EA014322B1 - Защитное устройство - Google Patents

Abstract

Защитное устройство содержит подложку, имеющую прозрачную зону (1), на части которой сформирован по меньшей мере один оптический элемент (2, 3), отклоняющий падающий на него внеосевой световой пучок после его прохождения через указанный элемент от линии, параллельной падающему световому пучку. В результате при наблюдении устройства на просвет с задней подсветкой присутствие оптического элемента неразличимо. Однако при перемещении устройства относительно источника задней подсветки с образованием между линиями от наблюдателя к прозрачной зоне и от прозрачной зоны к источнику задней подсветки тупого угла (α), под которым отклоненный пучок виден наблюдателю, различим контраст между частью прозрачной зоны, включающей оптический элемент, и другой ее частью. Когда же защитное устройство наблюдается в отраженном свете в условиях диффузного освещения, контраст между двумя указанными частями неразличим или отличается от контраста при наблюдении на просвет.

Description

Изобретение относится к защитному устройству и к защищаемому документу, снабженному таким защитным устройством.

Предшествующий уровень техники

Для предотвращения подделок или незаконного изготовления защищаемых документов ранее были предложены различные защитные устройства. Особенно полезным является такое защитное устройство, которое легко верифицируется пользователем, но которое трудно подделать. Примером такого защитного устройства служит чистая (неокрашенная) прозрачная зона в непрозрачной подложке. Использование такой прозрачной зоны предотвращает изготовление простых подделок, связанных с растущей популярностью различных систем формирования изображения, прежде всего цветных фотокопировальных устройств, технический уровень которых постоянно повышается. Кроме того, чистая прозрачная зона соответствует свойству, легко проверяемому обычными пользователями. Однако такая зона в непрозрачной подложке может быть подделана, например, пробивкой в ней отверстия с последующим перекрытием отверстия прозрачной полимерной пленкой.

В известных решениях данная проблема преодолевалась помещением в чистых прозрачных зонах дополнительных оптически изменчивых защитных устройств. Известны, в частности, многие примеры использования в составе банкноты отражательного дифракционного устройства. Например, в И8 6428051 А показано применение дифракционного устройства, скомбинированного с отражающим металлизированным слоем. Однако в таких устройствах изображение является видимым в отраженном свете, так что оно отвлекает взгляд от проверки присутствия чистой прозрачной зоны.

В \νϋ 99/37488 А описано использование в чистой прозрачной зоне дифракционного оптического элемента, так что при прохождении коллимированного пучка света сквозь дифракционный оптический элемент он преобразуется этим элементом за счет дифракции в распознаваемый паттерн. Требование наличия источника коллимированного пучка означает, что данное свойство трудно верифицировать обычным пользователям, так что оно ориентировано скорее на работников банков и предприятий розничной торговли, обладающих соответствующим оборудованием и подготовкой.

Еще один пример известного защитного устройства описан в νθ 01/02192 А. В этом примере в первой и второй зонах прозрачного окна формируются соответственно первая и вторая дифракционные структуры или решетки. Дифракционные структуры служат для дифрагирования света с конкретными длинами волн за пределы поля зрения пользователей с оставлением в этом поле света других выбранных длин волн, которые образуют различимые цвета, создающие в совокупности защитное изображение. В данном устройстве наблюдаемое защитное изображение, сформированное дифрагированным светом, можно видеть при большинстве обычных углов наблюдения при просмотре устройства на просвет.

Сущность изобретения

В соответствии с настоящим изобретением предлагается защитное устройство, содержащее подложку, имеющую прозрачную зону, на части которой сформирован по меньшей мере один оптический элемент. Данный элемент отклоняет падающий на него внеосевой световой пучок после его прохождения через указанный элемент от линии, параллельной падающему световому пучку, таким образом, что при наблюдении устройства на просвет против источника задней подсветки присутствие оптического элемента неразличимо. Однако при перемещении устройства относительно источника задней подсветки с образованием между линиями от наблюдателя к прозрачной зоне и от прозрачной зоны к источнику задней подсветки тупого угла, под которым отклоненный пучок виден наблюдателю, различим контраст между частью прозрачной зоны, включающей оптический элемент, и другой ее частью. Вместе с тем, при наблюдении защитного устройства в отраженном свете в условиях диффузного освещения контраст между двумя указанными частями неразличим или отличается от контраста при наблюдении на просвет.

Изобретение обеспечивает создание в чистой прозрачной зоне защитного устройства, присутствие которого легко верифицировать при наблюдении в проходящем свете. Защитное устройство по изобретению использует один или более оптических элементов, чтобы создать воспринимаемый силуэт непрозрачного изображения в оптически прозрачной зоне, которая в типичном случае встроена в защищаемый документ. Воспринимаемое силуэтное изображение появляется в плоскости прозрачной зоны при наблюдении в определенных условиях. Защитное устройство является оптически изменчивым в том смысле, что при его рассматривании в рассеянном свете или при прямой задней подсветке источником, находящимся на одной линии с наблюдателем и данным устройством, изображение фактически невидимо, т.е. прозрачная зона (окно) кажется прозрачной и однородной. Однако при наблюдении подсвеченной сзади прозрачной зоны в условиях, когда ее положение соответствует определенному интервалу тупых углов между наблюдателем и источником света, появляется воспринимаемое силуэтное изображение. Еще одно важное свойство данного защитного устройства состоит в том, что данное изображение не обнаруживается, когда устройство рассматривается в отраженном свете. То, что устройство не наблюдается в отраженном свете в условиях диффузного освещения, дополнительно повышает качество защиты, так как делает невозможным воспроизведение силуэта изображения с помощью обычных методов печати, которые по своей природе создают изображения, видимые в отраженном свете и на просвет.

- 1 014322

По контрасту с устройством, описанным в νθ 01/02192 А, намеренно создается эффект оптической изменчивости, причем для появления защитного изображения необходимо определенное взаимодействие между пользователем и устройством. Одним из преимуществ защитного устройства по изобретению является то, что способ аутентификации, основанный на простом взаимодействии между пользователем и устройством, делает защитное устройство легко распознаваемым и запоминающимся и тем самым дополнительно затрудняет его подделывание.

Оптический элемент (оптические элементы) может (могут) принимать различные формы. В самых предпочтительных вариантах оптический элемент выполнен, по существу, прозрачным, причем он может содержать дифракционную решетку. Такое выполнение удобно тем, что для максимизации эффекта контраста дифракционные решетки обеспечивают компонент первого порядка дифракции, образующий значительный угол с нулевым порядком. Дифракционная решетка предпочтительно выбирается такой, чтобы середина интервала тупых углов α между наблюдателем и источником света для отклоненного дифрагированного пучка соответствовала менее 180°, но более 90°, предпочтительно находясь в интервале 130-175° и еще более предпочтительно в интервале 150-170°. Угол дифракции будет зависеть от длины волны падающего пучка, поэтому для полихроматического источника света отклоненный пучок будет распределен по интервалу углов так, что отклоненные красные лучи задают один конец интервала тупых углов между наблюдателем и источником света, а отклоненные голубые лучи - другой его конец. Дифракционная решетка предпочтительно выбирается такой, чтобы угловая расходимость отклоняемого светового пучка не превышала 60°, предпочтительно составляя 1-25° и более предпочтительно 5-15°. Чтобы реализовать приведенные условия в отношении дифракции, можно использовать линейную решетку с плотностью штрихов в интервале 200-1500 линий/мм, предпочтительно в интервале 250-1000 линий/мм и более предпочтительно в интервале 300-700 линий/мм.

В другом примере единственный или каждый оптический элемент образован массивом пространственно разделенных призменных элементов.

В этом случае каждый элемент первого массива в типичном варианте будет иметь противолежащие наборы граней, причем грани одного набора являются отражающими в видимом диапазоне, тогда как грани противолежащего набора являются поглощающими в этом диапазоне. В типичном варианте устройство будет дополнительно содержать массив пространственно разделенных призменных элементов с противолежащими непрозрачными гранями.

Наблюдаемый контраст между двумя частями прозрачной зоны может быть реализован различными путями. Можно использовать, например, простые геометрические или графические контуры. Однако в предпочтительных вариантах распознаваемое изображение задается в виде картинок, паттернов, символов, алфавитно-цифровых знаков и их комбинаций. Возможно использование знаков нероманских алфавитов, неограничивающими примерами которых являются китайский, японский, арабский алфавиты, а также санскрит. Должно быть понятно, что форма изображения может задаваться самим оптическим элементом (когда присутствует один такой элемент) или другой частью прозрачной зоны, в типичном случае расположенной между двумя или более оптическими элементами.

В некоторых предпочтительных вариантах защитное устройство дополнительно содержит постоянное изображение, напечатанное на прозрачной зоне или нанесенное на нее металлизацией. Такое изображение может иметь любую форму, однако его типичные варианты соответствуют паттернам, символам и алфавитно-цифровым знакам, а также их комбинациям. Так, постоянное изображение может быть образовано паттернами, содержащими сплошные или дискретные участки, например, образованные линиями, водяными знаками в виде тонких линий, точечными структурами и геометрическими фигурами. Возможно включение знаков из нероманских алфавитов, неограничивающими примерами которых являются китайский, японский, арабский алфавиты, а также санскрит. Излучение, используемое для наблюдения различных знаков, символов и т. д., в типичном случае соответствует видимой области, но может включать и диапазоны вне этой области, т.е. инфракрасный (ИК) или ультрафиолетовый (УФ). Для повышения надежности защиты постоянное изображение может быть связано с распознаваемым изображением, формируемым за счет указанного контраста.

В альтернативном варианте защитное устройство дополнительно содержит основанное на отражении оптически изменчивое средство, такое как голограмма или дифракционная решетка. Подобные средства обычно формируются в виде рельефных структур в подложке, на которую затем наносится отражающее покрытие, чтобы усилить отражение от данного средства. Это средство составляет часть прозрачной зоны; поэтому для обеспечения прозрачности защитного устройства отражающее покрытие формируется из материала, усиливающего отражение, но, по существу, прозрачного. Такие материалы включают слои с высоким показателем преломления, например из Ζηδ. Другие подходящие материалы, усиливающие отражение, описаны в ЕР 201323.

Указанное оптически изменчивое средство оптимизировано для работы на отражение по контрасту с дифракционной решеткой, используемой для формирования оптического элемента и оптимизированной для работы на пропускание. Важным отличием между отражающей и пропускающей дифракционными микроструктурами (например, дифракционными решетками или голограммами) является глубина, на которой обеспечивается оптимальная эффективность дифракции. Для отражающей структуры опти

- 2 014322 мальная глубина тиснения приближенно равняется длине волны, деленной на 3п, где η - показатель преломления. В то же время для пропускающей структуры добавляется множитель (п/(п-1)), так что максимальная эффективность в этом случае соответствует глубинам тиснения, примерно втрое превышающим аналогичный параметр для отражающей структуры. Таким образом, когда дифракционная структура оптимизирована для высокой эффективности на отражение, ее дифракционная эффективность на пропускание неизбежно является низкой.

В типичном варианте единственный или каждый оптический элемент формируется тиснением (чеканкой, выдавливанием и т.д.) в подложке или в слое лака, нанесенного на подложку. Однако изобретение в равной степени применимо и к оптическим элементам, сформированным на прозрачной подложке, например, посредством переноса (перевода) или аналогичной технологии.

В большинстве случаев источник задней подсветки представляет собой источник света, расположенный позади защитного устройства. Однако он может быть образован отражателем, например в виде белой поверхности.

Хотя защитные устройства могут обеспечивать защиту широкого класса изделий, они особенно эффективны для включения в защищаемый документ. В данном случае защитное устройство может быть прикреплено к документу, однако предпочтительно использовать подложку защищаемого документа в качестве подложки защитного устройства.

Применительно к защите документов распознаваемое изображение, образованное за счет контраста, может соотноситься с изображением, расположенным в другой части защищаемого документа.

Перечень фигур чертежей

Далее некоторые примеры защитных устройств и защищаемых документов согласно изобретению будут описаны со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг. 1а,Ь схематично иллюстрируется пример защитного устройства согласно изобретению при его наблюдении в двух различных вариантах; для каждого варианта показаны также наблюдаемые изображения.

Фиг. 2а, Ь аналогичны фиг. 1а, Ь, относятся ко второму варианту изобретения.

На фиг. ЗА и 3В показан защищаемый документ, реализующий первый пример защитного устройства, при его наблюдении в различных условиях.

На фиг. 4-7 представлены другие примеры защищаемых документов.

На фиг. 8-10 представлены примеры защитных устройств, снабженных отражающим дифракционным средством.

На фиг. 11 представлено защитное устройство, снабженное отражающим дифракционным средством и постоянным металлизированным изображением.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

На фиг. 1а, Ь представлен первый пример защитного устройства согласно изобретению, содержащего прозрачную зону 1 подложки, в двух пространственно разделенных частях которой сформированы тиснением оптические элементы 2, 3. Между оптическими элементами 2, 3 находится часть 4, свободная от тиснения, которая в этом варианте формирует изображение, видимое при некоторых условиях.

При прямой задней подсветке устройства, когда источник 6 света (интенсивность которого превышает интенсивность фонового освещения) расположен на одной линии с устройством и наблюдателем, интенсивность света, прошедшего через оба оптических элемента 2, 3 и часть (части) 4 прозрачной зоны, представляется наблюдателю, по существу, постоянной. Поэтому вся прозрачная зона кажется прозрачной и не содержащей никаких деталей (как это показано для результирующего изображения на фиг. 1а).

Когда устройство смещается относительно источника 6 света (см. фиг. 1Ь), так что наблюдатель больше не рассматривает его в направлении на этот источник, реализуется такой интервал углов α наблюдения, при которых оптические элементы 2, 3 отклоняют свет от источника 6 света в направлении наблюдателя. В результате участки, содержащие оптические элементы, представляются ярко освещенными. По контрасту части 4, которые не отклоняют свет, т. е. не изменяют его направления, наблюдатель рассматривает в проходящем сквозь них фоновом освещении и воспринимает их как чистые прозрачные участки. Контраст между отклоненным светом от источника и фоновым освещением создает в широком интервале углов наблюдения впечатление, что в прозрачных частях 4 присутствует какое-то реальное препятствие. В данном примере образуется силуэт в форме традиционной для банкнот удлиненной защитной нити. Препятствие в прозрачной зоне воспринимается как силуэтное изображение, форма которого задается не отклоняющей (не отклоняющими) свет частью (частями) 4 (см. результирующее изображение на фиг. 1Ь). Наблюдатель аутентифицирует данное свойство, поднося банкноту к источнику задней подсветки и перемещая ее из стороны в сторону относительно данного источника. При этом воспринимаемое изображение попеременно появляется и исчезает.

- 3 014322

Оптические элементы 2, 3 должны быть способны эффективно отклонять свет, т.е. направлять его с угловым смещением относительно осевого направления (так что свет не должен падать на защитное устройство перпендикулярно его плоскости). Кроме того, защитное устройство должно обеспечивать (по меньшей мере, частичное) пропускание света, когда источник и наблюдатель находятся на одной прямой. В предпочтительном (а также в других) вариантах оптические элементы являются линейными (т.е. вытянутыми в одном направлении) дифракционными решетками. Если решетки 2, 3 сформированы в прозрачной подложке 1 или перенесены на нее, они будут казаться, по существу, прозрачными при прямом освещении от источника. Однако при их перемещении из стороны в сторону таким образом, что наблюдатель находится на траектории пучка в первом порядке дифракции, свет от источника 6 будет дифрагироваться в сторону наблюдателя под углом, определяемым длиной волны. Такая зависимость от длины волны дополнительно усиливает свойство, описанное со ссылкой на фиг. 1. Действительно, при изменении положения документа силуэт изображения последовательно представляется подсвеченным сзади излучением различных цветов. Из фиг. 1Ь можно видеть, что перемещение устройства соответствует, как это было отмечено выше, изменению угла α наблюдения (задаваемого положением линий от наблюдателя и источника 6 к неотклоняющей части 4 защитного устройства) в интервале тупых углов между 90 и 180°, предпочтительно между 130-175° и особо предпочтительно между 150-170°. При наблюдении в отраженном свете при диффузном освещении свет, отраженный от дифракционных и недифракционных участков, имеет близкую интенсивность. Это обусловлено тем, что, во-первых, дифракционные решетки оптимизированы для проходящего света, так что их эффективность дифракции для отраженного света низка, и, во-вторых, любые ненулевые порядки дифракции при отражении распределены под различными углами и взаимно наложены.

Второй пример защитного устройства согласно изобретению показан на фиг. 2а и Ь. Подложка устройства имеет прозрачную зону, в соответствующих пространственно разделенных частях которой образованы посредством формирования реплик оптические элементы 10, 11, содержащие массивы линейных призм 10А, 11А соответственно. Индивидуальные призмы в этих массивах пространственно разделены, чтобы образовать между ними плоские участки 13.

Каждая из призм 10А, 11А имеет пару противолежащих граней 10В, 10С; 11В, 11С соответственно. Схожие грани 10В, 11В; 10С, 11С попарно взаимно параллельны. На грани 10В и 11В нанесено черное, полностью поглощающее покрытие. Грани 10С и 11С снабжены отражающим покрытием, предпочтительно из металла, например из алюминия.

Неотклоняющая призменная структура 12, содержащая массив призм 12А и расположенная между оптическими элементами 10 и 11, формирует изображение, наблюдаемое при некоторых условиях. Как и в оптических элементах 10 и 11, индивидуальные призмы 12А пространственно разделены для образования между ними плоских участков 13. Каждая призма 12А имеет пару противолежащих граней 12В и 12С. Грани 12В и 12С снабжены черным, полностью поглощающим покрытием.

При наблюдении на отражение защитное устройство будет казаться, по существу, однородным, поскольку свет, падающий на призмы 10А, 11А и 12А, будет либо поглощаться черным покрытием на гранях 12В или 12С, либо отражаться отражающими гранями 10С и 11С соответственно на противолежащие грани 10В и 11В, имеющие черное покрытие. Свет, падающий на участки 13, будет просто проходить сквозь них, образуя фоновое освещение. Значение ширины линейных призм 10А, 11А и 12А и плоских участков 13 выбраны такими, что они не могут разрешаться невооруженным глазом, поэтому при наблюдении на отражение они выглядят однородными. Типичные значения для ширины линейных призм и плоских участков составляют 25-200 мкм, более предпочтительно 50-100 мкм.

При наблюдении на пропускание в условиях прямой задней подсветки защитного устройства, когда наблюдатель и источник 14 задней подсветки находятся на одной прямой (фиг. 2а), оба отклоняющих оптических элемента 10, 11 и неотклоняющий оптический элемент 12 допускают частичное пропускание света через плоские прозрачные участки 13. Индивидуальные призмы 10А, 11А и 12А поглощают свет подобно тому, как это было описано для наблюдения в отраженном свете. Благодаря малым (неразрешаемым глазом) размерам индивидуальных призм 10А, 11А и 12А и плоских участков 13 устройство кажется однородным и полупрозрачным (как это видно из результирующего изображения на фиг. 2а). Когда же устройство рассматривается со смещением относительно источника 14 подсветки, так что наблюдатель больше не смотрит на него по направлению к источнику 14, может быть получен такой угол α, который соответствует направлению отклонения света отражающими гранями 10С и 11С (фиг. 2Ь). В отличие от призм 10А, 11А неотклоняющая призменная структура 12, у которой отсутствуют отражающие поверхности, не направляет свет по другому направлению, так что наблюдатель просто воспринимает фоновую засветку, частично пропускаемую призменной структурой 12. Контраст между отклоняющими и неотклоняющими участками приводит к образованию силуэтного изображения, появляющегося в зоне неотклоняющей структуры 12 (как это иллюстрируется результирующим изображением на фиг. 2Ь). В данном примере силуэт имеет форму традиционной для банкнот удлиненной защитной нити.

- 4 014322

Примеры защищаемых документов, с которыми может использоваться устройство по изобретению, включают банкноты, штампы налогового органа, чеки, почтовые марки, сертификаты подлинности, защитные устройства бренда, поручительства или ваучеры платежей.

Защищаемый документ (или защитное устройство) может иметь подложку, сформированную из любого подходящего материала, включая бумагу и полимер. Методы формирования прозрачных зон в подложках из любого из названных материалов известны из уровня техники. Например, в АО 83/00659 описана полимерная банкнота, использующая прозрачную подложку с покрытиями на обеих ее сторонах. В некоторых локальных зонах данное покрытие не наносится ни на одну из сторон подложки, чтобы образовать прозрачные зоны.

В АО 00/39391 описан способ получения прозрачной зоны на бумажной подложке, по которому в одну из сторон подложки частично запрессована прозрачная водонепроницаемая полоска, полностью открытая с одной стороны бумажной подложки. С другой стороны полоска частично открыта в отверстиях, выполненных на другой стороне подложки. Эти сформированные в бумаге отверстия могут при осуществлении настоящего изобретения использоваться как прозрачная зона.

Другие методы формирования прозрачных зон в бумажных подложках описаны в ЕР 723501 А, ЕР 724519 А и АО 03/054297.

При этом на изображение, образуемое неотклоняющими участками, не накладывается никаких ограничений, так что приводимые далее примеры не должны рассматриваться как ограничивающие.

На фиг. 3 представлен пример защищаемого документа, такого как банкнота 20 с прозрачной зоной 21, образованной в непрозрачной подложке 22. В левой и правой частях прозрачной зоны 21 присутствуют два оптических элемента 23, 24 в форме дифракционных решеток. Они разделены неотклоняющей оптически прозрачной зоной 25. Каждая дифракционная решетка 23, 24 обеспечивает пропускание света напрямую (в нулевом порядке дифракции) и формирует, с хорошим разделением по спектру, области, соответствующие первому порядку дифракции. Эти области соответствуют значительному угловому смещению, благодаря чему создается существенный контраст между освещенностями, создаваемыми рассеянным светом и дифрагированными лучами. Неотклоняющий участок 25 формирует изображение в форме традиционной для банкнот удлиненной защитной нити. При рассматривании на просвет, когда источник света, прозрачная зона 21 и наблюдатель находятся на одной прямой, прозрачная зона 21 представляется однородно прозрачной, т.е. изображение скрыто (фиг. 3а). Когда же подложка 22 смещена относительно источника света, части прозрачной зоны, которые содержат дифракционные оптические элементы 23, 24, представляются ярко освещенными. По контрасту неотклоняющий участок 25, пропускающий рассеянный свет, представляется темным, так что становится различимым силуэт нити (фиг. 3Ь).

Оптические элементы и неотклоняющие участки могут быть расположены так, чтобы появляющееся изображение имело вид традиционной для банкнот ныряющей защитной нити (см. фиг. 4). Альтернативно, вдоль прозрачной зоны можно сформировать серию алфавитно-цифровых изображений, также для создания впечатления присутствия традиционной защитной нити (см. фиг. 5).

В примере, показанном на фиг. 6, прозрачная зона содержит напечатанное изображение в виде набора звездочек. Оно скомбинировано с силуэтным изображением в форме волнистой линии для образования единого многоэлементного изображения. Поднося подложку к источнику задней подсветки и перемещая ее из стороны в сторону, наблюдатель будет наблюдать постоянное (напечатанное) изображение, а также появление и исчезновение второго изображения, образуемого комбинацией постоянного изображения и силуэта. Постоянное изображение может быть напечатано посредством литографии (в том числе с использованием УФ-сушки), глубокой печати, высокой печати, флексографии, растровой, или трафаретной печати. Альтернативно, постоянное изображение может быть получено с использованием процессов металлизации или деметаллизации.

В другом примере силуэтное изображение сочетается с изображением, напечатанным на защищенной подложке. Так, фиг. 7 иллюстрирует вариант, в котором изображение, напечатанное на банкноте, дополняется силуэтным изображением с образованием явной связи между прозрачной зоной и документом, защиту которого она обеспечивает.

В примере, который иллюстрируется фиг. 8Α-8Ό, защитное устройство дополнительно содержит отражающее дифракционное средство. В данном примере оно является голограммой, которая представляется в отраженном свете в виде набора звезд. Устройство, представленное в сечении на фиг. 8А, содержит подложку 31 с прозрачной зоной 30, на которую нанесен слой 32 лака. В соответствующих пространственно разделенных частях этого слоя сформированы тиснением два оптических элемента 33, 34 в форме дифракционных решеток, разделенных свободным от тиснения, не отклоняющим свет прозрачным участком 35. Каждая из дифракционных решеток в составе оптических элементов 33, 34 обеспечивает пропускание света напрямую (в нулевом порядке дифракции) и формирует, с хорошим разделением по спектру, области, соответствующие первому порядку дифракции. Эти области соответствуют значительному угловому смещению, благодаря чему создается существенный контраст между освещенностями, создаваемыми рассеянным светом и дифрагированными лучами. Голографическая структура 36, оптимизированная для работы в отраженном свете, внедрена в слой лака посредством тиснения по обоим

- 5 014322 краям прозрачной зоны. Слой 37 с высоким показателем преломления, например из Ζηδ, нанесен осаждением из паровой фазы поверх слоя лака, покрывая всю прозрачную зону. Альтернативно, слой 37 с высоким показателем преломления мог быть нанесен только поверх оттиснутой голограммы.

Отражающее дифракционное средство оптимизировано для работы в отраженном свете и поэтому имеет низкую эффективность в проходящем свете, т.е. в этом случае оно функционирует как неотклоняющий участок. Когда источник света, прозрачная зона и наблюдатель находятся на одной прямой, участок с оттиснутой голограммой 36, дифракционные оптические элементы 33, 34 и участок 35 без тиснения представляются однородно прозрачными (фиг. 8Ь). Когда же подложка смещена относительно источника света, участки прозрачной зоны, на которых расположены дифракционные оптические элементы 33, 34, представляются ярко освещенными, тогда как по контрасту свободный от тиснения участок 35 и участок с оттиснутой голограммой 36 действуют как неотклоняющие области, пропускающие рассеянный свет. Поэтому они кажутся темными, делая видимым силуэт центральной нити и силуэт, соответствующий контуру голографических изображений (фиг. 8с). Когда подложка рассматривается в отраженном свете, силуэтное изображение, образованное свободным от тиснения участком 35, исчезает, но голографическое изображение становится хорошо заметным благодаря присутствию слоя 37 с высоким показателем преломления, который усиливает отражение. В результате голограмма 36 воспринимается как набор звезд вдоль обоих краев прозрачной зоны (фиг. 86).

Защитное устройство, проиллюстрированное фиг. 8, сочетает преимущество присутствия полностью прозрачной зоны при прямой задней подсветке с дополнительной степенью защиты в виде оптически изменчивого изображения при наблюдении в проходящем или отраженном свете.

На фиг. 9а-6 иллюстрируется еще один пример защитного устройства, аналогичного примеру по фиг. 8. Однако здесь единственный неотклоняющий участок 40 образован сочетанием свободной от тиснения области 41 и оттиснутой голограммы 42. Защитное устройство, показанное в сечении на фиг. 9а, содержит подложку 31 с прозрачной зоной 30, на которую нанесен слой 32 лака. В соответствующих пространственно разделенных частях этого слоя сформированы тиснением два оптических элемента 33, 34 в форме дифракционных решеток, разделенных участком 40, который выполнен, по существу, не отклоняющим проходящий свет. Дифракционные решетки в составе оптических элементов такие же, как в примере по фиг. 8. Неотклоняющий участок 40 образует изображение в форме традиционной для банкнот удлиненной защитной нити. Как и в примере по фиг. 8, голограмма 42 оптимизирована для работы в отраженном свете.

Когда источник света, прозрачная зона и наблюдатель находятся на одной прямой, не отклоняющий свет участок 40 и дифракционные оптические элементы 33, 34 представляются однородно прозрачными (фиг. 9Ь). Когда же подложка смещена относительно источника света, участки прозрачной зоны, на которых расположены дифракционные оптические элементы 33, 34, представляются ярко освещенными, тогда как по контрасту свободный от тиснения участок 40 и участок 41 с оттиснутой голограммой действуют как неотклоняющие области, пропускающие рассеянный свет. Поэтому они кажутся темными, делая видимым силуэт центральной нити (фиг. 9с). Голографическое изображение не проявляется в проходящем свете из-за пренебрежимо малого контраста между свободным от тиснения участком и участком с оттиснутой голограммой. Однако в отраженном свете силуэтное изображение нити исчезает с появлением голограммы, воспринимаемой как линия звезд в центральной части прозрачной зоны (фиг. 96).

На фиг. 10а-6 иллюстрируется следующий пример защитного устройства по изобретению, в котором имеется отражающее дифракционное средство в форме голограммы. Защитное устройство, показанное в сечении на фиг. 10а, содержит подложку 31 с прозрачной зоной 30, на которую нанесен слой 32 лака. В соответствующих пространственно разделенных частях этого слоя сформированы тиснением два оптических элемента 33, 34 в форме дифракционных решеток, разделенных свободным от тиснения неотклоняющим оптически прозрачным участком 40. Дифракционные решетки в составе оптических элементов такие же, как в примере по фиг. 8. Неотклоняющий участок 40 образует изображение в форме традиционной для банкнот удлиненной защитной нити. Второй слой 50 лака для тиснения нанесен на противоположную сторону прозрачной подложки 31, и в этом слое тиснением сформирована голографическая структура 51, оптимизированная для работы в отраженном свете и покрывающая большую часть прозрачной зоны. Слой 37 с высоким показателем преломления, например из Ζηδ, нанесен осаждением из паровой фазы поверх второго слоя лака, покрывая всю прозрачную зону.

При наблюдении в проходящем свете и расположении наблюдателя с любой стороны устройства оно будет функционировать аналогично тому, как было описано со ссылкой на фиг. 1. Это объясняется тем, что голографическая структура, оптимизированная для работы в отраженном свете, оказывает пренебрежимо малое влияние на проходящий свет. Когда источник света, прозрачная зона и наблюдатель находятся на одной прямой, эта зона представляется однородно прозрачной, т.е. изображение скрыто (фиг. 10Ь). Когда же подложка смещена относительно источника света, участки прозрачной зоны, на которых расположены дифракционные оптические элементы, представляются ярко освещенными, тогда как по контрасту неотклоняющий участок, пропускающий рассеянный свет, кажется темным, делая видимым силуэт центральной нити (фиг. 10с). При наблюдении в отраженном свете с любой стороны подложки силуэт нити исчезает, а голографическое изображение становится видимым по всей поверхности

- 6 014322 прозрачной зоны (фиг. 10ά).

Фиг. 11α-ά иллюстрируют защитное устройство с двусторонней структурой, аналогичной показанной на фиг. 10, за исключением того, что устройство дополнительно содержит постоянное изображение, сформированное в металлизированном слое 55, нанесенном на прозрачную подложку 31. В этом примере изображение в металлизированном слое выполнено в виде рисунка из тонких линий. Затем на металлизированный слой 55 наносят первый слой 32 лака, в котором тиснением формируют оптические элементы 33, 34.

Известно, что металлизированные пленки могут быть изготовлены при полном отсутствии металла в контролируемых и четко определенных участках пленки. Подобная, частично металлизированная пленка может быть получена различными путями. Один из них состоит в деметаллизации участков с применением соответствующего резиста и травления, как это описано в И8 4652015. Другие методы для получения того же эффекта включают нанесение алюминия в вакууме через маску.

Альтернативно, алюминий может быть селективно удален с покрытой алюминием несущей пластиковой ленты с помощью эксимерного лазера.

Поднося защитное устройство по фиг. 11 к источнику задней подсветки и перемещая его из стороны в сторону, наблюдатель будет наблюдать постоянное металлизированное изображение, а также появление и исчезновение силуэтного изображения (фиг. 11Ь, с). При наблюдении же в отраженном свете с любой стороны подложки силуэт исчезает, а голографическое изображение становится видимым по всей поверхности прозрачной зоны, причем оно наблюдается в комбинации с постоянным металлизированным изображением (фиг. 11ά).

Защитное устройство по фиг. 11 обладает тремя степенями защиты: металлизированным изображением, не зависящим от освещения; голографическим изображением, наблюдаемым только в отраженном свете; и оптически изменчивым изображением, наблюдаемым только в проходящем свете.

Во всех представленных примерах можно поменять местами неотклоняющий участок и оптические элементы, так что формируемый силуэт будет образовывать фон для негативного изображения. Разумеется, можно использовать также один или более двух оптических элементов.

Claims (31)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Защитное устройство, содержащее подложку, имеющую прозрачную зону, на части которой сформирован по меньшей мере один содержащий дифракционную решетку оптический элемент, который отклоняет падающий на устройство с наклоном относительно перпендикуляра к плоскости подложки и проходящий сквозь оптический элемент внеосевой световой пучок относительно линии, параллельной падающему световому пучку, таким образом, что при наблюдении устройства на просвет против источника задней подсветки, формирующего световой пучок с интенсивностью, превышающей уровень рассеянного света и лежащего на одной прямой с устройством и наблюдателем, присутствие оптического элемента неразличимо, но при перемещении устройства относительно источника задней подсветки, с образованием между линиями от наблюдателя к прозрачной зоне и от прозрачной зоны к источнику задней подсветки тупого угла, под которым отклоненный пучок виден наблюдателю, различим первый контраст между частью прозрачной зоны, включающей оптический элемент, и другой ее частью, тогда как при наблюдении защитного устройства в отраженном свете в условиях диффузного освещения контраст между двумя указанными частями неразличим или между ними наблюдается второй контраст, отличающийся от первого контраста.
2. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оптический элемент выполнен прозрачным в видимом диапазоне.
3. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в указанной части прозрачной зоны размещено более одной дифракционной решетки, причем все дифракционные решетки имеют схожую структуру.
4. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что единственная или каждая дифракционная решетка является линейной дифракционной решеткой.
5. 5. Устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что дифракционная решетка содержит линейную решетку с плотностью штрихов в интервале 200-1500 линий/мм, предпочтительно в интервале 250-1000 линий/мм, более предпочтительно в интервале 300-700 линий/мм.
6. 6. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что контраст между двумя указанными частями прозрачной зоны формирует распознаваемое изображение.
7. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что распознаваемое изображение содержит один или более алфавитно-цифровых знаков, символов или графических форм.
8. 8. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что дополнительно содержит изображение, наблюдаемое на части прозрачной зоны как на отражение, так и на пропускание.
9. 9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что указанная часть прозрачной зоны пространственно отделена от оптического элемента (оптических элементов).
10. 10. Устройство по п.8, отличающееся тем, что указанная часть прозрачной зоны накладывается по меньшей мере на один оптический элемент.

    - 7 014322
11. 11. Устройство по любому из пп.8-10, отличающееся тем, что изображение напечатано на указанной части прозрачной зоны.
12. 12. Устройство по любому из пп.8-11, отличающееся тем, что изображение сформировано на указанной части прозрачной зоны посредством металлизации.
13. 13. Устройство по любому из пп.8-12, отличающееся тем, что напечатанное изображение скомбинировано с распознаваемым изображением для образования единого многоэлементного изображения.
14. 14. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что дополнительно содержит отражающее средство, такое как дифракционная решетка или голограмма, расположенное в прозрачной зоне и выполненное прозрачным при наблюдении на просвет с задней подсветкой, но формирующее изображение при наблюдении на отражение.
15. 15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что указанное средство перекрывает по меньшей мере один оптический элемент.
16. 16. Устройство по п.14, отличающееся тем, что указанное средство смещено в поперечном направлении относительно по меньшей мере одного оптического элемента.
17. 17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что указанное средство расположено на указанной другой части прозрачной зоны.
18. 18. Устройство по любому из пп.14-17, отличающееся тем, что указанное средство расположено на одной стороне подложки, а оптический элемент (оптические элементы) - на противоположной стороне подложки.
19. 19. Устройство по любому из пп.14-18, отличающееся тем, что указанное средство содержит слой с высоким показателем преломления.
20. 20. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что подложка содержит бумагу или полимер, такой как пластик.
21. 21. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что один из оптических элементов или каждый оптический элемент и/или дифракционное или голографическое средство сформированы тиснением подложки.
22. 22. Устройство по любому из пп.1-20, отличающееся тем, что один из оптических элементов или каждый оптический элемент прикреплен к подложке.
23. 23. Устройство по любому из пп.1-20, отличающееся тем, что оптический элемент (оптические элементы) и/или указанное средство сформированы тиснением в слое лака, нанесенного на подложку.
24. 24. Устройство по п.23, отличающееся тем, что лак нанесен непосредственно на поверхность подложки.
25. 25. Устройство по п.23 или 24, отличающееся тем, что слои лака нанесены на противоположные стороны подложки, причем оптический элемент (оптические элементы) и указанное отражающее средство сформированы тиснением в различных слоях лака.
26. 26. Устройство по п.25, отличающееся тем, что указанное изображение локализовано между подложкой и одним из слоев лака, предпочтительно слоем лака, в котором сформирован оптический элемент (оптические элементы).
27. 27. Защищенный документ, снабженный защитным устройством, выполненным в соответствии с любым из предыдущих пунктов.
28. 28. Документ по п.27, отличающийся тем, что содержит подложку, представляющую собой подложку защитного устройства.
29. 29. Документ по п.27 или 28, отличающийся тем, что распознаваемое изображение и изображение, расположенное в другой части защищенного документа, создают заданное смысловое изображение.
30. 30. Документ по любому из пп.27-29, отличающийся тем, что представляет собой банкноту, штамп налогового органа, чек, почтовую марку, сертификат подлинности, защитное устройство бренда, поручительство или ваучер платежа.
31. 31. Способ подтверждения достоверности защищенного документа, выполненного в соответствии с любым из пп.27-30, включающий наблюдение защитного устройства на просвет с задней подсветкой, более яркой, чем рассеянный свет, с перемещением защитного устройства таким образом, чтобы оно поочередно находилось для наблюдателя точно напротив источника задней подсветки и со смещением относительно указанного источника, для проверки возможности наблюдения контраста между различными частями прозрачной зоны.