СТРУКТУРНОЕ УСТРОЙСТВО ДИФРАКЦИОННОГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 2001 года по МПК G07D7/06 G06K19/08 B44F1/14 

Изобретение относится к структурному устройству, состоящему из нескольких участков, имеющих рельефную структуру дифракционного действия, в частности для визуально идентифицируемых оптических защитных элементов для ценных документов, например банкнот, кредитных карточек, удостоверений, чеков или других защищаемых предметов.

Подобное структурное устройство реализовано в простейшем случае за счет прямолинейной, предусмотренной на поверхности носителя волнистой структуры, которая отражает падающий окружающий свет с его дифракцией и/или преломлением. Форма отраженного света может предоставить наблюдателю визуально воспринимаемую информацию, которая соответствует обладающим дифракционным действием рельефным структурам участков и зависит среди прочего от угла рассмотрения.

Дифракция падающего окружающего света на рельефных структурах участков и, тем самым, посылаемая оттуда информация в виде дифракционной картины определяются числом волнистых или решетчатых линий на единицу длины участка, так называемой шпациальной частотой, а также формой сечения рельефной структуры, определяемой среди прочего разностями по высоте в рельефной структуре, а именно как разностями по высоте между отдельными возвышениями, так и между возвышениями и впадинами рельефной структуры. Рельефные структуры участков могут быть выполнены так, а участки могут быть расположены таким образом, что определенная информация посылается в один определенный диапазон углов рассмотрения и воспринимается наблюдателем, а в другом диапазоне углов рассмотрения не воспринимается никакая информация или воспринимается другая информация.

За счет применения известных самих по себе защитных элементов с обладающим дифракционным действием структурным устройством в упомянутых выше, защищаемых предметах можно сделать видимой даже для неопытного наблюдателя информацию, подтверждающую подлинность защищенного предмета, и одновременно с учетом известных способов подделки, в частности оптических способов размножения, сделать невозможной или в достаточной степени затруднить подделку, например, в виде размножения.

Предпринимаются попытки выполнения структурного устройства так, чтобы идущая от него, визуально воспринимаемая информация отвечала эстетическим требованиям и чтобы у наблюдателя возникало, например, ощущение особенно "сочной" или очень однородной равномерной картины, которая может включать в себя, например, предоставляющий информацию знак или символ. Можно стремиться также создать у наблюдателя ощущение особенно "сочной" цветопередачи или ощущение очень однородного равномерного цвета (также в пределах больших зон поверхности). Часто желательно также осуществить по возможности резко и точно смену информации, вызываемую, например, изменением угла рассмотрения, например, за счет поворота носителя структурного устройства вокруг лежащей в плоскости носителя оси или за счет вращения вокруг воображаемой, перпендикулярной этой плоскости оси. Раньше этого пытались достичь за счет структурных устройств с участками в качестве минимальной несущей единицы определенной оптической информации, так называемых пикселей, размер которых составлял порядка 60х60 мкм и которые, следовательно, не были видны невооруженным глазом. Можно было, таким образом, предусмотреть в определенной, макроскопически воспринимаемой зоне несколько предоставляющих отличную друг от друга информацию участков, "активированных" в зависимости от упомянутых параметров рассмотрения одновременно или по отдельности. Для еще большего усиления ощущения однородного равномерного восприятия картины уже предлагалось уменьшить величину участков. Из-за требуемого, тем самым, увеличения числа соответственно меньших участков эти действия связаны с тем недостатком, что возрастает влияние краев участков на образующуюся дифракционную картину вследствие возникновения нежелательных дополнительных дифракционных явлений, вызванных переходом от одной рельефной структуры в пределах одного участка к другой рельефной структуре на граничащих участках. Кроме того, за счет названной меры уменьшается эффективное использование поверхности в структурном устройстве, поскольку резко возрастает число и, тем самым, увеличивается общая площадь зон, не участвующих в передаче информации, например угловые зоны квадратного участка с дугообразными, в частности рельефными, линиями, длина которых уменьшается к углам.

В основе изобретения лежит задача усовершенствования структурного устройства названного выше рода таким образом, чтобы оно в отношении создаваемого ощущения "сочной" и однородной картины, а также в отношении точности достигаемых с его помощью смен между различными воспринимаемыми картинами превосходило известные структурные устройства, однако было простым и экономичным в изготовлении.

Эта задача решается у структурного устройства названного выше рода за счет того, что преобладающее число участков выполнено полосо- или лентообразными и имеет поперечную протяженность, не видимую невооруженным глазом и составляющую менее 0,3 мм.

Под полосо- и лентообразным выполнением следует при этом понимать, что продольная протяженность участков во много раз больше их поперечной протяженности. С помощью такого структурного устройства можно, тем самым, сократить число и уменьшить общую площадь не участвующих в передаче оптической информации зон в пределах структурного устройства. Далее, согласно изобретению достигается то, что за счет сокращения длины краев участков уменьшается нежелательное влияние переходных зон между рельефными структурами граничащих между собой участков на нужную, предоставляющую определенную информацию дифракционную картину. Благодаря тому что полосо- или лентообразные участки выполнены с поперечной протяженностью, не видимой невооруженным глазом и составляющей менее 0,3 мм, у наблюдателя возникает также равномерное однородное цветовое ощущение. Преимущественно поперечную протяженность выбирают намного меньшей с тем, чтобы она составляла, однако, более 3 мкм, преимущественно более 5 мкм. Далее оказалось особенно предпочтительным, что продольная протяженность участков составляет более 0,3 мм; преимущественно для выполнения структурного устройства согласно изобретению выбирают участки с продольной протяженностью более 0,4 мм, в частности более 0,5 мм.

Далее предложено выполнить полосо- или лентообразные участки так, чтобы их продольная протяженность составляла, по меньшей мере, десятикратную величину их поперечной протяженности.

Понятно, что структурное устройство согласно изобретению, по меньшей мере, частично может быть образовано участками с одной рельефной структурой дифракционного действия. Структурные устройства согласно изобретению, содержащие первую группу участков с первой структурой дифракционного действия и, по меньшей мере, одну дополнительную группу участков со структурой дифракционного действия, отличающейся от первой структуры, оказываются особенно предпочтительными, например, в том случае, когда желательно, в частности, в ограниченной воспринимаемой наблюдателем зоне поверхности структурного устройства "накопить" несколько оптических информаций, которые должны создать у наблюдателя в зависимости от упомянутых выше параметров (падение света, угол рассмотрения) различные оптические ощущения, идущие от охваченной зоны поверхности. В частности, на тот случай, когда желательна резкая, четкая смена информации, например смена цвета или смена символов, при повороте носителя структурного устройства вокруг лежащей в его плоскости оси, предложено структурное устройство, у которого полосо- и лентообразные участки расположены, в основном, на равном расстоянии друг от друга, в частности параллельно друг другу. В смысле эффективного использования площади рекомендуется далее полосы или ленты выполнить такого размера, чтобы их продольная протяженность определялась протяженностью структурного устройства или его частью в данном направлении.

Усовершенствование изобретения, имеющее особо важное значение, следует усматривать в решении проблемы, заключающейся в передаче определенной отдельной информации в "сочном" и равномерном виде по очень большому углу рассмотрения. С помощью одной и той же рельефной структуры дифракционного действия это удавалось прежде реализовывать лишь неудовлетворительным образом. Структурное устройство согласно изобретению, обеспечивающее эффективную помощь, содержит, как сказано выше, группы участков с различной в соответствии с групповой принадлежностью структурой дифракционного действия, причем структура локализованных преимущественно в той же зоне поверхности структурного устройства участков первой или, по меньшей мере, одной дополнительной группы выполнена так, что при освещении структурного устройства идущая от участков разной групповой принадлежности, визуально воспринимаемая информация идентична, если смотреть из разных секторов этого диапазона углов рассмотрения. Это значит, что для передачи определенной отдельной информации в одном диапазоне углов рассмотрения для различных секторов этого диапазона углов рассмотрения ответственна данная группа участков.

С помощью такого структурного устройства можно, например, разложить широкий диапазон углов рассмотрения на несколько меньших секторов и каждому сектору отнести полосо- или лентообразные участки определенной группы, в которых "накоплена" нужная отдельная информация для этого сектора, посылаемая в виде дифракционной картины в этот сектор при освещении структурного устройства. За счет соответствующего выполнения участков разной групповой принадлежности, а также за счет подходящего расположения участков можно согласно изобретению достичь того, что упомянутые секторы граничат между собой и, таким образом, в образованном секторами широком диапазоне углов рассмотрения воспринимается та же оптическая информация, однако с участков разной групповой принадлежности. Рекомендуется расположить полосо- или лентообразные участки разной групповой принадлежности попеременно, т.е. А1/А2/А1/А2, или в соответствии с последовательностью А1/А1/А2/А1/А1/А2 или А1/А2/А3/А1/А2/А3.

Далее предложено предусмотреть в ограниченной, в частности, зоне поверхности структурного устройства как группы участков А1, А2 и т.д. для передачи одной определенной информации А в секторы α₁, α₂ и т.д. одного диапазона α углов рассмотрения, так и группы участков В1, В2 и т.д. для передачи другой определенной информации В в секторы β₁, β₂ и т.д. другого диапазона β углов рассмотрения. Если диапазоны углов рассмотрения граничат между собой, то у наблюдателя происходит смена ощущения картины, если он изменяет направление рассмотрения с диапазона α на диапазон β.

В основе изобретения лежит далее задача создания переводной пленки, в частности пленки для горячего тиснения, а также упомянутого выше оптического защитного элемента для ценных документов или других защищаемых предметов, у которых не возникает проблем и недостатков, присущих известным структурным устройствам. Эта задача решается посредством переводной пленки и оптического защитного элемента с описанным выше, выполненным согласно изобретению структурным устройством. Далее к объекту изобретения относится носитель ценного документа, который вместо защитного элемента со структурным устройством дифракционного действия содержит защитную зону, на которую структурное устройство согласно изобретению нанесено подходящим способом переноса, в частности посредством горячего тиснения.

Сущность изобретения более подробно поясняется с помощью предпочтительных форм выполнения структурного устройства, изображенных на чертежах, на которых представлено:
фиг. 1 - схематично защищаемый предмет с защитным элементом;
фиг. 2 - фрагмент структурного устройства согласно уровню техники;
фиг. 3 - участок структурного устройства согласно изобретению;
фиг. 4 - схематично другое структурное устройство;
фиг. 5 - схематично оптическая информация дифракционной картины у структурного устройства согласно фиг. 5А и 5В;
фиг. 5A и 5В - структурное устройство с построчно расположенными участками;
фиг. 6 - переводная пленка со структурным устройством согласно изобретению;
фиг. 7 - носитель ценного документа с тисненым структурным устройством дифракционного действия.

На фиг. 1 изображен защищаемый предмет 1, например пластиковая кредитная карточка и т. п. На поверхности 2 защищаемого предмета 1 выполнен защитный элемент 4, состоящий из подложки 6, тонкого металлического слоя 8 и прозрачного покрывающего слоя 10. Покрывающий слой 10 содержит на своей обращенной к защищаемому предмету стороне состоящую из волнистых или решетчатых линий рельефную поверхностную структуру 12, называемую ниже структурное устройство, на которую нанесен, в частности напылен, металлический слой 8.

На фиг. 2 схематично при виде сверху изображено относящееся к уровню техники структурное устройство с участками 16, содержащими рельефную структуру 18 и 20 дифракционного действия, соответствующие каждая одной определенной информации. Позицией 22 обозначены края участков 16, т.е. переходные зоны между одной рельефной структурой дифракционного действия и другой рельефной структурой. Эти края 22 вызывают нежелательные дополнительные дифракционные явления, которые искажают передаваемую рельефными структурами 18, 20 оптически воспринимаемую информацию. Окружности 24 обозначают зоны, не участвующие или, по меньшей мере, не эффективно участвующие в создании нужной дифракционной картины.

На фиг. 3 изображен участок 26 структурного устройства согласно изобретению, выполненный полосо- или лентообразным, т.е. его продольная протяженность L во много раз больше его поперечной протяженности B. Далее схематично изображена однородная на участке 26 рельефная структура 28. У этого структурного устройства согласно изобретению имеются лишь две зоны 30, которые по сравнению с остальной поверхностью участка 26 меньше участвуют в возникающей при освещении дифракционной картине.

На фиг. 4 изображена крупная зона структурного устройства согласно изобретению, в которой полосо- или лентообразные участки 32 расположены в виде строк и прямо, а полосообразные участки 34 выполнены и расположены дугообразно. Другие участки 36 имеют форму концентричных окружностей, что целесообразно, в частности, тогда, когда должна быть создана вращательно-симметричная дифракционная картина, т.е. если наблюдателю независимо от ориентации структурного устройства при вращении вокруг воображаемой оси, проходящей перпендикулярно плоскости чертежа через точку 38, должна быть предоставлена та же информация.

На фиг. 5 схематично изображено представленное в виде дифракционной картины оптическое распределение информации в пределах диапазона α углов рассмотрения. Такое распределение информации достигается, в частности, с помощью структурного устройства, изображенного на фиг. 5А. При этом фиг. 5А представляет собой в увеличенном схематичном виде фрагмент охватываемой взглядом наблюдателя V зоны 40 поверхности структурного устройства 42 из фиг. 5.

Для того чтобы достичь по возможности однородного равномерного восприятия определенной информации, например красного цветового ощущения, по всему диапазону α углов рассмотрения, этот диапазон был разложен на три сектора α₁, α₂, α₃, относящихся соответственно к участкам зоны 43, 44, 45 зоны 40 поверхности структурного устройства 42. Участки 43, 44, 45 содержат рельефные структуры соответственно А1, А2, A3, выполненные так, что наблюдателю V по всему диапазону α углов рассмотрения может быть предоставлена идентичная информация, происходящая, однако, из секторов соответственно другой группы участков 43, 44, 45. Участки 43, 44, 45 расположены для этого строками и в последовательности А1/А2/АЗ.

Если в зоне 40 поверхности, как это изображено на фиг. 5В, предусмотрены дополнительные группы участков 46, 47 со структурами В1, В2, предоставляющими другую информацию, например изображение знака, то эта информация - изображение знака - может быть воспринята за счет подходящего выполнения и ориентирования участков в диапазоне β углов рассмотрения (на фиг. 5 показано штриховой линией) или в секторах β₁ и β₂.
На фиг. 6 изображено принципиальное устройство переводной пленки 50 согласно изобретению с верхней пленкой-основой 52, удаляемой после нанесения структурного устройства на защищаемый предмет. К обращенной к защищаемому предмету стороне пленки-основы 52 примыкает прозрачный слой 54 со структурным устройством 56, согласно изобретению на который напылен тонкий металлический слой. Наконец, переводная пленка содержит клеевой слой 60, посредством которого может быть получено соединение с защищаемым предметом.

На фиг. 7 изображен носитель ценного документа, в частности зона полотна 62 плоского синтетического материала, который вместо нанесенного на его поверхность защитного элемента содержит защитную зону 64 со структурным устройством 66, согласно изобретению нанесенным посредством тиснения.

Структурное устройство относится к средствам защиты ценных документов, банкнот, кредитных карт, удостоверений, чеков и т.п. Техническим результатом является простота и экономичность в изготовлении. Структурное устройство состоит из нескольких участков, имеющих рельефную структуру дифракционного действия, в частности для визуально идентифицируемых оптических защитных элементов для ценных документов. С помощью устройства создается у наблюдателя ощущение, в частности, более однородной и "сочной" картины, чем это возможно известными структурными устройствами. В устройстве преобладающее число участков выполнено полосо- или лентообразными. 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Структурное устройство, состоящее из нескольких участков, имеющих рельефную структуру дифракционного действия, в частности, для визуально идентифицируемых оптических защитных элементов для ценных документов, например банкнот, кредитных карточек, удостоверений или чеков, или других защищаемых предметов, преобладающее число указанных участников выполнено полосо- или лентообразными и имеет поперечную протяженность, не видимую невооруженным глазом и составляющую менее 0,3 мм, отличающееся тем, что продольная протяженность полосо- или лентообразных участков, по меньшей мере, а десять раз больше их поперечной протяженности и составляет более 0,3 мм. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указанные полосо- или лентообразные участки расположены, в основном, прямолинейно и параллельно друг другу, при этом их продольная протяженность определяется протяженностью структурного устройства или его части в данном направлении. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что оно содержит первую группу указанных участков с первой структурой дифракционного действия и, по меньшей мере, одну дополнительную группу указанных участков со структурой дифракционного действия, отличающейся от первой структуры. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что структура указанных участков первой группы или, по меньшей мере, одной дополнительной группы выполнена так, что при освещении структурного устройства идущая от указанных участков разных групп визуально воспринимаемая информация идентична, если смотреть из разных секторов α₁, α₂, α₃ диапазона α углов рассмотрения. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что указанные участки расположены и их структуры выполнены таким образом, что указанные секторы α₁, α₂, α₃ граничат между собой. 6. Устройство по любому из пп.3 - 5, отличающееся тем, что указанные участки первой группы и, по меньшей мере, одной дополнительной группы расположены попеременно или последовательно. 7. Устройство по любому из пп.1 - 6, отличающееся тем, что оно расположено на пленке для нанесения на защищаемый предмет. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что пленка содержит клеевой слой для соединения с защищаемым предметом, прозрачный слой и напыленный тонкий металлический слой. 9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно является частью пленки, причем последняя образует визуально идентифицируемый оптический защитный элемент. 10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что пленка представляет собой защитную зону для носителей ценных документов, в частности из бумаги или пластика.