Решетчатое изображение с одним или несколькими решетчатыми полями - RU2370376C2

Чертежи

Показать все 19 чертежа(ей)

Описание

Изобретение относится к решетчатому изображению с одним или несколькими решетчатыми полями, каждое из которых содержит рельеф из большого количества линий, влияющий на электромагнитное излучение. При этом линии решетчатого изображения характеризуются следующими параметрами: ориентация, кривизна, расстояние между линиями и профиль. Далее, изобретение относится к способу изготовления такого изображения, а также элементу защиты, бумаге с защитой от подделок и носителю данных с решетчатым изображением.

Для защиты от подделок кредитных карт, банкнот и прочих ценных документов в последние годы применяют голограммы, голографические решетчатые изображения и другие голографические дифракционные структуры. В общем, в сфере безопасности и производства банкнот используют такие голографические дифракционные структуры, которые изготавливают посредством тиснения голографических решетчатых изображений на термопластичных полимерах или затвердевающих под действием ультрафиолетового излучения лаках на пленочной основе.

Настоящие голограммы создают следующим образом. Объект освещают когерентным лазерным излучением, на рассеянный этим объектом свет в светочувствительном слое накладывают свободный от внешних воздействий спорный луч. Так называемые голографические дифракционные решетки получаются в том случае, если световые лучи, наложенные в светочувствительном слое, представляют собой трехмерные пространственные однородные когерентные волновые поля. При воздействии наложенных волновых полей на светочувствительный слой, например фотопленку или слой фоторезиста, в этом слое возникает голографическая дифракционная решетка, которую можно сохранить либо в виде светлых и темных линий на фотопленке, либо в виде выступов и углублений в слое фоторезиста. Так как в этом случае световые лучи рассеиваются не самим объектом, голографическая дифракционная решетка изображения не содержит, она содержит лишь оптически изменяющийся цветовой отпечаток.

Из голографических дифракционных решеток можно создать голографические решетчатые изображения. Для этого однородная голографическая дифракционная решетка накладывается не на всю поверхность светочувствительного материала, а используются маски, которые в каждом случае позволяют покрыть одним из нескольких различных однородных решетчатых изображений лишь часть базовой поверхности. Таким образом, такое голографическое решетчатое изображение состоит из нескольких полей с различными дифракционными изображениями, которые, как правило, расположены рядом друг с другом в виде поверхностей, полосок или пикселов. Располагая эти поля соответствующим образом, с помощью голографического решетчатого изображения можно воспроизвести большое количество различных изобразительных мотивов. Дифракционное изображение можно создать не только посредством прямого или непрямого наложения когерентных лазерных лучей, но и с помощью электронной литографии. Часто сначала создают шаблонную дифракционную структуру, а затем преобразуют ее в рельефную структуру. Эту рельефную структуру можно использовать в качестве штампа для тиснения.

Из документа DE 10226115 A1 известны решетчатые изображения, которые состоят не из отдельных пикселов или полосок, а из больших полей с однородным изображением. Эти поля видны невооруженным глазом. Так как неосвещенные незаполненные участки отсутствуют, и между занимающими большую площадь полями существуют лишь немногочисленные прерывистые переходы, достигается высокая интенсивность освещения решетчатых изображений. Исходя из этого, задача данного изобретения заключается в том, чтобы усовершенствовать решетчатые изображения указанного выше вида и, в частности, сохранив существующие преимущества этих изображений, создать изображения с новыми оптическими эффектами и/или в еще большей степени улучшить их защиту от подделок.

Эта задача решена благодаря решетчатому изображению с признаками пункта 1 Формулы изобретения. Далее решетчатое изображение, способ изготовления, а также элемент защиты, бумага с защитой от подделок и носитель данных с такими изображениями раскрыты в дополнительных пунктах. Дальнейшие усовершенствования раскрыты в зависимых пунктах.

Изобретение основано на уровне техники, согласно которому отдельно различимое невооруженным глазом поле решетчатого изображения содержит состоящий из линий рельеф, влияющий на электромагнитное излучение, причем по меньшей мере один из характеризующих параметров линий: ориентация, кривизна, расстояние между линиями или их профиль, изменяется по поверхности поля. При этом указанное поле предпочтительно содержит влияющий на электромагнитное излучение рельеф, состоящий из непрерывных линий.

В рамках данного описания под дифракцией понимается такое отклонение от прямолинейного распространения света, которое вызывается не преломлением, отражением или рассеиванием, а возникает тогда, когда свет встречает такие препятствия как щель, перегородка, ребро и т.п. Дифракция является типичным волновым явлением, поэтому она сильно зависит от длины волны и всегда связана с интерференцией. Дифракцию, в частности, следует отличать от таких явлений, как отражение и преломление, которые можно точно описать даже с помощью картины геометрических световых лучей. Если речь идет о дифракции от множества статистически распределенных объектов, то принято говорить не о дифракции от неравномерно распределенных объектов, а о рассеянии.

Под рассеянием понимается отклонение части сфокусированного волнового излучения от первоначального направления при проходе через вещество вследствие взаимодействия с одним или несколькими центрами рассеяния. Первоначальное излучение теряет ту свою часть, которая диффузно рассеивается по всем направлениям, то есть совокупность исходящих из центров рассеяния волн. Рассеяние света от объектов с размером порядка длины световой волны и менее, как правило, зависит от длины волны подобно, например, рэлеевскому рассеянию или рассеянию Ми. Начиная с объектов, имеющих размеры, превышающие длину волны в десять раз и более, обычно говорят о неселективном рассеянии, при котором волны любой длины испытывают примерно одинаковое влияние.

Однако если объекты распределены неравномерно и их размеры укладываются в соответствующий диапазон, то неселективного рассеяния можно достичь и с помощью более мелких объектов, так как в этом случае зависящие от длины волны свойства отдельных объектов усредняются в пределах всей их совокупности.

Характеризующие параметры соответствующего изобретению решетчатого рельефа, как будет детально раскрыто ниже, могут изменяться как регулярно и плавно, так и случайно, скачкообразно. Это позволяет добиться как эффектов, которые обычно описываются с помощью процессов дифракции, так и эффектов, которые, как правило, описываются посредством процессов рассеяния. Поэтому в рамках данного изобретения такие рельефы, в общем, обозначаются как рельефы, влияющие на электромагнитное излучение.

В первом предпочтительном варианте реализации изобретения переменный характеризующий параметр (или параметры) плавно изменяется по поверхности решетчатого поля. Плавное изменение, в частности, означает, что числовое значение соответствующего параметра каждый раз увеличивается или уменьшается пошагово. Например, расстояние между i-й и (i+1)-й линией влияющего на электромагнитное излучение рельефа можно представить с помощью соотношения

dkont(i,i+1)=(dmax+dmin)/2+(dmax-dmin)/2·sin(i·2π/N)

Здесь dmin представляет собой минимальное расстояние между линиями решетки, например dmin=0,2 мкм, dmax - максимальное расстояние между линиями, например dmax=2,0 мкм, а N - период повторения, например N=20. Расстояние между линиями решетки постепенно и плавно изменяется между экстремальными значениями dmin и dmax. Однако то, что значения параметров описываются посредством формульной зависимости, для изобретения существенным не является. Аналогичным образом можно задать плавное изменение других характеризующих параметров: ориентации, кривизны и профиля.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом реализации изобретения переменный характеризующий параметр (параметры) по поверхности поля изменяется случайно, в частности случайно и скачкообразно. Например, расстояние между i-й и (i+1)-й линией влияющего на электромагнитное излучение рельефа можно представить с помощью соотношения

drand(i,i+1)=dmin+(dmax-dmin)*Rand()

Здесь, как и в предыдущем случае, dmin и dmax обозначают минимальное и, соответственно, максимальное расстояние между линиями решетки, Rand() - случайное число или соответствующим образом полученное псевдослучайное число в интервале [0, 1]. В этом случае расстояние между линиями решетки меняется от линии к линии произвольно между случайными значениями в пределах интервала [dmin, dmax].

Диапазон расстояний между линиями предпочтительно лежит в пределах между десятой долей длины волны и десятикратной длиной волны, на которую рассчитано данное решетчатое изображение. Для изображений, предназначенных для рассматривания в белом свете, можно использовать расчетную длину волны λ=550 нм. Особенно предпочтительными являются расстояния между линиями решетки, лежащие примерно в пределах между половинной и удвоенной расчетной длиной волны.

В усовершенствованной конструкции указанное решетчатое поле содержит еще один влияющий на электромагнитное излучение рельеф с линиями, для которых в пределах поля изменяется по меньшей мере один из характеризующих параметров: ориентация, кривизна, расстояние между линиями или профиль линий. Для обоих рельефов, влияющих на электромагнитное излучение, предпочтительно должны изменяться одни и те же параметры. Линии обоих решетчатых рельефов, влияющие на электромагнитное излучение, предпочтительно отличаются друг от друга одним постоянным характеризующим параметром, в частности ориентацией линий.

Например, для каждого из двух рельефов, влияющих на электромагнитное излучение, может непрерывно или случайно изменяться расстояние между линиями или кривизна, а ориентация второго влияющего на электромагнитное излучение рельефа может быть изменена относительно первого изображения на определенный угол, например 90°. Разумеется, решетчатое поле может содержать также более двух наложенных рельефов, влияющих на электромагнитное излучение.

В одном из предпочтительных конструктивных вариантов указанное поле образует матовую структуру, которая при рассматривании не создает никаких дифракционных эффектов. Благодаря этому участки поверхности, которые кажутся матовыми, можно просто интегрировать в решетку, созданную при помощи электронно-лучевой литографии. В одном из предпочтительных конструктивных вариантов характеризующие параметры линий решетчатого изображения изменяются таким образом, чтобы матовая структура не обнаруживала никакой цветности. В этом случае участок поверхности решетчатого изображения, занятый матовой структурой, выглядит, например, как металлическая матовая область. В усовершенствованном конструктивном варианте решетчатые изображения с матовой структурой имеют различную оптическую яркость. В одном из предпочтительных вариантов с помощью различной яркости матовых структур можно создать полутоновые изображения, которые, в частности, способны передавать портретные изображения. Кроме того, благодаря точной регулировке яркости отдельных или нескольких участков решетчатого изображения с матовой структурой можно создать маркировку для машинного считывания, которую невозможно распознать невооруженным глазом.

Дополнительный аспект изобретения относится к решетчатому изображению с несколькими полями, причем каждое из этих влияющих на электромагнитное поле решетчатых полей содержит рельеф из большого количества линий. При этом линии решетки характеризуются следующими параметрами: ориентация, кривизна, расстояние между линиями и профиль линий; первое поле содержит линии с первыми характеризующими параметрами, второе смежное поле - линии со вторыми характеризующими параметрами. Между первым и вторым полем в изобретении предусмотрена переходная зона, в которой характеризующие параметры линий первого поля плавно переходят в характеризующие параметры линий второго поля. Предпочтительно в переходной зоне линии первого поля должны переходить в линии второго поля без разрывов.

В предпочтительном варианте размер переходной зоны выходит за пределы разрешающей способности невооруженного глаза. В этом случае на границе между полями отсутствуют мешающие оптические явления. Человек, смотрящий на переходную зону невооруженным глазом, не видит ее. В альтернативном варианте размер переходной зоны укладывается в пределы разрешающей способности невооруженного глаза, поэтому наблюдатель может ее заметить. Это можно использовать для того, чтобы в месте перехода между двумя полями создать оригинальные оптические эффекты. В этой связи первое и/или второе решетчатое поле может представлять собой поле раскрытого выше вида, отдельно распознаваемое невооруженным глазом. В частности, одно из полей может образовывать матовую структуру, которая при рассматривании не создает никаких дифракционных эффектов. Таким образом, можно, например, в пределах решетчатого изображения, созданного с помощью электронно-лучевой литографии, осуществить плавные переходы между синусоидальными дифракционными решетками и участками с матовой структурой.

Во всех описанных решетчатых изображениях линии решетки создают предпочтительно способом электронно-лучевой литографии. Эта техника позволяет создавать решетки, в которых каждая отдельная линия однозначно определена следующими параметрами: ориентация, кривизна, расстояние между линиями и профиль.

Оказалось целесообразным, чтобы линии решетки имели глубину профиля примерно от 100 до 400 нм. Само решетчатое изображение предпочтительно покрыть отражающим материалом или материалом с большим коэффициентом преломления. В качестве отражающих материалов можно рассматривать все металлы и многие металлические сплавы. Примеры подходящих материалов с большим коэффициентом преломления: CaS, CrO₂, ZnS, TiO₂ или SiO_x. Предпочтительно должна существовать значительная разница между коэффициентами преломления среды, в которой выполнено решетчатое изображение, и материала с высоким показателем преломления. Более того, эта разница преимущественно должна превышать 0,5. Решетчатое изображение может быть выполнено в двух вариантах: с покрытием или без покрытия. Для покрытия подходит, например, ПВХ, ПЭТФ, полиэстер или затвердевающий под действием ультрафиолетового излучения лаковый слой.

Наряду с оригинальными оптическими эффектами, выполнение решетчатых изображений в соответствии с изобретением позволяет выполнять машинно-считываемую маркировку голографических изображений. При рассматривании невооруженным глазом такую маркировку заметить невозможно. Изображения можно снабдить, например, цифровыми водяными знаками. Защита изображений от подделок при этом значительно улучшается.

Заявленное изобретение также относится к способу изготовления решетчатых изображений, а также элементу защиты с изображением раскрытого выше вида. Элемент защиты, в частности, может представлять собой защитную полоску, этикетку или переводной элемент. Далее, изобретение относится к бумаге, защищенной от подделок, с упомянутым элементом защиты, а также носителю данных, снабженному решетчатым изображением, элементом защиты или бумагой, защищенной от подделок, указанного вида. В случае носителя данных речь может идти, в частности, о банкноте, ценном документе, паспорте, пропуске или удостоверении.

В дополнительном конструктивном варианте согласно изобретению решетчатое изображение, предпочтительно матовая структура, может комбинироваться с цветопеременной тонкослойной структурой. При этом тонкослойной структурой может быть снабжена либо вся площадь изображения, либо часть площади. В зависимости от применения тонкослойная структура может быть непрозрачной или полупрозрачной; она содержит, по крайней мере, три слоя. Слоистая структура может, например, включать отражающий слой, поглощающий слой и расположенный между ними слой диэлектрика. В случае отражающего слоя речь обычно идет о металлическом слое, например, из алюминия. Альтернативно тонкослойная структура может состоять из двух поглощающих слоев и расположенного между ними слоя диэлектрика. Вполне возможна конструкция с чередующимися поглощающими слоями и слоями диэлектрика, или только со слоями диэлектрика. При этом для изменения цвета при изменении угла наклона смежные слои должны иметь очень отличающиеся показатели преломления.

Поглощающими слоями обычно являются металлические слои из таких материалов как хром, железо, золото, алюминий и титан. Их толщина предпочтительно составляет от 4 до 20 нм. В качестве поглощающих материалов можно использовать также соединения, например, никель-хром-железо или редкие металлы: ванадий, палладий, молибден. Для этой цели подходят и другие материалы, например никель, кобальт, вольфрам, ниобий, алюминий, такие соединения металлов, как фториды, оксиды, сульфиды, нитриды, карбиды, фосфиды, селениды, силициды и их соединения, а также углерод, германий, металлокерамика, окись железа и т.п. Поглощающие слои могут быть идентичными, иметь разную толщину и/или состоять из различных материалов.

Для диэлектрических слоев в расчет принимаются главным образом прозрачные материалы с низким (1, 7) показателем преломления, например SiO₂, MgF, SiO_x с 12O₃. В общем, рассматривают почти все напыляемые прозрачные соединения, в частности такие материалы с высоким показателем преломления, как ZrO₂, ZnS, TiO₂ и оксиды индия-олова (ITO). Толщина слоя диэлектрика D лежит в диапазоне от 100 до 1000 нм, предпочтительной является толщина от 200 до 500 нм.

Для создания слоев подходят самые различные способы напыления. Первую группу способов составляют способы конденсации из паровой фазы (PVD), включая напыление с лодочки, напыление с помощью нагрева сопротивлением, напыление посредством индукционного нагрева, а также электронно-лучевое напыление, ионное напыление (с использованием постоянного или переменного тока) и дуговое напыление. С другой стороны напыление может осуществляться в виде химического осаждения из паровой фазы (CVD), например, способом распыления в реактивной плазме или другими способами с использованием плазмы. Принципиально существует также возможность нанести слой диэлектрика способом тиснения.

Подделать комбинацию матовых и цветопеременных тонкослойных структур очень трудно, так как технику для производства этих элементов приобрести чрезвычайно сложно. Кроме того, конструкцию матовой и тонкослойной структуры можно точно согласовать друг с другом, что позволяет достичь совершенно новых оптических эффектов.

Ниже на основе чертежей поясняются остальные примеры исполнения, а также преимущества заявленного изобретения. Для обеспечения наглядности масштаб и пропорции на чертежах не соблюдаются.

На чертежах показано следующее.

Фиг.1. Схематичное представление банкноты с вставленной в нее защитной полоской и наклеенным переводным элементом, выполненными в соответствии с одним из примеров реализации изобретения.

Фиг.2. (а) - решетчатое изображение с тремя решетчатыми полями в схематичном представлении; (b) - заполнение решетчатых полей различными влияющими на электромагнитное излучение решетчатыми рельефами.

Фиг.3. (а) и (b) - детальный вид сверху на соответствующее изобретению решетчатое поле с влияющим на электромагнитное излучение рельефом, где параметр «расстояние между линиями решетчатого поля» плавно меняется по поверхности поля.

Фиг.4. (а) и (b) - детальный вид сверху на соответствующее изобретению решетчатое поле с влияющим на электромагнитное излучение рельефом, где параметр "кривизна линий" плавно меняется по поверхности поля.

Фиг.5. (а) и (b) - детальный вид сверху на соответствующее изобретению решетчатое поле с влияющим на электромагнитное излучение рельефом, где параметр "ориентация линий" плавно меняется по поверхности поля.

Фиг.6-8. Детальные виды сверху на соответствующее изобретению решетчатое поле с влияющим на электромагнитное излучение рельефом, где один из характеризующих параметров линий решетчатого рельефа изменяется случайно и скачкообразно.

Фиг.9. Два детальных вида сверху на переход между граничащими друг с другом решетчатыми полями, причем на (а) показан обычный прерывистый переход, а на (b) - плавный переход согласно одному из примеров реализации изобретения.

Фиг.10 Вид сверху на элемент защиты с тонкослойной структурой.

Фиг.11 Элемент защиты с тонкослойной структурой в разрезе.

На Фиг.1 схематически представлена банкнота 10 с двумя элементами защиты согласно изобретению, а именно защитной полоской 12 и наклеенным переводным элементом 16. Защитная полоска 12 выполнена в виде ныряющей полоски. В пределах определенных окошек 14 полоска выходит на поверхность банкноты 10, в промежутках между этими окошками она внедряется внутрь банкноты 10. Оба элемента защиты 12,16 снабжены решетчатыми изображениями раскрытого ниже вида.

Общий вид голографического решетчатого изображения представлен на Фиг.2. В соответствии с Фиг.2(а) голографическое решетчатое изображение 20 состоит из нескольких решетчатых полей 22 с различными влияющими на электромагнитное излучение рельефами. Как схематично показано на Фиг.2(b), влияющие на электромагнитное излучение решетчатые рельефы обычно представляют собой решетку 24 с большим количеством расположенных рядом друг с другом однородных параллельных линий. Для наглядности размеры линий и промежутки между ними значительно увеличены. На самом деле постоянная решетка решетчатого рельефа изображения согласно изобретению обычно лежит примерно в пределах от 0,4 до 2 мкм, поэтому для создания решетчатого поля размером в несколько миллиметров или сантиметров соответственно необходимо большое количество линий.

Линии 24 каждого влияющего на электромагнитное излучение решетчатого рельефа описываются четырьмя характеризующими параметрами: ориентация, кривизна, расстояние между линиями и профиль отдельных линий. На границе 26 между двумя смежными решетчатыми полями обычно присутствует разрыв в отношении, по меньшей мере, одного из названных параметров. Например, линии 24 и 24-1 решетчатых полей 22 и 22-1 являются прямыми с синусоидальным профилем (на Фиг.2(b) профиля не видно), то есть в отношении параметров "кривизна" и "профиль" они друг от друга не отличаются. Напротив, в отношении, как ориентации, так и расстояния между линиями они заметно отличаются друг от друга.

Чтобы пояснить взаимное расположение отдельных линий решетки, на Фиг.3-8 схематично показаны увеличенные участки решетчатого поля. Согласно изобретению такими непрерывными линиями заполнено все решетчатое поле.

На Фиг.3(а) согласно одному из примеров реализации изобретения показан детальный вид сверху на решетчатое поле 30 с влияющим на электромагнитное излучение рельефом. Параметр «расстояние между линиями» 32 плавно меняется по поверхности поля 30. При этом все решетчатое поле 30 имеет такие размеры, чтобы его можно было отдельно различить невооруженным глазом.

Как ясно видно из Фиг.3(а), от нижней стороны изображения к верхней стороне расстояние 34 между отдельными линиями сначала плавно увеличивается, а затем снова плавно уменьшается. Разумеется, показанной на чертеже горизонтальной ориентацией расположение линий 32 не ограничивается, эти линии могут проходить вдоль любого предпочтительного направления.

На Фиг.3(b) показан детальный вид сверху на решетчатое поле 36. Структура линий этого решетчатого поля состоит из двух повернутых относительно друг друга на 90° изображений представленного на Фиг.3(а) вида, влияющих на электромагнитное излучение. Этого можно достичь, например, последовательным экспонированием двух решеток, выполненных в соответствии с Фиг.3(а).

В качестве еще одного примера реализации изобретения на Фиг.4(а) показан детальный вид сверху на решетчатое поле 40 с влияющим на электромагнитное излучение рельефом. Параметр «кривизна» для линий 42 по поверхности поля 40 плавно меняется. Начиная с нижнего края показанного на чертеже участка, кривизна отдельных линий сначала плавно уменьшается, пока в средней части не получится прямая, без кривизны линия. Затем к верхнему краю изображения кривизна плавно увеличивается.

Решетчатое поле 40, как и показанные ниже на Фиг.5-8 поля 50, 60, 70 и 80, выполняют такого размера, чтобы их можно было отдельно рассмотреть невооруженным глазом. Показанная на чертежах предпочтительная ориентация линий также не является ограничением, более того, линии могут располагаться, как угодно.

На Фиг.4(b) показан детальный вид сверху на решетчатое поле 46. Структура линий этого поля состоит из повернутых относительно друг друга на 90° рельефов представленного на Фиг.4(а) вида, влияющих на электромагнитное излучение. Этого можно достичь, например, последовательно экспонируя две решетки, выполненные в соответствии с Фиг.4(а).

В примере, показанном на Фиг.5(а), решетчатое поле 50 содержит влияющий на электромагнитное излучение рельеф. Параметр «ориентация» линий 52 этого рельефа плавно меняется по поверхности поля 50. Начиная от нижнего края представленного участка, ориентация отдельных линий плавно изменяется путем вращения против часовой стрелки. Это вращение может быть продолжено вне представленного участка и/или дополнено вращением по часовой стрелке.

На Фиг.5(b) показан детальный вид сверху на решетчатое поле 56. Структура линий этого поля состоит из повернутых относительно друг друга на 90° рельефов представленного на Фиг.5(а) вида, влияющих на электромагнитное излучение. И в данном случае этого можно достичь, последовательно экспонируя две решетки, выполненные в соответствии с Фиг.5(а).

На Фиг.6(а) показан еще один пример исполнения изобретения. В этом примере решетчатое поле 60 содержит влияющий на электромагнитное излучение рельеф. Как и на Фиг.3(а), параметр "расстояние между линиями" для линий 62 этого рельефа изменяется по поверхности поля 60. Однако в противоположность примеру, показанному на Фиг.3(а), расстояние 64 между отдельными линиями меняется не плавно, а случайно и скачкообразно, как хорошо видно из Фиг.6(а). Случайное изменение продолжается за пределами показанного участка по всей поверхности поля 60.

На Фиг.6(b) показан детальный вид сверху на решетчатое поле 66. Структура линий этого поля состоит из повернутых относительно друг друга на 90° рельефов представленного на Фиг.6(а) вида, влияющих на электромагнитное излучение. Этого можно достичь, последовательно экспонируя две решетки, выполненные в соответствии с Фиг.6(а).

В примере, который показан на Фиг.7(а), решетчатое поле 70 содержит влияющий на электромагнитное излучение рельеф. Параметр "кривизна" линий 72 этого рельефа, как и на Фиг.4(а), непрерывно изменяется по поверхности поля 70. Однако в противоположность примеру, показанному на Фиг.4(а), кривизна отдельных линий меняется не плавно, а случайно и скачкообразно, как хорошо видно из Фиг.7(а). Случайное изменение продолжается за пределами показанного участка по всей поверхности поля 70.

На Фиг.7(b) показано решетчатое поле 76. Структура линий этого решетчатого поля состоит из двух повернутых относительно друг друга на 90° рельефов представленного на Фиг.7(а) вида, влияющих на электромагнитное излучение. Это можно достичь, например, последовательно экспонируя две решетки, выполненные в соответствии с Фиг.7(а).

На Фиг.8(а) в качестве еще одного примера исполнения показано решетчатое поле 80 с влияющим на электромагнитное излучение рельефом. Линии 82 этого рельефа направлены относительно друг друга совершенно случайно, так что параметр "ориентация" меняется на протяжении поверхности поля 80 случайно и скачкообразно. Случайное изменение продолжается за пределами показанного участка по всей поверхности поля 80. Такой влияющий на электромагнитное излучение решетчатый рельеф создает матовую структуру, которую можно распознать, например, в среде с направленным отклонением световых лучей. На Фиг.8(b) также показано решетчатое поле с линиями 84, ориентированными относительно друг друга совершенно случайно. На Фиг.8(а) поверхность решетчатого поля заполнена линиями не так густо, как поверхность того же геометрического размера, изображенная на Фиг.8(b). Это приводит к тому, что поле, изображенное на Фиг.8(а), обладает менее выраженным эффектом матовой структуры, чем поле, показанное на Фиг.8(b). Поэтому поле, изображенное на Фиг.8(а), смотрящему на него человеку кажется более темным, чем поле, представленное на Фиг.8(b).

Если, как это сделано специально в данном конструктивном варианте, удается установить связь яркости поверхности, покрытой влияющими на электромагнитное излучение решетками, с соответствующими геометрическими параметрами, то это позволяет целенаправленно менять относительную яркость соответствующих участков поверхности. Например, изображенная на Фиг.8(а) решетчатая структура в среднем имеет более крупные ячейки, чем структура, показанная на Фиг.8(b).

Наряду с представленными на Фиг.3-8 изменениями параметров "ориентация", "кривизна" и "расстояние между линиями" может изменяться профиль линий. Например, профиль линии по поверхности решетчатого поля может несколько раз плавно меняться: переходить из синусоидальной формы в зубчатую и обратно. Может изменяться также высота и/или симметрия профилей линии. Наряду с плавными изменениями форма профилей линии между соседними линиями может меняться также случайно и скачкообразно.

Также подразумевается, что по поверхности решетчатого поля можно менять несколько характеризующих параметров, а не только один из них. Например, по поверхности решетчатого поля линии могут изменяться одновременно по параметрам "расстояние", "ориентация" и "профиль".

Все указанные решетчатые рельефы, влияющие на электромагнитное поле, можно изготовить посредством электронно-лучевой литографии. Эта технология позволяет выполнять такие решетчатые рельефы, в которых в экстремальном случае каждая отдельная линия решетки может быть однозначно определена указанными характеризующими параметрами.

В то время как Фиг.3-8 представляет заполнение влияющим на электромагнитное излучение рельефом всей площади решетчатых полей, на Фиг.9 показан детальный вид сверху на переход между смежными полями 90 и 92. При этом на Фиг.9(а) показано типичное прохождение линий на границе между двумя полями, полученное при изготовлении решетчатого изображения с помощью непосредственного экспонирования или точечных матриц.

Влияющий на электромагнитное излучение рельеф первого решетчатого поля 90, в общем, отличается одним или несколькими характеризующими параметрами от влияющего на электромагнитное излучение рельефа второго поля 92. В примере, показанном на Фиг.9(а), влияющий на электромагнитное излучение рельеф первого решетчатого поля 90 в отношении параметров "расстояние между линиями" и "ориентация" значительно отличается от влияющего на электромагнитное излучение рельефа второго поля 92. Таким образом, на границе 94 возникает прерывистость, которая при рассматривании изображения искажает его внешний вид.

Для устранения этого недостатка между первым 90 и вторым 92 полем в изобретении предусмотрена переходная зона 96, в которой характеризующие параметры линий первого поля плавно переходят в характеризующие параметры линий второго поля. Такие плавные переходы без прерывания линий решетчатого рельефа можно реализовать сравнительно простым способом с помощью электронно-лучевой литографии.

В отношении протяженности зоны перехода, у конструктора имеются две возможности. Если переход между влияющими на электромагнитное поле рельефами двух решетчатых полей осуществлен на протяжении примерно 100 мкм или менее, то заметить участок перехода невооруженным глазом невозможно. Таким образом, мешающие оптические явления на границе между двумя решетчатыми полями отсутствуют.

С другой стороны, если переход осуществлен на протяжении более 100 мкм, то рассматривающий изображение человек может заметить участок перехода. Это можно использовать для того, чтобы в месте перехода между двумя полями создать оригинальные оптические эффекты.

На Фиг.10 показан элемент 100 защиты с решетчатым изображением 101 согласно изобретению и размещенной на отдельных участках тонкослойной структурой 102. Здесь на прозрачный пленочный материал 103 нанесен лак, в котором в качестве решетчатого изображения была выполнена надпись "PL". Поверх, в виде кругов, напыляют тонкослойную структуру, в данном случае состоящую из поглощающего слоя, слоя диэлектрика и еще одного поглощающего слоя.

На Фиг.11 показан еще один элемент защиты 110. Здесь на пленочную основу 111 нанесен слой лака 112. На участках слоя лака нанесено решетчатое изображение 116. Над изображением находится поглощающий слой 113, а также диэлектрический слой 114 с большим коэффициентом преломления. На диэлектрический слой нанесен отражающий слой 115. Слои тонкослойной структуры нанесены способом вакуумного напыления.

Реферат

Заявленное изобретение относится к решетчатому изображению, состоящему из одного или нескольких полей, каждое из которых содержит влияющий на электромагнитное излучение рельеф, состоящий из большого количества линий. Указанные линии решетчатого поля характеризуются следующими параметрами: ориентация, кривизна, расстояние между линиями и профиль. Отдельно различимое невооруженным глазом решетчатое поле этого изображения содержит влияющий на электромагнитное излучение рельеф из линий, выполненный с меняющимся по поверхности решетчатого поля по меньшей мере одним из характеризующих параметров указанных линий: ориентацией, кривизной, расстоянием между линиями и профилем. Предложенное изобретение повышает степень защиты носителя с данным изображением, за счет создания новых оптических эффектов. 10 н. и 28 з.п. ф-лы, 11 ил.

Формула