Защитный элемент, содержащий структурированную область с переменными оптическими свойствами - RU2527184C2

Чертежи

Показать все 12 чертежа(ей)

Описание

Данное изобретение относится к защитному элементу, содержащему структурированную область с переменными оптическими свойствами, способу изготовления указанного защитного элемента, а также к носителю информации, снабженному указанным защитным элементом.

Для защиты от подделки, в частности, с использованием цветных копировальных устройств и аналогичных множительных средств, носители информации, например банкноты, ценные бумаги, свидетельства, ваучеры, чеки, входные билеты высокого качества, а также другие часто подделываемые документы, например кредитные карты, паспорта и другие удостоверения личности, средства защиты товаров от подделки, например этикетки, клейма и упаковку, снабжают защитными элементами с переменными оптическими свойствами. Защита от подделки основана прежде всего на том, что хотя эффекты изменения оптических свойств четко видны при простом наблюдении невооруженным глазом, их невозможно подделать при помощи известных на сегодняшний день копировальных устройств, поскольку элементы с переменными оптическими свойствами, скопированные такими устройствами, всегда воспроизведены только в одном направления наблюдения.

Из патентного документа WO 97/17211 известен носитель информации, содержащий элемент с переменными оптическими свойствами, состоящий из рельефной структурированной области и покрытия в виде печатного изображения или линейного растра. При этом посредством частичного изменения их структуры рельефную структурированную область или покрытие изменяют таким образом, чтобы добиться либо усиления уже известного эффекта изменения оптических свойств, либо получения по меньшей мере еще одного дополнительного визуального эффекта. Сочетание эффекта изменения оптических свойств, полученного в результате совмещения основы и рельефа, и дополнительного визуального эффекта является видимым, но невоспроизводимым при помощи копировальных устройств. Соответственно, такое сочетание визуальных эффектов можно использовать в качестве информации, позволяющей подтвердить подлинность документа, то есть наличие эффекта или эффектов изменения оптических свойств позволяет установить, что документ не был изготовлен с применением стандартных копировально-множительных средств.

Документ WO 2006/018232 относится к защитному элементу, содержащему структурированную область с переменными оптическими свойствами, снабженную выпуклыми рельефными элементами и совмещенным с выпуклыми рельефными элементами покрытием, причем по меньшей мере некоторые участки указанного покрытия полностью видны при наблюдении под прямым углом и скрыты при наблюдении под острым углом рельефными элементами, выступающими из плоскости защитного элемента. При этом выпуклые рельефные элементы представляют собой нелинейные рельефные элементы, например шаровые сегменты.

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить защитный элемент рассматриваемого типа, позволяющий устранить недостатки существующего уровня техники. В частности, необходимо обеспечить возможность изготовления простым способом защитного элемента с структурированной областью с переменными оптическими свойствами и/или получения в указанном защитном элементе эффекта изменения оптических свойств, предпочтительно в сочетании с изменением цвета. Помимо этого, в соответствии с требованиям, предъявляемыми при печати защищенных ценных бумаг, конструкция указанного защитного элемента должна обеспечивать возможность его высокоскоростного изготовления.

Указанная задача решается созданием защитного элемента, способа его изготовления, а также носителя информации с признаками независимых пунктов формулы изобретения. Варианты осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

Заявляемый защитный элемент указанного типа содержит носитель с противоположными друг другу первой и второй поверхностью и с расположенной на первой поверхности структурированной областью с переменными оптическими свойствами. На структурированной области с переменными оптическими свойствами имеется рельефная структурированная область и покрытие, причем рельефная структурированная область и покрытие совмещены таким образом, что по меньшей мере некоторые участки покрытия полностью видны при наблюдении под прямым углом и скрыты при наблюдении под острым углом. Рельефная структурированная область выполнена в виде углублений на первой поверхности носителя, причем по меньшей мере некоторые участки покрытия размещены в указанных углублениях.

От вышеупомянутого предшествующего уровня техники данное изобретение отличается, в частности, следующим: в то время как в известных технических решениях рельефная структурированная область состоит из рельефных выпуклостей, на боковых сторонах которых имеется покрытие, в данном изобретении использована рельефная область, состоящая из углублений, в частности область, получаемая на первой поверхности при выполнении рельефа на противоположной второй поверхности защитного элемента. В принципе, уже известно, что в результате формирования выпуклостей на верхней стороне носителя информации появляются противоположные по знаку деформации на нижней стороне носителя; в частности, это описано на стр.23 вышеупомянутого документа WO 2006/018232. При этом такая противоположная по знаку деформация нижней стороны носителя информации до сих пор всегда рассматривалась в качестве побочного результата применяемого способа изготовления рельефа, не имеющая отношения к структурированной области с переменными оптическими свойствами, расположенной на соответствующей стороне носителя информации.

В отличие от этого, авторами данного изобретения было обнаружено, что при выполнении рельефа защитного элемента деформацию обратной стороны можно использовать для создания независимой структурированной области с переменными оптическими свойствами без необходимости выполнения дополнительного этапа формирования рельефа. Это позволяет не только эффективно использовать уже имеющуюся на противоположной стороне носителя и предназначенную для выполнения других функций рельефную структурированную область, но и в предпочтительном варианте согласовать структурированные области с переменными оптическими свойствами лицевой и оборотной стороны. При этом формирование выпуклостей на лицевой стороне должно быть выполнено таким образом, чтобы глубина получаемых на оборотной стороне углублений была достаточна для обеспечения требуемого эффекта изменения оптических свойств. Кроме того, авторы изобретения обнаружили, что в альтернативном варианте непосредственное формирование рельефных структурированных областей противоположного знака, невозможное с помощью обычных печатных пластин, можно выполнить с помощью специальных печатных пластин, изготовленных посредством современной технологии лазерной гравировки.

В предпочтительном варианте осуществления углубления по меньшей мере частично выполнены в виде линий, предпочтительно расположенных в форме линейного растра. При этом, согласно стандартному математическому определению, термин "линия" или "в форме линии" соответствует соединению двух точек. Данное определение относится не только к прямолинейным, но и криволинейным или дугообразным соединениям двух точек. Кроме того, особо предпочтительны углубления, выполненные в виде линий полукруглого, треугольного, синусоидального или трапециевидного сечения, как описано в документе WO 97/17211 в отношении сечений выпуклостей.

В другом предпочтительном варианте осуществления углубления по меньшей мере частично выполнены в не виде линий, но в виде, в частности, шаровых сегментов, тетраэдров, усеченных пирамид, усеченных конусов, сегментов цилиндра, торов, овалов, каплей или пирамид.

Углубления преимущественно расположены в форме растра, предпочтительно растра с постоянной пространственной частотой. При этом углубления образуют так называемые "растровые точки" растра. Разумеется, что термин "растровая точка" следует понимать как обычный полиграфический термин, отличающийся от определения математической точки. Допустимо использование, в том числе, растров с постоянным периодом (постоянный размер точки, постоянный шаг), амплитудно-модулированных растров (переменный размер точки, постоянный шаг), частотно-модулированных растров (постоянный размер точки, переменный шаг) и непериодических растров высшего порядка. Помимо двухмерных растров возможно использовать одномерные (линейные) растры, в частности, при выполнении углублений в виде линий. В этом случае "растровые точки" будут образованы линейными углублениями.

В данном изобретении предусмотрено, что глубина углублений относительно нерельефной окружающей поверхности составляет, в частности, от 10 до 250 мкм, предпочтительно от 30 до 120 мкм, особо предпочтительно от 35 до 80 мкм. Кроме того, углубления могут соединяться с окружающей гравировкой. Глубина линейных углублений обычно составляет от 40 до 60% ширины углублений, при этом глубина нелинейных углублений составляет от 40 до 60% минимального латерального размера углублений.

В предпочтительном варианте осуществления покрытие образовано по существу линейными основными элементами, предпочтительно расположенными в форме линейного растра. При этом в усовершенствованном варианте осуществления покрытие представляет собой сплошную линейную многоцветную растровую систему, содержащую информацию. Можно представить информацию, в частности, позитивным и/или негативным изображением в виде по меньшей мере одной модуляции линий растровой структуры. Преимущество такой структурированной области с переменными оптическими свойствами состоит в том, что содержащаяся в покрытии информация отвлекает от неточностей приводки покрытия. Даже при наличии неточностей приводки в пределах покрытия, из-за которых покрытие выглядит пятнистым и полосчатым, в большинстве случаев наблюдатель будет обращать внимание на содержащуюся в покрытии информацию, таким образом в меньшей степени будет заметна неоднородность цвета.

В рамках данного описания под модуляцией линии понимается изменение внешнего вида линии, в частности по форме, цвету и/или направлению. В частности, негативному изображению соответствует уменьшение толщины линии, позитивному изображению - увеличение толщины линии. При этом на определенных участках некоторые линии растровой структуры смодулированы таким образом, чтобы наблюдатель видел графическое или буквенно-цифровое изображение. В альтернативном или дополнительном варианте линии можно выполнить прерывистыми или расположенными под углом, образованными последовательностями коротких промежутков и точек, прямоугольников, символов или других геометрических или буквенно-цифровых форм, или продолженными со смещением. Кроме того, линии могут существенно отличаться по цвету или насыщенности, то есть по толщине слоя нанесенной краски. При этом, можно комбинировать несколько модуляций, например нанести пунктир другого цвета или прервать линию и частично заполнить образовавшийся промежуток последовательностью из печатных знаков, цифр и точек.

В другом предпочтительном варианте осуществления покрытие образовано по существу нелинейными основными элементами, при этом предпочтительно, чтобы размер нелинейного основного элемента в одном направлении не более чем в четыре раза, в частности более чем в два раза, превышал размер в любом другом направлении. Дело в том, что было обнаружено, что для структурированных областей с переменными оптическими свойствами особенно заметного кипп-эффекта и одновременно большей свободы выбора покрытия можно достичь, если использовать нелинейные основные элементы, по форме контура близкие к кругу, треугольнику или квадрату. Размер таких элементов в одном направлении не превышает их размера в любом другом направлении, например, более чем в два раза.

Нелинейные основные элементы предпочтительно имеют по контуру форму круга, овала, многоугольника или форму символа, геометрического узора или буквенно-цифрового знака.

Нелинейные основные элементы предпочтительно расположены в форме одномерного или двухмерного растра, преимущественно растра с постоянной пространственной частотой. Если в форме растра расположены и углубления и нелинейные основные элементы, пространственные частоты обоих растров могут быть одинаковыми или немного отличаться для получения биения частот или эффекта муара. Независимый выбор пространственных частот растра углублений и растра основных элементов позволяет получать впечатляющие визуальные эффекты, при которых требуемая информация видна, например, только под определенным углом наблюдения структурированной области с переменными оптическими свойствами или при определенном угле падения света.

Пространственная частота растров в одном измерении обычно составляет от 10 до 100 линий/см, предпочтительно от 15 до 50 линий/см, особенно предпочтительно от 20 до 40 линий/см. Пространственные частоты двухмерных растров могут различаться по двум измерениям или быть одинаковыми.

Во всех вариантах осуществления размер нелинейных основных элементов предпочтительно составляет от 10 до 500 мкм, в частности от 20 до 250 мкм.

В одном из вариантов осуществления углубления на первой поверхности выполнены путем тиснения первой поверхности носителя. При этом рельефную структурированную область первой поверхности можно получить блинтовым или красочным тиснением. В альтернативном варианте углубления первой поверхности могут быть получены посредством формирования выпуклостей на второй поверхности носителя, причем, как более подробно пояснено ниже, формирование выпуклостей на второй поверхности можно выполнить путем блинтового или красочного тиснения.

Предпочтительно разместить нелинейные основные элементы по меньшей мере частично на боковых сторонах углублений таким образом, чтобы в каждом случае углубление и размещенные на его боковых сторонах основные элементы совместно образовывали один структурный элемент, который, будучи минимальной частью, образует наименьшую единицу данных растрового изображения, создаваемого структурой с переменными оптическими свойствами. В предпочтительном варианте осуществления структурированная область с переменными оптическими свойствами содержит множество структурных элементов, создающих при наблюдении под прямым углом многоцветный орнаментальный мотив, зрительное впечатление от которого меняется в зависимости от угла наблюдения. В частности, структурные элементы могут соответствовать точкам изображения многоцветного орнаментального мотива, для которых заданы определенные цветовые компоненты системы цветоделения. При этом основные элементы снабжены цветными поверхностями в цветах системы цветоделения, причем размер цветных поверхностей основных элементов согласован с соответствующим цветовым компонентом точек изображения. При наклоне защитного элемента вследствие лишь частичной видимости основных элементов характерным образом меняется цветовое впечатление от многоцветного орнаментального мотива. Как пояснено ниже на примерах осуществления, наклон защитного элемента может приводить, например, к разделению орнаментального мотива на цветовые компоненты или цвета, или увеличению или изменению формы узора.

Доля площади, занимаемая основными элементами на поверхности углублений, составляет обычно от 3 до 100%, при этом высокие степени заполнения используют прежде всего для многокрасочных структурных элементов. Для получения более высокой степени наложения цветов цветные участки могут перекрывать друг друга. Для изготовления основных элементов применяют как правило от одной до четырех красок. Последующее наложение краски можно осуществить, например, используя трафаретную печать. Каждую видимую невооруженным глазом краску можно дополнить машинно-считываемыми метками, например: магнитными метками; метками, поглощающими инфракрасные лучи или прозрачными для инфракрасных лучей; фосфоресцирующими, флуоресцирующими или другими люминесцирующими метками. Тем самым обеспечена возможность сочетать при установлении подлинности визуальную проверку невооруженным глазом с машинной проверкой.

В предпочтительном варианте осуществления структурированная область с переменными оптическими свойствами содержит дополнительную информацию, обусловленную вариативностью покрытия и/или рельефной области. Например, дополнительную информацию может обуславливать вариативность формы, размеров или высоты рельефных элементов, в частности нелинейных рельефных элементов. При этом допустима и вариативность расположения рельефных элементов, в частности нелинейных рельефных элементов, например, на некоторых участках может присутствовать смещение или изменение линиатуры растра, или пропуск отдельных или нескольких рельефных элементов.

Вариативность покрытия на участке дополнительной информации можно обеспечить, например, за счет вариативности формы или цвета покрытия. Разумеется, что при этом допустима и вариативность расположения покрытия, например смещение, изменение линиатуры растра, зеркальное расположение или пропуск отдельных или нескольких основных элементов.

Рельефную структурированную область можно дополнительно разделить на участки, содержащие различные части рельефной структурированной области. Предпочтительно по меньшей мере в двух смежных участках расположить указанные части рельефной структурированной области со смещением на долю линиатуры растра, в частности примерно на треть линиатуры. При этом для лучшей различимости некоторые из частей рельефной структурированной области можно выполнить с нерельефным краевым контуром.

За более подробным описанием указанного матричного расположения частей рельефной структурированной области и создания дополнительной информации в зоне рельефной структурированной области или покрытия можно обратиться непосредственно к патентным документам WO 97/17211 и WO 02/20280 A1.

Дополнительно изобретение относится к носителю информации, содержащему защитный элемент вышеописанного типа. При этом носитель информации представляет собой, в частности, ценный документ, например банкноту, чек, акцию, свидетельство, входной билет, проездной билет, удостоверение личности, кредитную карту, чековую книжку или аналогичный документ. Заявляемую структурированную область с переменными оптическими свойствами в пределах носителя информации можно комбинировать с любым другим защитным признаком. Так, например, заявляемую структурированную область с переменными оптическими свойствами можно нанести на защитную нить, использовать совместно с голограммой или другими дифракционными элементами, или разместить рядом или внахлест с другими структурированными областями с переменными оптическими свойствами.

Дополнительно изобретение относится к способу изготовления защитного элемента, предусматривающему следующие этапы:

обеспечивают наличие носителя с противоположными друг другу первой и второй поверхностями;

создают на первой поверхности структурированную область с переменными оптическими свойствами, содержащую рельефную структурированную область и покрытие, причем рельефную структурированную область выполняют в виде углублений на первой поверхности носителя;

размещают в углублениях по меньшей мере некоторые участки покрытия;

совмещают рельефную структурированную область и покрытие таким образом, что по меньшей мере некоторые участки покрытия полностью видны при наблюдении под прямым углом и скрыты при наблюдении под острым углом.

Согласно изобретению покрытие на носителе предпочтительно выполняют печатным способом, в частности путем плоской печати, например офсетной, путем высокой печати, например типографской или флексографической печати, путем трафаретной печати, путем глубокой печати, например растровой глубокой печати или металлографской печати, или путем термографической печати, например с использованием термопереноса. Для цветной печати с гравюры (металлографская печать) предпочтительно использовать краски с высокими лессировочными свойствами.

Согласно одному из вариантов осуществления углубления первой поверхности выполняют путем тиснения первой поверхности носителя. При этом рельефную структурированную область первой поверхности можно изготовить путем блинтового или красочного тиснения. В альтернативном варианте углубления на первой поверхности можно получить посредством формирования выпуклостей на второй поверхности носителя, причем и в этом случае формирование выпуклостей на второй поверхности можно выполнить путем блинтового или красочного тиснения. В частности, выпуклости на второй поверхности можно сформировать путем металлографской печати.

Блинтовое тиснение выполняют печатанием с применением стальной формы для глубокой печати. В процессе печати носитель, как правило бумажную основу, вдавливают в углубления на участках блинтового тиснения, подвергая тем самым указанную основу необратимой деформации. Участки печатной формы, предназначенные для выполнения блинтового тиснения, в отличие от участков для нанесения печатного изображения, не заполнены краской, соответственно на указанных участках материал основы только подвергают необратимой деформации, то есть тиснению. Благодаря светотеневым эффектам, при наблюдении блинтового тиснения возникают особые трехмерные визуальные впечатления. Кроме того, блинтовое тиснение соответствующего размера можно без труда обнаружить тактильно, что позволяет использовать участки с блинтовым тиснением в качестве дополнительного защитного признака.

Когда вместо блинтового тиснения применяют красочное тиснение, эффект изменения оптических свойств защитного элемента сохраняется. В этом случае по меньшей мере на некоторых участках структурированной области с переменными оптическими свойствами имеется второе покрытие. Это обеспечивает преимущество, заключающееся в стабилизации рельефной структурированной области без дополнительного процесса печати, а также в возможности интеграции защитного элемента в рисунок, полученный при металлографской печати, и таким образом в цветовое и предметное оформление окружающего орнамента.

В основном рельефную структурированную область изготавливают при помощи инструмента для тиснения, например, формной пластины для металлографской печати, штампа для тиснения или печатной пластины. При этом на поверхности инструмента для тиснения имеются углубления, нанесенные с помощью механической гравировки, лазерной абляции, гравировки, например алмазным острием и/или травления поверхности инструмента для тиснения. Тиснение можно также выполнить термическим способом. При этом пластиковую основу подвергают термической деформации под действием тепла с возможностью получения более мелкого рельефа по сравнению с бумажной основой. Этот способ применяют, в частности, при изготовлении пластиковых банкнот или платежных карт, дебетовых карт, кредитных карт, SIM-карт, карт постоянного покупателя и других аналогичных документов.

В целом стоит отметить, что в качестве материала основы для защитного элемента можно рассмотреть применение любого вида бумаги, в частности хлопковой бумаги. Разумеется, что также можно использовать бумагу с массовым процентным содержанием x полимерных материалов 0

Кроме того, в принципе материал основы может представлять собой пластиковую пленку, например полиэфирную пленку или пленку из ПЭТ (полиэтилентерефталата), ПБТ (полибутилентерефталата), ПЭН (полиэтиленнафталата), ПП (полипропилена), ПА (полиамида), ПЭ (полиэтилена). При этом пленку можно растянуть в одном или двух направлениях. Помимо прочего, растягивание пленки приводит к приобретению пленкой поляризующих свойств, которые можно использовать в качестве дополнительного защитного признака.

Кроме того, в некоторых случаях целесообразно использовать в качестве материала основы многослойный составной материал, содержащий по меньшей мере один слой бумаги или аналогичного бумаге материала, например двухслойный материал из бумаги и пленки. Такой составной материал обладает чрезвычайно высокой стойкостью, что является важным преимуществом, обеспечивающим долговечность основы или носителя информации.

В особо предпочтительном варианте осуществления используемый в качестве основы составной материал из бумаги и пленки содержит внутреннюю бумагу-основу и два наружных слоя пленки, как более подробно описано в патентном документе EP 1545902 B1, включенном в описание заявляемого изобретения в степени, позволяющей раскрыть указанный тип составного материала. Предпочтительно также и обратное строение составного материала из бумаги и пленки, при котором на расположенной внутри пленке размещены два наружных слоя бумаги.

При этом в качестве материала основы вполне допустимо использовать также многослойный композитный материал, не содержащий бумаги, в частности составной материал, состоящий из нескольких разных пленок (композитный состав), что особенно предпочтительно прежде всего при изготовлении удостоверений личности и кредитных карт. Описанные выше материалы, в частности пленок, составных материалов из бумаги и пленки, могут быть изготовлены из названных выше пластиков. Такие составные материалы обладают очень высокой стойкостью, что обеспечивает весьма важное преимущество при использовании в определенных климатических зонах Земли.

Все материалы, используемые в качестве материала основы, могут иметь добавки, выполняющие функцию признаков подлинности. В первую очередь здесь следует упомянуть по существу прозрачные в видимом диапазоне волн люминесцирующие вещества, которые под воздействием соответствующих вспомогательных средств излучения в невидимом диапазоне, например источника ультрафиолетового или инфракрасного излучения, имеют видимую люминесценцию или по меньшей мере люминесценцию, обнаруживаемую вспомогательными средствами. Целесообразно использовать и другие защитные признаки при условии, что они либо совсем не затрудняют, либо по меньшей мере незначительно затрудняют наблюдение заявляемого защитного элемента,

В целом в отношении терминологии следует отметить, что выпуклостям на второй поверхности (во многих случаях лицевая сторона носителя информации) соответствуют углубления на первой поверхности носителя (соответственно, оборотная сторона носителя информации).

Технологические операции по созданию рельефа и печати с получением структурированной области с переменными оптическими свойствами могут осуществляться в любой последовательности. Например, носитель можно сначала снабдить покрытием, затем сформировать рельеф носителя, или наоборот, сначала сформировать рельеф носителя, а затем нанести на носитель покрытие. При этом формирование рельефа и нанесение покрытия можно выполнять также и на одном этапе изготовления.

Ниже на основе чертежей пояснены остальные примеры осуществления и преимущества изобретения. Для лучшей наглядности на чертежах не соблюдены масштаб и пропорции. Различные варианты осуществления не ограничены использованием в конкретной описанной форме и могут быть использованы в различных сочетаниях друг с другом.

На чертежах изображено следующее:

фиг.1 - схематичное изображение банкноты с заявляемым защитным элементом;

фиг.2 - схематичное изображение разреза по линии II-II с фиг.1;

фиг.3 - штамп для тиснения, позволяющий выполнять углубления в изображенной на фиг.2 структурированной области с переменными оптическими свойствами;

фиг.4 - вид сверху только изображенной на фиг.2 рельефной структурированной области с переменными оптическими свойствами;

фиг.5 - вид сверху только покрытия изображенной на фиг.2 структурированной области с переменными оптическими свойствами;

фиг.6 - изображение совмещения рельефной структурированной области с фиг.4 с покрытием с фиг.5;

фиг.7 - вид сверху только покрытия структурированной области с переменными оптическими свойствами в соответствии с дополнительным вариантом осуществления;

фиг.8 - изображение совмещения рельефной структурированной области с фиг.4 с покрытием с фиг.7;

фиг.9 - изображение структурированной области с переменными оптическими свойствами, содержащей модуляцию линий покрытия в соответствии с дополнительным вариантом осуществления;

фиг.10 - изображение поперечного разреза структурированной области с переменными оптическими свойствами по линии X-X с фиг.9;

фиг.11 и 12 - схематичные изображения поперечных разрезов банкнот, изготовленных в соответствии с дополнительными вариантами осуществления.

Изобретение поясняется на примере банкноты, для чего на фиг.1 изображена банкнота 10, в области печатного изображения которой расположен заявляемый защитный элемент 12. Защитный элемент 12 содержит структурированную область 16 с переменными оптическими свойствами, которая в зависимости от угла наблюдения позволяет видеть различную информацию, то есть данная область обеспечивает кипп-эффект.

Благодаря тому, что кипп-эффект хорошо виден и легко распознается наблюдателем, защитные элементы указанного типа часто применяют в банкнотах и других ценных документах, при этом, поскольку видимое наблюдателю изображение зависит от угла наблюдения, указанный эффект невозможно воспроизвести с помощью современных множительных устройств, способных копировать элементы с переменными оптическими свойствами с воспроизведением только одного направления наблюдения.

Строение структурированной области 16 с переменными оптическими свойствами согласно первому варианту осуществления можно более подробно рассмотреть на фиг.2-6, при этом фиг.2 представляет собой схематичный вид в разрезе по линии II-II с фиг.1; фиг.4 представляет собой вид сверху только рельефной структурированной области 20 структурированной области 16 с переменными оптическими свойствами;

фиг.5 представляет собой вид сверху только покрытия 24 структурированной области 16 с переменными оптическими свойствами; и фиг.6 изображает совмещение рельефной структурированной области 20 с фиг.4 с покрытием 24 с фиг.5.

На фиг.2 показано, что на первой поверхности 18 основы 14 банкноты 10 выполнена рельефная структурированная область 20, состоящая из множества углублений 22 в виде шаровых сегментов глубиной от 35 до 80 мкм. Углубления 22 можно выполнить, например, при помощи показанного на фиг.3 штампа 130 для тиснения, снабженного выпуклостями 132 в виде шаровых сегментов, соответствующих углублениям 22. Поскольку изготовление таких выпуклых шаровых сегментов на штампах посредством фрезерного инструмента довольно трудоемко, их можно получить с помощью лазерной гравировки.

Кроме того, на структурированной области 16 с переменными оптическими свойствами имеется покрытие 24, образованное множеством нелинейных основных узорных элементов 26, 28. В каждом случае основные узорные элементы 26, 28 расположены на боковых сторонах углублений 22 так, чтобы в зависимости от направления наблюдения менялся зрительный образ, создаваемый структурированной областью с переменными оптическими свойствами. При наблюдении под прямым углом 30 покрытие 24 видно полностью. При наблюдении с направления 32 расположенные на боковых сторонах углублений 22 основные узорные элементы 26 скрыты перегородками между углублениями 22, поэтому они по большей части не видны наблюдателю. Соответственно, при наблюдении в противоположном направлении 34 скрыты и по большей части не видны наблюдателю основные узорные элементы 28.

На фиг.4 и 5 представлены виды сверху соответственно только рельефной структурированной области 20 и только покрытия 24, при этом обозначенный штриховыми линиями растр 40 с квадратными ячейками изображен исключительно для лучшей наглядности. Углубления 22 и основные узорные элементы 26, 28 расположены в растре с постоянной пространственной частотой, при этом горизонтальная и вертикальная линиатура растра определена в общем соответственно значениями x и y. В данном примере оба растра представляют собой одинаковый растр с квадратными ячейками и линиатурой x=y.

Как показано на фиг.5, пространственная частота основных элементов 26, 28 задана относительно условной точки 46, расположенной в центре каждой квадратной ячейки растра. Сами основные узорные элементы 26, 28 могут иметь различные местоположения в пределах квадратных ячеек растра, обеспечивающие их расположение на разных боковых сторонах углублений 22 и видимость с разных направлений 32, 34 наблюдения.

Как показано на фиг.6, при совмещении покрытия с фиг.5 с рельефной структурированной областью с фиг.4 каждое углубление 22 вместе с размещенными на его боковых сторонах основными узорными элементами 26 или 28 образует соответственно структурный элемент 42 или 44, причем структурные элементы 42, 44, будучи минимальными частями, образуют наименьшие единицы данных растрового изображения, создаваемого в целом структурированной областью 16 с переменными оптическими свойствами.

Как показано непосредственно на фиг.6, при размещении внутри квадратных ячеек растра основные узорные элементы 26 и 28 расположены на противоположных сторонах углублений 22. Разрез с фиг.2 выполнен по верхнему ряду с фиг.6.

При наблюдении структурированной области 16 с переменными оптическими свойствами под прямым углом 30 видны как основные узорные элементы 26, так и основные узорные элементы 28, следовательно видно все покрытие 24. При наблюдении под острым углом 32 видны только основные узорные элементы 28; при наблюдении под острым углом 34 видны только основные узорные элементы 26. Таким образом, в зависимости от наклона банкноты 10 вдоль направлений 32, 30, 34 меняется доля видимых основных узорных элементов 26, 28 и, следовательно, визуальное впечатление, создаваемое структурированной областью 16 с переменными оптическими свойствами. Например, все основные элементы 26 или, соответственно, все основные элементы 28 могут создавать часть общего изображения. В этом случае при наблюдении под прямым углом будет видно общее изображение, а при наблюдении под острым углом будет видна только одна из частей общего изображения.

Разумеется, что на боковых сторонах углублений 22 можно разместить более двух различных основных узорных элементов, и подбором формы, цвета и расположения основных узорных элементов добиться необходимого визуального впечатления, создаваемого структурированной областью 16 с переменными оптическими свойствами при наблюдении под прямым и под острым углом.

Пространственная частота растров рельефной структурированной области и покрытия обычно составляет от 10 до 100 линий/см, например 25 линий/см, то есть линиатура растра x или y составляет от 0,1 мм до 1 мм, например 0,4 мм. Пространственные частоты растра рельефной структурированной области и растра покрытия могут быть одинаковыми, как показано в примерном варианте с фиг.4-6, или немного отличаться для получения биения частот или эффекта муара. При этом другими вариантами осуществления предусмотрена возможность выбора полностью независимых друг от друга пространственных частот растра рельефной структурированной области и растра покрытия, что позволяет получать выигрышные визуальные эффекты, при которых заданная информация видна, например только под определенным углом наблюдения защитного элемента или при определенном угле падения на него света.

В рассматриваемом примерном варианте осуществления покрытие 24 состоит из нелинейных основных элементов 26, 28, размер каждого из которых в одном направлении не более чем в четыре раза превышает размер в любом другом направлении. В частности, нелинейные основные элементы имеют по контуру форму круга, овала, многоугольника или форму символа, геометрического узора или буквенно-цифрового знака; при этом типичный размер основных элементов составляет от 10 до 500 мкм.

В дополнительном варианте осуществления с фиг.7-8 структурированная область 60 с переменными оптическими свойствами содержит множество структурных элементов 62, которые при наблюдении под прямым углом создают многоцветный орнаментальный мотив, разделяющийся при наклоне защитного элемента, в зависимости от направления наклона, на отдельные цветовые компоненты системы цветоделения, например на голубой, пурпурный и желтый компоненты или сочетание указанных компонентов. Разумеется, что допустимо использование цветовых компонентов и других известных систем цветоделения.

Для получения указанного оптического эффекта заданное многоцветное изображение разделено на отдельные наименьшие единицы, причем каждой наименьшей единице изображения назначен компонент голубого, пурпурного и желтого цвета. Таким образом, покрытие структурированной области 60 с переменными оптическими свойствами выполнено в виде растрового покрытия 50 с квадратными ячейками, каждая из наименьших единиц 52 которого соответствует наименьшей единице заданного изображения. Как показано на фиг.7, на примере некоторых наименьших единиц 52, в каждой такой наименьшей единице 52 созданы основные узорные элементы 54-г, 54-п и 54-ж, размер которых соответствует голубому (г), пурпурному (п) и желтому (ж) компоненту основного цвета, назначенному наименьшей единице заданного изображения.

При совмещении растрового покрытия 50 с фиг.7 с растром рельефной структурированной области показанного на фиг.4 типа будет получена представленная на фиг.8 структурированная область 60 с переменными оптическими свойствами, в которой каждый структурный элемент 62, содержащий углубление 22 и три основных узорных элемента 54-г, 54-п и 54-ж, образует наименьшую единицу создаваемого многоцветного орнаментального мотива.

При наблюдении под прямым углом в углублениях 22 видны все три основных узорных элемента 54-г, 54-п и 54-ж, так что в заданном цветном изображении различимы все его цветовые компоненты. При наблюдении под наклоном, в зависимости от направления и степени наклона структурированной области 60 с переменными оптическими свойствами, в углублениях будут видны только один или два основных узорных элемента таким образом, что наблюдатель увидит заданное цветное изображение с разложением на цветовые каналы. Например, при наблюдении под острым углом с направления 64 с фиг.8 будут видны только основные узорные элементы 54-г, то есть будет различим только голубой цветовой компонент цветного изображения. И наоборот, при наблюдении с противоположного направления 66 основные узорные элементы 54-г будут скрыты и видны только основные узорные элементы 54-п и 54-ж, то есть будет различим только красный цветовой компонент цветного изображения. Соответствующее цветоделение будет происходить и при других направлениях наклона.

Таким образом, в совокупности углубления 22 рельефной структурированной области 20 и образованное основными узорными элементами 54-г, 54-п и 54-ж покрытие 50 взаимодействуют с получением видимого при наблюдении под прямым углом полного цветного изображения, при этом под острым углом вследствие того, что часть основных элементов скрыта, будет наблюдаться разделение цветовых компонентов.

Данное изобретение не ограничивается структурированными областями с переменными оптическими свойствами, содержащими нелинейные углубления и нелинейные основные узорные элементы. На фиг.9 и 10 показан еще один примерный вариант осуществления, согласно которому защитный элемент снабжен структурированной областью с переменными оптическими свойствами, содержащей покрытие 70 и рельефную структурированную область 80. На покрытии 70 имеется чередующаяся последовательность трех линий 72-г, 72-ж, 72-п соответственно голубого (г), желтого (ж) и пурпурного (п) цвета. Некоторые желтые линии 72-ж содержат модулированный участок 74, представляющий собой, в частности, изменение ширины линии или прерывание линии. Модулированные участки 74 образуют контур, который при наблюдении с расстояния примерно 30-50 см обеспечивает получение наблюдателем информации в виде буквенно-цифрового знака, в данном примере в виде буквы "A".

Поскольку линии 72-г, 72-ж, 72-п изображены на фиг.9 нецветными, а черно-белыми, для лучшей различимости линий на изображении они отделены интервалами. Как показано на фиг.10 с разрезом по линии X-X с фиг.9, в практическом осуществлении линии 72-г, 72-ж, 72-п могут быть расположены с непосредственным примыканием друг к другу или через небольшие интервалы, не различимые невооруженным глазом. Таким образом линии 72-г, 72-ж, 72-п представляют собой образующие линейный растр линейные основные элементы покрытия 70.

Структурированная рельефная область 80 состоит из множества линейных углублений 82, выровненных по линиям 72-г, 72-ж, 72-п покрытия 70 и выполненных на глубину от 10 до 250 мкм от поверхности защитного элемента. На линейных углублениях 82 имеются две противоположные друг другу боковые стороны 84 и 86, параллельные линиям 72-г, 72-ж, 72-п. При этом покрытие 70 и рельефная структурированная область 80 совмещены таким образом, что по боковой стороне 84 каждого тисненого элемента 82 проходит часть линии 72-п пурпурного цвета, а по противоположной боковой стороне 86 проходит часть линии 72-г голубого цвета. Посередине, в самом глубоком месте углубления 82 проходит часть линии 72-ж желтого цвета.

При наблюдении под прямым углом 92 все три линии 72-г, 72-ж, 72-п видны и снаружи и внутри углублений 82. Если же наблюдатель смотрит на структурированную область с переменными оптическими свойствами под углом с направления 90, в области углублений 82 видна только боковая сторона 86 и проходящая по ней линия 72-г голубого цвета. При наблюдении структурированной области с переменными оптическими свойствами под углом с противоположного направления 94 в области углублений 82 будет видна только боковая сторона 84 и проходящая по ней линия 72-п пурпурного цвета. Таким образом, при изменении наблюдателем наклона защитного элемента, содержащего структурированную область с переменными оптическими свойствами, с направления 90 на направление 94 в зоне рельефной структурированной области 82 сначала будут видны только боковые стороны голубого цвета, затем все три цвета, затем только боковые стороны пурпурного цвета.

Контур, образованный всеми рельефными элементами 82, обеспечит получение наблюдателем вторичной информации в виде буквенно-цифрового знака, в данном примерном варианте в виде буквы "V".

При этом необходимо еще раз отметить, что изображенные, в частности на фиг.4-10, варианты изобретения предпочтительно могут содержать не описываемую здесь дополнительную информацию, обусловленную вариативностью покрытия, в частности вариативностью формы, цвета или расположения покрытия, и/или вариативностью рельефной структурированной области, в частности вариативностью формы, размеров, высоты или расположения тисненых элементов.

В приведенных выше примерных вариантах осуществления покрытие было совмещено с углублениями рельефной структурированной области, выполненной на первой поверхности защитного элемента посредством подходящего инструмента для тиснения, например штампа 130 с фиг.3, причем тиснение может представлять собой как блинтовое, так и красочное тиснение.

При этом, как описано ниже со ссылкой на фиг.11 и 12, в особо предпочтительном альтернативном варианте углубления первой поверхности получены в результате формирования выпуклостей на второй, противоположной поверхности основы носителя.

На фиг.11 и 12 схематично показан поперечный разрез основы 100 банкноты, содержащей первую поверхность 102, представленную на чертежах как нижняя сторона банкноты, и противоположную ей вторую поверхность 104, представленную на чертежах как верхняя сторона банкноты. На второй поверхности 104 сформировано множество выпуклостей 106, причем указанные выпуклости можно получить как блинтовым, так и красочным тиснением.

Как показано на фиг.12, выпуклости 106 второй поверхности 104 можно, в частности, совместить с имеющимся на второй поверхности 104 покрытием 108 с образованием в результате структурированной области 110 с переменными оптическими свойствами, в которой покрытие 108 и выпуклости 106 взаимодействуют таким образом, что при наблюдении под прямым углом 112 видны по меньшей мере некоторые участки покрытия 108; при этом при наблюдении под острым углом 114 указанные участки будут скрыты, то есть при разных направлениях наблюдения вторая поверхность 104 будет создавать разное зрительное впечатление. Более подробно возможные варианты осуществления и преимуществ такого совмещения покрытия 108 и выпуклостей 106 раскрыты в документе WO 2006/018232, в этой степени включенном в описание заявляемого изобретения.

В описанных в WO 2006/018232 вариантах деформация обратной стороны основы 100, возникающая в результате формировании выпуклостей 106, является лишь побочным следствием применяемого способа изготовления рельефа и хотя, будучи тактильно ощущаемой, указанная деформация может использоваться в качестве дополнительного признака подлинности, она не имеет никакого отношения к структурированной области 106, 108 с переменными оптическими свойствами, расположенной на лицевой стороне.

В отличие от указанного известного технического решения, в описываемом здесь аспекте данного изобретения для получения защитного элемента с переменными оптическими свойствами используют углубления 122, образующиеся в результате формирования выпуклостей 106 на противоположной первой поверхности 102, причем без необходимости отдельной операции по изготовлению рельефа на первой поверхности 102.

Возвращаясь к фиг.11, следует отметить, что, помимо углублений 122, выполненная на первой поверхности 102 структурированная область 120 с переменными оптическими свойствами содержит покрытие, образованное множеством линейных или нелинейных основных узорных элементов 124, размещенных на боковых сторонах углублений 122 и во взаимодействии с углублениями 122 создающих зависящий от угла наблюдения зрительный образ структурированной области 120 с переменными оптическими свойствами. В частности, как уже указано выше, при наблюдении под прямым углом 126 полностью видны по меньшей мере некоторые участки покрытия, которые скрыты при наблюдении под острым углом 128. Конкретные варианты выполнения углублений 122 и основных узорных элементов 124 изображены на соответствующих фиг.2-10.

Для обеспечения в структурированной области 120 с переменными оптическими свойствами, расположенной на первой поверхности 102, возможности возникновения кипп-эффекта с максимально четкой сменой цветов, рельеф второй поверхности 104 согласован с типом и толщиной покрытия. В частности, выпуклости 106 второй поверхности 104 сформированы таким образом, чтобы получить на первой поверхности 102 углубления 122 глубиной от 10 до 250 мкм, предпочтительно от 30 до 120 мкм.

В особо предпочтительном варианте осуществления, схематично показанном на фиг.11, нелинейные выпуклости 106 выполнены блинтовым тиснением в виде шишковидных выпуклостей, при этом основные узорные элементы 124 покрытия первой поверхности 102 создают описанный в связи с фиг.7-8 заданный цветной орнаментальный мотив, который во взаимодействии с соответствующими выпуклостям 106 углублениями 122 обеспечивает получение на обратной стороне банкноты визуального впечатления, зависящего от направления наблюдения.

Как показано на примере варианта осуществления с фиг.12, можно также совместить структурированную область 120 с переменными оптическими свойствами первой поверхности 102 с расположенной на второй поверхности 104 структурированной областью 110 с переменными оптическими свойствами, содержащей выпуклости 106 и покрытие 108. При этом структурированные области 110, 120 с переменными оптическими свойствами лицевой и оборотной стороны могут быть независимы друг от друга, в частности, при использовании непрозрачных основ; или, в частности, при использовании прозрачных основ согласованы друг с другом и, например при наблюдении в проходящем свете обеспечивать возможность просмотра взаимно дополняющей информации.

В этой связи следует отметить, что показанные на фиг.1-12 защитные элементы, в частности с использованием просвечивающей или прозрачной основы, целесообразно размещать также в области сквозного отверстия на носителе информации. Например, заявляемым защитным элементом в виде полоски по существу прозрачной пленки можно закрыть сквозное отверстие в банкноте.

В рамках данного изобретения прозрачным считается материал, полностью пропускающий падающее на него электромагнитное излучение по меньшей мере в видимой области спектра от примерно 380 нм до примерно 780 нм. В рамках данного изобретения соответствующий прозрачному материалу коэффициент светопропускания T=1, при этом T определяется как отношение интенсивности L светового потока, проходящего через материал, к интенсивности L₀ падающего на основу светового потока. Такое точное определение коэффициента светопропускания (T=L/L₀) согласуется с определением, данным в соответствующей словарной статье словаря оптических терминов "Lexikon der Optik" (изд. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2003, том 2, стр.366).

Соответственно, в рамках данного изобретения непрозрачным считается материал с коэффициентом светопропускания T=0, где T равно отношению L/L₀ (см. выше).

В рамках данного изобретения полупрозрачным или просвечивающим материалом считается материал с коэффициентом светопропускания Т больше 0, но меньше 1, то есть 0

Как известно, субъективное восприятие наблюдателем прозрачного, просвечивающего или непрозрачного материала может отчасти не соответствовать приведенным выше точным определениям прозрачного, просвечивающего или непрозрачного материала. Так, при некоторых обстоятельствах наблюдатель может воспринимать материал (защитного элемента) как прозрачный, даже при коэффициенте светопропускания материала (защитного элемента), например, больше 0,8, то есть при отражении, например, менее 20% падающего света.

Реферат

Изобретение относится к защитному элементу, содержащему носитель с противоположными друг другу первой и второй поверхностями, причем на первой поверхности имеется структурированная область с переменными оптическими свойствами, содержащая рельефную структурированную область и покрытие, причем покрытие образовано по существу нелинейными основными элементами. Рельефная структурированная область и покрытие совмещены таким образом, что по меньшей мере некоторые участки покрытия полностью видны при наблюдении под прямым углом и скрыты при наблюдении под острым углом. Рельефная структурированная область выполнена в виде углублений на второй поверхности носителя, и по меньшей мере некоторые участки покрытия размещены в указанных углублениях. Причем нелинейные основные элементы по меньшей мере частично размещены на боковых сторонах углублений, причем в каждом случае углубление и размещенные на его боковых сторонах основные элементы совместно образуют один структурный элемент. Предложенный защитный элемент повышает степень защиты от подделки. 3 н. и 27 з.п. ф-лы, 12 ил.

Формула