Способ создания индивидуального переливающегося цветами радуги изображения для защиты от подделки идентификационного документа Российский патент 2018 года по МПК B42D25/328 B44F1/14 G06K19/16 G02B5/18 

Настоящее изображение относится к специальным видам печати и позволяет защитить от подделки конкретный идентификационный документ специально созданным для него изображением, близким по восприятию к голографическому.

Предшествующий уровень техники.

Известен способ получения защитной голограммы для нанесения на защищаемые от подделки изделия (см., например, патент РФ №2258248 МПК G03H 1/26, G03H 1/00, G06K 19/00).

Известный способ прежде всего включает в себя создание голограммы изображения, предназначенного для защиты конкретной продукции от подделки. Затем это голографическое изображение необходимо перенести на металлическую матрицу, с помощью которой изображение будет перенесено тиснением на специальный материал, закрепляемый на защищаемой продукции.

Хотя в конечном счете на защищаемую от подделки продукцию будет нанесено изображение, переливающееся цветами радуги при повороте на различные углы относительно источника света, это изображение не может быть изготовлено в единственном экземпляре для защиты от подделки конкретного идентификационного документа из-за огромных временных и финансовых затрат. Достаточно заметить, что получение голографического изображения с оригинала производится лазерным лучом через сложную систему фокусирующих и отражающих элементов на специальных оптических виброзащитных столах, а для получения рабочей матрицы необходимо выполнить множество не менее сложных операций. Поэтому только огромный тираж одинаковых голографических защитных изображений может оправдать затраты на их производство.

Известен также способ создания индивидуального переливающегося цветами радуги изображения, близкого по восприятию к голографическому, которое без больших временных и финансовых затрат может быть создано в единственном экземпляре для защиты от подделки, например, конкретного идентификационного документа (см., например, патент РФ №2537837 МПК B44F 1/08 (2006/01).

Это изображение создают в листовом материале, состоящим из слоя пластика с двумя параллельными металлизированными дифракционными решетками, покрытого слоем металлизированной фольги в виде слоя пластика, покрытого слоем металла.

При воздействии импульсами лазерного излучения на заданные точки поверхности металлизированной фольги эти импульсы проникают вовнутрь листового материала через каналы в слое металла фольги, последовательно воздействуют в пределах лазерного пятна на обе дифракционные решетки, вызывают дифракцию падающих лучей и их интерференцию между дифракционными решетками и фольгой. В результате по оси канала в металлическом слое фольги в пространстве между ней и дифракционными решетками создаются точки изображения из пар объемных наноструктур с перенесенными на них интерференционными лучами копий фрагментов дифракционных решеток.

При проникновении вовнутрь листового материала через каналы в слое металла фольги лучей света и их многократного взаимодействия с парами объемных наноструктур при интерференции световых лучей внутри листового материала возникает свечение этих наноструктур при повороте листового материала под различными углами к источнику света.

Хотя указанное изобретение позволяет получить индивидуальное, переливающееся цветами радуги изображение для защиты от подделки конкретного идентификационного документа, яркость этого изображения может быть повышена, если пары объемных наноструктур будут образованы не внутри листового материала, а максимально приближены к его поверхности.

Раскрытие изобретения.

В основу изобретения положена задача получения такого способа создания индивидуального переливающегося цветами радуги изображения для защиты от подделки идентификационного документа, который позволил бы обеспечить максимально яркое свечение изображения.

Поставленная задача решается тем, что в способе создания индивидуального переливающегося цветами радуги изображения для защиты от подделки идентификационного документа, заключающимся в переносе электронной версии оригинала на многослойный листовой материал путем воздействия импульсами лазерного излучения на заданные точки поверхности этого материала, состоящего из слоя пластика с двумя параллельными металлизированными дифракционными решетками, покрытого слоем металлизированной фольги, проникновения импульсов лазерного излучения вовнутрь листового материала через созданные ими в металлическом слое фольги каналы, последовательного взаимодействия каждого лазерного импульса со штрихами дифракционных решеток с образованием в пределах лазерного пятна множества отраженных от решеток лучей, интерференции этих лучей между дифракционными решетками и металлизированной фольгой, создании в листовом материале под каждым из каналов в металлическом слое фольги точки защитного изображения в виде пар объемных наноструктур с перенесенными на них интерференционными лучами копий фрагментов дифракционных решеток с участков, подвергшихся воздействию падающих лазерных лучей, деметаллизацией этих участков и образования оптических каналов для прохода света через фольгу и дифракционные решетки, в соответствии с изобретением устанавливают режим работы лазера, при котором отраженные от дифракционных решеток лучи образуют пары объемных наноструктур с нанесенными на них копиями фрагментов дифракционных решеток непосредственно в оптических каналах фольги в слое ее пластика, создают в этих каналах скрытое изображение из множества пар объемных наноструктур и визуализируют это изображение свечением объемных наноструктур прошедшим через оптические каналы и подвергшимся дисперсии световым потоком.

При таком способе получения изображения обеспечивается его более высокая яркость, т.к. свечение пар объемных наноструктур происходит вблизи поверхности листового материала.

Целесообразно, что диаметр каналов в металлическом слое фольги ограничивают величиной, при которой подвергшийся дисперсии световой поток не сможет проникнуть за пределы листового материала.

При таком способе получения переливающегося цветами радуги изображения обеспечивается его свечение только за счет возбуждения наноструктур подвергшимся дисперсии световым потоком.

Целесообразно, что каждый импульс лазерного излучения, направленный на заданную точку на поверхности металлизированной фольги, пропускают через дифракционную решетку, разделяют его на центральный и по крайней мере на два боковых в пределах лазерного пятна центрального луча, вызывают в теле фольги в пределах лазерного пятна взаимодействие отраженных от дифракционных решеток лучей с боковыми и создают в оптических каналах слоя пластика фольги множества пар объемных наноструктур от боковых лучей.

При таком способе получения переливающегося цветами радуги изображения обеспечивается большая его яркость за счет увеличения в фольге числа пар объемных наноструктур.

Целесообразно, что устанавливают расстояние между дифракционными решетками из расчета получения сдвига по фазе между образованием объемных наноструктур в каждой паре, при котором возникает максимальное свечение этих наноструктур под действием подвергшихся дисперсии лучей.

При таком способе получения переливающегося цветами радуги изображения его яркость будет повышена за счет суммирования средств усиления свечения.

Целесообразно, что отделяют от листового материала металлизированную фольгу с образованным в ней скрытым изображением из множества пар объемных наноструктур в ее оптических каналах в слое пластика, накладывают на любой материал, обеспечивающий дисперсии световых лучей, прошедших через каналы в металлическом слое фольги, и превращают скрытое изображение в переливающееся цветами радуги.

При таком способе получения переливающегося цветами радуги изображения обеспечивается визуализация скрытого изображения в тонком материале, не нуждающемся в использовании двух дифракционных решеток.

Краткое описание чертежей.

В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретного, но не ограничивающего настоящее изобретение варианта осуществления и прилагаемыми чертежами, на которых:

Фиг. 1 иллюстрирует предлагаемый способ создания индивидуального переливающегося цветами радуги изображения для защиты от подделки идентификационного документа.

Фиг. 2 - то же при воздействии на листовой материал импульсами лазерного

излучения через дифракционную решетку.

Фиг. 3 - то же, при отделении фольги с созданным в ней скрытым изображением

и нанесением ее на дифракционную решетку.

Фиг. 4 и фиг. 5 - точка защитного изображения с парами объемных наноструктур, полученная с помощью атомно-силового микроскопа.

Лучшие варианты осуществления изобретения.

Предлагаемый способ создания индивидуального переливающегося цветами радуги изображения для защиты от подделки идентификационного документа осуществляют следующим образом.

Индивидуальное изображение для защиты от подделки идентификационного документа создают в листовом материале 1, состоящем из слоя пластика 2, прозрачного для лазерного излучения, с двумя параллельными дифракционными решетками 3, 4, покрытыми слоем металла 5. На слой пластика 2 нанесена металлизированная фольга 6 в виде слоя пластика 7, покрытого слоем металла 8.

При воздействии импульсами 9 лазерного излучения на заданные точки поверхности металлизированной фольги 6 каждый импульс 9 образует в слое металла 8 фольги 6 канал 10, достигает первой дифракционной решетки 3, взаимодействует с ее штрихами в пределах лазерного пятна, вызывает отражение от решетки множества лучей и их интерференцию между решеткой 3 и фольгой 6. Далее импульс 9 лазерного излучения достигает дифракционной решетки 4 и также вызывает отражение от нее множества лучей и их интерференцию между этой решеткой и фольгой 6. Режим работы лазера устанавливают таким, при котором лучи, отраженные от дифракционных решеток 3 и 4 со сдвигом по фазе достигают металлизированной фольги 6 и образуют в оптических каналах слоя пластика 7 фольги 6 пары объемных наноструктур 11 с перенесенными на них интерференционными лучами копий фрагментов дифракционных решеток с участков, подвергшихся воздействию падающих лазерных лучей.

В результате воздействия импульсов 9 лазерного излучения на все заданные точки поверхности фольги 6 в образованных в ней оптических каналах в слое пластика 7 создается множество пар объемных наноструктур 11, которые в совокупности образуют скрытое изображение для защиты от подделки идентификационного документа. Для визуализации скрытого изображения необходимо обеспечить свечение наноструктур в каналах фольги, для чего воздействуют на них световым потоком, проникшим в листовой материал через каналы 10 в слое металла 8 в фольге 6 и подвергшимся дисперсии на не деметаллизированных участках дифракционных решеток 3 и 4. Благодаря тому, что скрытое защитное изображение создается в оптических каналах в слое пластика 7 фольги 6 практически на поверхности листового материала, обеспечивается высокая яркость его свечения.

При этом визуализация скрытого изображения обеспечивается только свечением пар объемных наноструктур, возбужденных подвергшимся дисперсии световым потоком внутри листового материала и не имеющим возможность проникнуть за его пределы из-за слишком малого диаметра каналов 10 в фольге 6.

Яркость свечения возбужденных пар объемных наноструктур в оптических каналах фольги зависит от их количества, которое может быть увеличено за счет увеличения числа лазерных лучей при помощи дифракционной решетки 12.

В этом случае дифракционная решетка 12 разделяет импульс 9 лазерного излучения на центральный 13 и по крайней мере на два боковых 14, в пределах лазерного пятна. При взаимодействии в фольге 6 боковых импульсов 14 с отраженными импульсами 13 в оптических каналах фольги 6 дополнительно образуются пары объемных наноструктур.

На снимках точки защитного изображения (Фиг. 4 и Фиг. 5) видны пары объемных наноструктур, полученных от центрального лазерного луча 13 и боковых 14.

На яркость визуализированного изображения также влияет расстояние между решетками 3 и 4 в теле листового материала, определяющее сдвиг по фазе между отраженными от этих решеток лучей и взаимное расположение объемных наноструктур в каждой паре.

Создание в каналах фольги скрытого изображения для защиты от подделки идентификационного документа обязательно требует использования листового материала с по крайней мере двумя дифракционными решетками, обеспечивающими сдвиг по фазе между отраженными от них лучами при образовании пар объемных наноструктур. При этом для визуализации скрытого в оптических каналах фольги изображения подвергшимся дисперсии световым потоком достаточно его взаимодействие с не деметаллизированными участками дифракционных решеток. Наличие в листовом материале двух параллельных дифракционных решеток несколько увеличивает его толщину, однако не требует дополнительных средств для визуализации скрытого в оптических каналах фольги изображения.

Толщина листового материала может быть значительно уменьшена, если фольгу с созданным в ее оптических каналах защитным изображением из множества пар объемных наноструктур, отделить от листового материала, на котором было получено защитное изображение, и нанести на любой материал, обеспечивающий дисперсию световых лучей. Например, этот материал может содержать лишь одну дифракционную решетку 15.

Промышленная применимость.

Предложенный способ позволяет создать в единственном экземпляре яркое защитное изображение, например, портрет владельца идентификационного документа, близкий по восприятию к голографическому, переливающийся цветами радуги при поворотах этого документа относительно источника света. Такое защитное изображение не может быть изготовлено никаким другим способом. Так как это защитное изображение может быть изготовлено за очень короткое время - всего лишь за несколько десятков секунд, предложенный способ его создания открывает новые возможности для надежной защиты идентификационных документов и ценных бумаг от подделки.

Способ заключается в переносе электронной версии оригинала на многослойный листовой материал, состоящий из слоя пластика с двумя параллельными металлизированными дифракционными решетками, покрытого слоем металлизированной фольги, путем воздействия импульсами лазерного излучения на заданные точки поверхности материала, создание ими в металлическом слое фольги каналов и взаимодействие каждого лазерного импульса со штрихами дифракционных решеток. Отраженные от дифракционных решеток лучи образуют пары объемных наноструктур с нанесенными на них копиями фрагментов дифракционных решеток непосредственно в оптических каналах фольги в слое ее пластика, создают в этих каналах скрытое изображение из множества пар объемных наноструктур и визуализируют это изображение свечением объемных наноструктур прошедшим через каналы в металлическом слое фольги и подвергшимся дисперсии световым потоком. Технический результат - обеспечение максимально яркого свечения изображения. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ создания индивидуального переливающегося цветами радуги изображения для защиты от подделки идентификационного документа, заключающийся в переносе электронной версии оригинала на многослойный листовой материал путем воздействия импульсами лазерного излучения на заданные точки поверхности этого материала, состоящего из слоя пластика с двумя параллельными металлизированными дифракционными решетками, покрытого слоем металлизированной фольги, проникновения импульсов лазерного излучения вовнутрь листового материала через созданные ими в металлическом слое фольги каналы, последовательного взаимодействия каждого лазерного импульса со штрихами дифракционных решеток с образованием в пределах лазерного пятна множества отраженных от решеток лучей, интерференции этих лучей между дифракционными решетками и металлизированной фольгой, создании в листовом материале под каждым из каналов в металлическом слое фольги точки защитного изображения в виде пар объемных наноструктур с перенесенными на них интерференционными лучами копий фрагментов дифракционных решеток с участков, подвергшихся воздействию падающих лазерных лучей, деметаллизацией этих участков и образования оптических каналов для прохода света через фольгу и дифракционные решетки, отличающийся тем, что устанавливают режим работы лазера, при котором отраженные от дифракционных решеток лучи образуют пары объемных наноструктур с нанесенными на них копиями фрагментов дифракционных решеток непосредственно в оптических каналах фольги в слое ее пластика, создают в этих каналах скрытое изображение из множества пар объемных наноструктур и визуализируют это изображение свечением объемных наноструктур прошедшим через каналы в металлическом слое фольги и подвергшимся дисперсии световым потоком.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что диаметр каналов в металлическом слое фольги ограничивают величиной, при которой подвергшийся дисперсии световой поток не сможет проникнуть за пределы листового материала.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что каждый импульс лазерного излучения, направленный на заданную точку на поверхности металлизированной фольги, пропускают через дифракционную решетку, разделяют его на центральный и по крайней мере на два боковых в пределах лазерного пятна центрального луча, вызывают в теле фольги в пределах лазерного пятна взаимодействие отраженных от дифракционных решеток лучей с боковыми и создают в оптических каналах в слое пластика фольги множество пар объемных наноструктур от боковых лучей.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что устанавливают расстояние между дифракционными решетками из расчета получения сдвига по фазе между образованием объемных наноструктур в каждой паре, при котором возникает максимальное свечение этих наноструктур под действием подвергшихся дисперсии лучей.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отделяют от листового материала металлизированную фольгу с образованным в ней скрытым изображением из множества пар объемных наноструктур в ее оптических каналах, накладывают на любой материал, обеспечивающий дисперсии световых лучей, прошедших через каналы в металлическом слое фольги, и превращают скрытое изображение в переливающееся цветами радуги.