. Отражающие ленты 1404 могут создавать возникающий и прекращающийся ортопараллактический оптический эффект. При данных условиях освещения отражающие ленты 1402 в левой области изделия 1400 могут казаться светлыми, а отражающие ленты 1404 в правой области изделия 1400 могут казаться темными при нормальном угле наблюдения изделия 1400, и это показано на фиг. 14В. Как показано на фиг. 14С, отклонение верхнего края изделия 1400 от наблюдателя изменяет яркость отражающих лент 1402 и 1404.
[75] Хотя поверхности отражающих лент (или эквивалентно, отражающие поверхности) в изделиях 400, 1000 и 1400 и магнитно-ориентируемые чешуйки в изделиях 600 и 1100 часто изображались как плоские, поверхности отражающих лент и/или магнитно-ориентируемых чешуек могут не быть плоскими. Вместо этого, как показано в компоновке на фиг. 15, первая и вторая отражающие поверхности 1502, 1504, каждая из которых или обе могут соответствовать отражающим лентам 402 и магнитно-ориентируемым чешуйкам 606, раскрытым в этой заявке, изображены как имеющие вращательную симметрию относительно плоскости 1506. Кроме того, первая и вторая отражающие поверхности 1502, 1504 изображены как чашевидные и они образуют отражатели со свойствами параболического зеркала. Когда свет от источника 1508 света освещает первую отражающую поверхность 1502, первая отражающая поверхность 1502 может концентрировать лучи 1510 в фокальной точке F1. Вторая отражающая поверхность 1504, которая обращена в противоположном направлении относительно первой отражающей поверхности 1502, не может отражать свет от источника 1508 света. Однако, когда изделие 1500 наклоняют, вторая отражающая поверхность 1504 может начать отражать свет, падающий от источника 1508 света.
[76] Когда первая и вторая отражающие поверхности 1502, 1504 объединены в структуру оптического элемента, такого как защитный элемент, первая отражающая поверхность 1502 может отражать свет в виде светлого образа на середине участка структуры, образованной первой отражающей поверхностью 1502, 1504. При отклонении оптического элемента, собранного из первой и второй отражающих поверхностей 1502, 1504, показанного на фиг. 15, может создаваться светлый образ в центре области, освещаемой светом. В противоположность оптическому элементу, изображенному на фиг. 14А-14В, в котором яркость во всей области изменяется, когда оптический элемент наклоняют под надлежащим углом к источнику света, оптический элемент, собранный с параболическими или цилиндрическими отражающими поверхностями 1502, 1504, показанными на фиг. 15, может отражать только фокусированный свет в виде светлого образа.
[77] Кроме того, в противоположность тисненным отражающим лентам, имеющим оптические характеристики с мгновенным переходом из одного состояния в другое, отражающие поверхности могут быть снабжены отражающими магнитно-ориентируемыми чешуйками, например, пластинками из магнитного пигмента. Магнитно-ориентируемые чешуйки, которые могут быть рассеяны в органическом связующем веществе (эквивалентно называемом жидким носителем, жидким покрытием, пастой, органическим носителем, краской и т.п.) и напечатаны поверх ткани или листа бумаги, можно выравнивать в соответствии с заданным магнитным полем и можно фиксировать в угловых состояниях, которые могут соответствовать направлению магнитного поля, путем отверждения связующего вещества ультрафиолетовым или инфракрасным излучением. Пример выравнивания магнитно-ориентируемых чешуек показан в изделии 1600, изображенном на фиг. 16А. Как показано на этом чертеже, подложку 1602, которая включает в себя слой жидкого носителя 1604, который может быть краской, органическим связующим веществом и т.д., можно перемещать в направлении 1606. Слой 1604 изображен содержащим первый набор магнитно-ориентируемых чешуек 1608 (закрашенных белым на фиг. 16А) и второй набор магнитно-ориентируемых чешуек 1610 (закрашенных черным на фиг. 16А). Непрерывное перемещение подложки 1602 со слоем 1604 может вызвать образование двух непрерывных областей 1612 и 1614, при этом магнитно-ориентируемые чешуйки 1608 в области 1612 выравниваются под двугранным углом α относительно подложки 1602 и направления 1606 перемещения, а магнитно-ориентируемые чешуйки 1610 в области 1614 выравниваются под двугранным углом β относительно подложки 1602 и направления, противоположного направлению 1606 перемещения.
[78] На фиг. 16В показана отражательная способность света от магнитно-ориентируемых чешуек 1608 и 1610 при нормальном угле наблюдения. Как показано, при данных условиях освещения магнитно-ориентируемые чешуйки 1608 в левой области могут казаться светлыми, если магнитно-ориентируемые чешуйки 1608 являются ахроматическими и отражающими, тогда как аналогичные магнитно-ориентируемые чешуйки 1610 в правой области могут казаться темными. При наклоне верхней поверхности от наблюдателя, показанном на фиг. 16С, магнитно-ориентируемые чешуйки 1608 в левой области могут казаться темными и магнитно-ориентируемые чешуйки 1610 в правой области могут казаться светлыми. Однако, если магнитно-ориентируемые чешуйки 1608, 1610 принадлежат к семейству интерференционных изменяющих цвет пигментов, цвета областей могут соответствовать цветовым характеристикам пигмента при углах, под которыми магнитно-ориентируемые чешуйки 1608, 1610 наклонены в краске.
[79] Теперь обратимся к фиг. 17А, на которой показан ценный предмет 1700, в этом случае банкнота, имеющий оптический защитный элемент 1702. Оптический защитный элемент 1702 может быть изготовлен при использовании изделия 1400, изображенного на фиг. 14А-14С, или изделия 1600, изображенного на фиг. 16А-16С. Для иллюстрации оптический защитный элемент 1702 изображен расположенным на левой стороне ценного предмета 1770. Как показано, оптический защитный элемент 1702 изображен включающим первую область 1704 и вторую область 1706. Кроме того, при нормальном угле наблюдения, при данных условиях освещения первая область 1704 может казаться светлой, а вторая область 1706 может казаться темной. Различие в зрительном восприятии первой области 1704 и второй области 1706 может быть выражено графически на графике 1710 светлости, показанном на фиг. 17В. При сканировании оптического защитного элемента 1702 слева направо можно видеть мгновенное изменение светлости от черной к светлой.
[80] Когда верхний край ценного предмета 1700 отклоняют от наблюдателя, как показано на фиг. 17С, первая область 1704 может казаться темной, а вторая область 1706 может казаться светлой. Графиком 1720 светлости, изображенным на фиг. 1D, демонстрируется, каким образом светлость в первой и второй областях 1704 и 1706 меняется, когда ценный предмет 1700 отклоняют. При наклоне верхнего края ценного предмета 1700 обратно к наблюдателю может восстановиться вид, который оптический защитный элемент 1702 имеет на фиг. 17А.
[81] Теперь обратимся к фиг. 18, на которой показана структурная схема устройства 1800 для ориентации магнитно-ориентируемых чешуек согласно примеру настоящего раскрытия. Устройство 1800 может быть использовано для ориентации магнитно-ориентируемых чешуек, показанных на фиг. 4А, 11 и 16А. Устройство 1800 может включать в себя магнит 1802, имеющий первый полюс 1804 и второй полюс 1806. Первый полюс 1804 может иметь первую полярность и второй полюс 1806 может иметь вторую, противоположную, полярность. Например, первый полюс 1804 может быть южным полюсом магнита 1802 и второй полюс 1806 может быть северным полюсом магнита 1802. В других примерах первый полюс 1804 может быть северным полюсом и второй полюс 1806 может быть южным полюсом. Как рассматривается более подробно в этой заявке ниже, противоположные полюса магнита 1802 могут прикладывать магнитное поле, имеющее линии магнитного поля, исходящие от магнита 1802. Магнитные векторные силы, которые также могут быть названы «магнитной индукцией», можно определить как силы, которые могут прикладываться магнитным полем, которое испускает магнит 1802, по различным направлениям. Например, один из полюсов магнита 1802 может быть обращен к нижней поверхности подложки.
[82] Кроме того, устройство 1800 изображено включающим подающий механизм 1810 в виде пары роликов, расположенных для подачи подложки 1816 по направлению 1814 подачи. Хотя подложка 1816 изображена как непосредственно подаваемая роликами, вместо этого подложка 1816 может поддерживаться опорой (непоказанной). Если опора используется, она может быть ремнем, платформой, одним или несколькими рядами зажимов, рамой или чем-либо подобным и поддерживает подложку 1816 так, что подложка 1816 может перемещаться по направлению 1814 подачи по опоре, когда ролики подающего механизма 1810 вращаются. В различных примерах устройство 1800 может включать в себя дополнительные подающие механизмы (непоказанные), расположенные выше по ходу и/или ниже по ходу от подающего механизма 1810.
[83] Подложка 1816 может быть образована из бумаги, пластиковой пленки, слоистого материала, прочесанного волокна или чего-либо подобного. В конкретном примере подложка 1816 является бумагой для изготовления денежных знаков, которая может быть порезана на денежные знаки. Кроме того, подложка 1816 может быть непрерывным рулоном или последовательностью подложечных листов или может иметь любую дискретную или непрерывную форму. Кроме того, по меньшей мере участок верхней поверхности подложки 1816 может быть покрыт жидким носителем 1818, в котором рассеяны магнитно-ориентируемые частицы или чешуйки. Кроме того, жидким носителем 1818 можно назвать краску, пасту или что-либо подобное. Жидкий носитель 1818 может быть нанесен способом печатания, таким как глубокая печать, струйная печать, флексографическая печать, металлография, шелкотрафаретная печать, окрашивание и т.д. Жидкий носитель 1818 может быть в виде чернил или краски и может оставаться в жидком виде по меньшей мере в течение заданного времени или до тех пор, пока достаточное количество энергии не будет приложено к жидкому носителю 1818. Например, жидкий носитель 1818 может быть жидким или пастообразным носителем и может затвердевать при получении энергии в виде ультрафиолетового (УФ) света, пучка электронов, теплоты и т.д. В конкретном примере жидкое покрытие 1818 может быть фотополимером, носителем на основе растворителя, носителем на основе воды или чем-либо подобным. Кроме того, жидкое покрытие 1818 может быть прозрачным, либо светлым, бесцветным или окрашенным.
[84] Согласно примеру, жидкий носитель 1818 вместе с магнитно-ориентируемыми чешуйками может быть нанесен на подложку 1816 непосредственно до подачи подложки 1816 в пределы области действия магнита 1802 таким образом, чтобы жидкий носитель 1818 оставался в жидком состоянии при перемещении жидкого носителя 1818 в пределах магнита 1802. В этом примере подающий механизм 1810 или другой механизм (непоказанный) устройства 1800 может наносить жидкий носитель 1818 вместе с магнитно-ориентируемыми чешуйками на подложку 1816, когда подложка 1816 подается по направлению 1814 подачи. Магнитно-ориентируемые чешуйки могут быть примешаны к жидкому носителю 1818 до или после нанесения жидкого носителя 1818 на подложку 1816. Согласно примеру, магнитно-ориентируемые чешуйки представляют собой несферические и плоские чешуйки, то есть пигментные чешуйки, которые могут быть выровнены при использовании магнитного поля и могут быть отражающими и/или могут быть изменяющими цвет, например, один участок может казаться окрашенным одним цветом и другой участок может казаться окрашенным другим цветом. Магнитно-ориентируемые чешуйки могут сохранять или могут не сохранять остаточную намагниченность. Например, магнитно-ориентируемая чешуйка может иметь размер от края до края от около 1 до около 500 мкм и толщину от около 0,1 до около 100 мкм. Кроме того, магнитно-ориентируемые чешуйки могут включать в себя металлический слой, такой как тонкая пленка алюминия, золота, никеля, платины, сплава металлов и т.д., или могут быть металлическими чешуйками, такими как никелевыми, железными или из сплава. В ином случае магнитно-ориентируемые чешуйки могут быть покрыты цветным слоем или могут включать в себя оптическую интерференционную структуру, такую как структура поглотитель-разделитель-отражатель типа Фабри-Перо.
[85] Магнитно-ориентируемые чешуйки, наблюдаемые по нормали к плоскости магнитно-ориентируемых чешуек, могут казаться светлыми, тогда как магнитно-ориентируемые чешуйки, наблюдаемые вдоль края плоскости, могут казаться темными. Например, свет от источника освещения (непоказанного) может отражаться от магнитно-ориентируемых чешуек к наблюдателю, когда магнитно-ориентируемые чешуйки находятся в положении, нормальном к наблюдателю. Однако, если магнитно-ориентируемые чешуйки находятся под углом относительно плоскости, нормальной к наблюдателю, магнитно-ориентируемые чешуйки могут наблюдаться на краю и поэтому могут казаться темными. Аналогично этому, если магнитно-ориентируемые чешуйки являются изменяющими цвет, магнитно-ориентируемые чешуйки могут казаться имеющими один цвет при наблюдении вдоль нормальной плоскости и могут казаться имеющими другой цвет или более темными при наблюдении вдоль наклоненной плоскости. Хотя в этой заявке были рассмотрены магнитно-ориентируемые чешуйки, выравниваемые магнитным полем по меньшей мере одного магнита, следует понимать, что в случаях, когда не все магнитно-ориентируемые чешуйки выравниваются магнитным полем, результатом все же будут желаемые оптические эффекты.
[86] Согласно примерам, подложку 1816 можно перемещать через магнитное поле магнита 1802 до затвердевания или высушивания жидкого носителя 1818 для обеспечения ориентации магнитно-ориентируемых чешуек по направлению магнитного поля. То есть, подающий механизм 1810 может подавать подложку 1816 по направлению 1814 подачи таким образом, что магнитно-ориентируемые чешуйки в жидком носителе 1818 продвигаются через магнитное поле, прилагаемое первым полюсом 1804 и вторым полюсом 1806 магнита 1802. Магнитное поле можно представить имеющим линии магнитного поля (плотность потока), излучаемого от полюсов магнита. В ином случае магнитное поле можно описать состоящим из векторов силы и магнитно-ориентируемые чешуйки могут становиться точно согласованными с векторами силы. Кроме того, когда векторы силы не являются равномерно распределенными по магниту 1802, ориентации магнитно-ориентируемых чешуек могут сильно зависеть от местоположений магнитно-ориентируемых чешуек относительно первого полюса 1804 и второго полюса 1806. Как таковые ориентации магнитно-ориентируемых чешуек могут изменяться, когда подложка 1816 продвигается через магнитное поле, прилагаемое первым полюсом 1804 и вторым полюсом 1806. Иначе говоря, двугранные углы магнитно-ориентируемых чешуек могут изменяться относительно плоскости подложки 1816 (двугранный угол определяется как угол между двумя плоскостями в третьей плоскости, которая разрезает линию пересечения под прямыми углами).
[87] Как также показано на фиг. 18, устройство 1800 может включать в себя источник 1820 излучения (или группу источников 1820 излучения), с которого излучение может подводиться к жидкому носителю 1818 для затвердевания или же отверждения жидкого носителя 1818, когда подложка 1816 подается по направлению 1814 подачи. С источника 1820 излучения излучение может подводиться в виде ультрафиолетового (УФ) света, пучка электронов, теплоты или чего-либо подобного. Кроме того, маска 1822, имеющая по меньшей мере одно отверстие 1824, изображена расположенной между источником 1820 излучения и жидким носителем 1818 для контроля, какой участок или участки жидкого носителя 1818 получают излучение от источника 1820 излучения, когда подложка 1816 проходит мимо источника 1820 излучения. Места, на которые излучение излучается на подложку 1816 через по меньшей мере одно отверстие, могут считаться зонами охвата излучением. Маска 1822 может иметь толщину в пределах от около 0,25 мм до около 2,5 мм (от около 0,01 дюйма до около 0,1 дюйма). Согласно примеру по меньшей мере одно отверстие 1824 стратегически расположено относительно магнита 1802, чтобы магнитно-ориентируемые чешуйки по меньшей мере частично фиксировались в заданных ориентациях и в то же время предотвращалась по меньшей мере частичная фиксация магнитно-ориентированных чешуек в других ориентациях. Отверстие или отверстия 1824 могут быть расположены так, чтобы по меньшей мере частично фиксированные магнитно-ориентируемые чешуйки были в геликоидальном или бигеликоидальном расположении относительно друг друга по направлению, которое перпендикулярно (или эквивалентно, ортогонально или поперек) к направлению 1814 подачи и лежит по существу в плоскости подложки 1816. Например, маска 1822 может иметь два или большее количество отдельных отверстий 1824, непрерывно изменяющийся передний край, ступенчато изменяющийся передний край и т.д. В дополнение к этому магнитно-ориентируемые чешуйки могут фиксироваться в конкретной компоновке, когда подложка 1816 продвигается через магнитное поле и зону облучения.
[88] Кроме того, на фиг. 18 показан второй источник 1826 излучения, излучение с которого может подводиться к жидкому носителю 1818 в виде ультрафиолетового (УФ) света, пучка электронов, теплоты или чего-либо подобного. С второго источника 1826 излучения может подводится энергия такого же вида, как энергия с источника 1820 излучения, или энергия другого вида. Второй источник 1826 излучения может быть необязательным и может быть реализован для дополнительного отверждения жидкого носителя 1818.
[89] Хотя выше делалось обращение к устройству 1800, имеющему конкретную конфигурацию, следует понимать, что устройство 1800 может иметь различные другие конфигурации без отступления от объема настоящего раскрытия. Например, устройство 1800 может включать в себя любое количество магнитов, роликов и т.д. Кроме того, устройство 1800 может фиксировать магнитно-ориентируемые чешуйки в заданных ориентациях, когда подложка изгибается вокруг цилиндрического барабана или поверхности.
[90] Несмотря на конкретное описание настоящего раскрытия, характерные примеры настоящего раскрытия могут использоваться в различных областях применения, а приведенное выше рассмотрение не предполагается и не должно подразумеваться ограничивающим и представлено в качестве иллюстративного рассмотрения аспектов раскрытия.
[91] То, что описано и показано в этой заявке, является примером раскрытия вместе с некоторыми его вариантами. Термины, описания и чертежи, использованные в этой заявке, представлены только для иллюстрации и не означают ограничений. Многие варианты являются возможными в пределах сущности и в объеме раскрытия, которое предполагается определенным нижеследующей формулой изобретения и ее эквивалентами, в которой все термины понимаются в самом широком приемлемом смысле, если не оговаривается иное.
Реферат
Изобретение относится к оптически изменяемым устройствам, которые используют как при создании декоративных изделий, так и изделий прикладного значения. Оптическое изделие включает в себя базовый слой, который проходит вдоль первого измерения и второго измерения, при этом второе измерение ортогонально к первому измерению, а также отражающие ленты, предусмотренные на верхней поверхности базового слоя. Отражающие ленты расположены в продольном направлении общей плоскости, проходящей по второму измерению, и имеют двугранные углы, которые изменяются как функция расстояния в поперечном направлении общей плоскости. При этом отражающие ленты размещены параллельно друг другу вдоль первого измерения. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 50 ил.
