Защитное устройство и способ изготовления такого устройства

Защитное устройство и способ изготовления такого устройства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Изобретение относится к защитному устройству, например для использования в изделиях, обладающих ценностью, таких, в частности, как денежные знаки (банкноты), чеки, паспорта, идентификационные карты, сертификаты аутентичности, гербовые марки и другие документы для подтверждения ценности или идентификации личности. Предлагаются также способы изготовления подобных защитных устройств.

Уровень техники

Ценные объекты, особенно ценные документы, такие как банкноты, чеки, паспорта, идентификационные документы, сертификаты и лицензии, часто являются мишенью фальсификаторов и лиц, желающих изготовить поддельные копии таких документов и/или изменить какие-либо из содержащихся в них данных. Как правило, подобные объекты снабжаются рядом визуальных защитных устройств для проверки аутентичности объекта. Некоторые из этих устройств (такие как микротекст, рисунки из тонких линий, латентные изображения, устройства типа "венецианских жалюзи", лентикулярные устройства, устройства на эффекте муара, устройства увеличения муара), создающие защитный визуальный эффект, основаны на использовании одного или более паттернов. Другие известные защитные устройства содержат голограммы, водяные знаки, тиснения, перфорации или используют изменения цвета или люминесцентные/флуоресцентные краски. Общим для всех таких устройств является то, что визуальный эффект, создаваемый устройством, крайне трудно или невозможно скопировать, используя доступные технологии репродуцирования, например фотокопирование. Могут применяться и защитные устройства, реализующие невидимые эффекты, например, с использованием магнитных материалов.

Один класс защитных устройств образуют устройства, создающие изменяющийся оптический эффект, в соответствии с которым вид устройства является различным при различных углах наблюдения. Такие устройства особенно эффективны, поскольку прямые копии (например фотокопии) не будут создавать изменяющийся оптический эффект, и, как следствие, их легко отличить от подлинных устройств. Подобные эффекты могут генерироваться с использованием различных средств, включая голограммы и другие дифракционные устройства, а также устройств, использующих фокусирующие элементы, такие как линзы, устройства с увеличением за счет муарового эффекта (moiré magnifiers) и так называемых лентикулярных устройств.

Устройства с увеличением за счет муарового эффекта (примеры которых описаны в ЕР 1695121 A, WO 94/27254 A, WO 2011/107782 А и WO 2011/107783 А) используют растр (массив) микрофокусирующих элементов (таких как линзы или зеркала) и соответствующий массив микроэлементов изображения. При этом шаги (периодичность) массива микрофокусирующих элементов и массива микроэлементов изображения, а также их относительные положения (позиции) выбраны такими, что массив микрофокусирующих элементов взаимодействует с массивом микроэлементов изображения, чтобы сгенерировать увеличенную версию микроэлементов изображения в результате эффекта муара. Каждый микроэлемент изображения представляет собой полную миниатюрную копию изображения, которое будет наблюдаться, а растр фокусирующих элементов обеспечивает выбор и увеличение небольшой части каждого расположенного под ним микроэлемента изображения. Все эти части объединяются в человеческом глазу с визуализацией полного увеличенного изображения. Этот принцип иногда именуется "синтетическим увеличением".

Лентикулярные устройства, напротив, не используют синтетическое увеличение. Растр фокусирующих элементов, как правило в виде цилиндрических линз, накладывается на соответствующий массив элементов ("секций") изображения, каждый (каждая) из которых представляет собой только часть изображения, которое должно быть воспроизведено. Секции двух или более различных изображений чередуются, и, при рассматривании через фокусирующие элементы, при каждом угле наблюдения (рассматривания) к наблюдателю будет направляться свет (видимое излучение) только от выбранного набора секций изображения. В результате при рассматривании под различными углами можно будет видеть различные составные изображения. Следует, однако, отметить, что в типичном варианте какое-либо увеличение отсутствует, и наблюдаемое результирующее изображение будет иметь, по существу, тот же размер, что и изображение, составленное непосредственно из секций изображения. Некоторые примеры лентикулярных устройств описаны в US 4892336 A, WO 2011/051669 A, WO 2011051670 A, WO 2012/027779 А и US 6856462 В.

Лентикулярные устройства имеют то преимущество, что позволяют отображать различные изображения при различных углах наблюдения, обеспечивая, тем самым, возможность анимации и других впечатляющих визуальных эффектов, которые недостижимы при применении технологии увеличения за счет муарового эффекта. Тем не менее, продолжается постоянный поиск новых устройств, обеспечивающих получение различных видов и эффектов, чтобы опережать потенциальных изготовителей подделок.

Раскрытие изобретения

Изобретение предлагает защитное устройство, содержащее:

растр фокусирующих элементов, каждый из которых способен фокусировать свет по меньшей мере в двух ортогональных направлениях, причем фокусирующие элементы размещены в соответствии с регулярной двумерной сеткой; и

массив продолговатых элементов изображения, расположенный напротив растра фокусирующих элементов и сконфигурированный таким образом, что каждый фокусирующий элемент способен направлять к наблюдателю, в зависимости от угла наблюдения, свет от любого одного элемента соответствующего набора, состоящего по меньшей мере из двух продолговатых элементов изображения.

При этом в первой области защитного устройства продолговатые элементы изображения ориентированы длинной стороной вдоль первого направления, а во второй области - вдоль второго направления, отличного от первого направления.

Изобретение предлагает также способ изготовления защитного устройства, включающий получение описанного растра фокусирующих элементов и наложение этого растра на массив продолговатых элементов изображения.

Ориентируя продолговатые элементы изображения (именуемые также "секциями" или "изобразительными полосками") в составе массива элементов изображения вдоль двух различных направлений в двух соответствующих областях устройства, можно обеспечить получение очень сильного визуального впечатления, поскольку каждая из областей при наклоне устройства в любом направлении будет демонстрировать эффект, отличный от эффекта, демонстрируемого другой областью. Так, если устройство наклоняют вокруг оси, параллельной первому или второму направлению, лентикулярный эффект смены изображения будет наблюдаться для области устройства, в которой продолговатые элементы изображения параллельны этому направлению, тогда как в другой области можно будет наблюдать иной эффект или отсутствие какого-либо эффекта.

Следует отметить, что защитное устройство согласно изобретению - это пример лентикулярного устройства, как оно определено выше, т.е. каждый продолговатый элемент изображения является частью (например индивидуальным пикселем или группой или линией пикселей) соответствующего изображения, а не его миниатюрной версией (как это было бы в случае устройства с увеличением за счет муарового эффекта). Фокусирующие элементы предпочтительно не обеспечивают никакого увеличения. Каждый из по меньшей мере двух элементов изображения, образующих каждый набор, является частью соответствующего изображения, причем при любом угле наблюдения все фокусирующие элементы в первой области будут направлять в сторону наблюдателя свет от элементов одного изображения, так что выбранные элементы изображения первой области совместно воспроизведут именно это изображение. Аналогично, во второй области все фокусирующие элементы будут направлять в сторону наблюдателя свет от элементов другого изображения, так что выбранные элементы изображения второй области совместно воспроизведут именно это (другое) изображение. Каждое изображение может быть графикой, такой как буква, цифра, портрет и т.д. (другие примеры будут представлены далее), или цветным блоком.

Визуальные эффекты, создаваемые изобретением, ранее обеспечивались посредством двух смежных лентикулярных защитных устройств, использующих цилиндрические линзы, причем в одном из устройств линзы и изобразительные полоски ориентировались вдоль первого направления, а в другом устройстве - вдоль второго направления, отличного от первого, как это описано в WO 2011/051669 А. Однако такое решение требует формирования двух различных линзовых растров с различными ориентациями и пространственного согласования между линзовыми растрами и секциями изображений, по меньшей мере с той же точностью, с которой обеспечено пространственное согласование внутри каждого из этих устройств. Хотя эта высокая сложность изготовления сама по себе создает трудность для подделывания, она в то же время увеличивает затраты на изготовление. Поэтому существует потребность в устройстве, имеющем более простую конструкцию, но в тоже время производящем сильное визуальное впечатление, и изобретение решает эту задачу использованием растра фокусирующих элементов, который способен фокусировать свет в двух ортогональных направлениях (например растра сферических линз), в сочетании с описанными массивами продолговатых элементов изображения, ориентированных по-разному в разных областях.

Поскольку в обеих областях устройства может использоваться один и тот же растр фокусирующих элементов, может быть сформирован (при желании) единственный непрерывный растр, наложенный на массив элементов изображения, причем именно этот массив задает две области (или большее их количество). При таком выполнении требования в отношении точного пространственного совмещения растра фокусирующих элементов и массива элементов изображения также ослабляются или вообще снимаются. Единственное требование состоит в том, чтобы при одном выбранном угле наблюдения фокусирующие элементы в первой области устройства направляли к наблюдателю свет от всех элементов, соответствующих одному изображению, а все фокусирующие элементы во второй области направляли к наблюдателю свет от всех элементов, соответствующих другому изображению (которое может быть таким же, что и в первой области, или отличаться от него). Это требование предпочтительно обеспечивается использованием (одномерной) периодичности и, по существу, совпадающими ориентациями массива элементов изображения и растра фокусирующих элементов, как это имеет место в обычных лентикулярных устройствах. Альтернативно, если желательно расположить растр фокусирующих элементов под острым углом к массиву элементов изображения, то, чтобы получить тот же результат, продолговатые элементы изображения целесообразно чередовать, например, как это описано в WO 2014/085290 А.

Под "продолговатыми" понимаются такие индивидуальные элементы изображения, размер которых в одном направлении больше, чем в другом (ортогональном) направлении. Элементы изображения могут также именоваться "секциями изображения" или "изобразительными полосками". Массив элементов изображения в каждой области является периодическим в направлении, ортогональном длинной стороне продолговатых элементов. В типичном варианте каждый элемент изображения может проходить от одной стороны к противоположной стороне основания соответствующего фокусирующего элемента, причем два или более элементов изображения образуют набор взаимно параллельных элементов.

Первое и второе направления, вдоль которых ориентированы продолговатые элементы в первой и во второй областях соответственно, предпочтительно ортогональны. Такое расположение эффективно, поскольку при наклоне устройства вокруг первого или второго направления соответствующая область будет создавать лентикулярный эффект, тогда как в другой области никакого лентикулярного эффекта наблюдаться не будет. Однако можно использовать и другие соотношения двух направлений. Может также оказаться желательным задать более двух областей, в каждой из которых продолговатые элементы изображения ориентированы в направлении, отличном от направлений в других областях. В этом случае при наклоне одна область может (например) оставаться неизменной, тогда как две другие области демонстрируют два различных изменения. Таким методом, за счет соответствующего конфигурирования массива элементов изображения, могут создаваться сложные защитные эффекты без необходимости изменений растра фокусирующих элементов.

Как было упомянуто выше, растр фокусирующих элементов предпочтительно является непрерывным в пределах первой и второй областей и между ними. Это дополнительно снижает требования по пространственному согласованию между растром фокусирующих элементов и массивом элементов изображения, поскольку нет необходимости согласовывать по положению конкретную часть растра фокусирующих элементов с продолговатыми элементами изображения какой-либо области. Кроме того, если это желательно, для формирования всего защитного устройства может быть использован единственный предварительно изготовленный растр фокусирующих элементов (например в виде листа линз, изготовленного штамповкой или литьем) с элементами изображения, прикрепленными (например) к противоположной поверхности листа. Желательно также, чтобы и массив продолговатых элементов изображения являлся непрерывным в пределах первой и второй областей и между ними (с учетом необходимых изменений направления).

Чтобы сформировать защитное устройство, две области могут в принципе находиться в любых положениях одна относительно другой, например в разных местах защищаемого изделия, такого как документ, обладающий ценностью. Однако в предпочтительных вариантах первая и вторая области находятся рядом и предпочтительно примыкают одна к другой. Это упрощает локализацию областей и сравнение эффектов, которые они создают при наклонах устройства. Кроме того, две области могут быть сконструированы взаимодействующими одна с другой, чтобы получить конкретные визуальные эффекты.

Характер изображений, отображаемых устройством при различных углах наклона, может быть выбран в соответствии с желательным визуальным эффектом. В одном эффективном варианте массив продолговатых элементов изображения сконфигурирован таким образом, что при наклоне защитного устройства вокруг оси, параллельной направлению, вдоль которого в соответствующей области ориентированы продолговатые элементы изображения, первая или вторая область или обе области отображает (отображают) серию по меньшей мере из двух различных изображений. Изображения могут быть взаимосвязанными или невзаимосвязанными. Например, изображения могут быть различными видами одного объекта, чтобы создавать впечатление рассматривания, в процессе наклона устройства, трехмерного объекта. Альтернативно, изображения могут быть изображениями одного объекта в различных масштабах, чтобы создать впечатление "зуммирования" в сторону приближения или удаления изображения. В другом случае изображения могут быть расположены так, чтобы обеспечить морфинг (трансформирование одного изображения небольшими шагами в другое изображение).

Различные изображения могут также иметь различные цвета. В частности, в одном варианте массив продолговатых элементов изображения сконфигурирован таким образом, что при наклоне защитного устройства вокруг оси, параллельной направлению, вдоль которого в соответствующей области ориентированы продолговатые элементы изображения, первая или вторая область или обе области способна (способны) отобразить серию из по меньшей мере двух различных цветов. Например, изображения, демонстрируемые каждой областью, могут изменять цвет при наклоне устройства в релевантном направлении. В зависимости от выполнения областей и от направления наклона первая область может представляться приобретающей один цвет, тогда как вторая область представляется приобретающей иной цвет.

Желательно, чтобы по меньшей мере для одной позиции наблюдения первая и вторая области отображали один и тот же цвет, т.е. выглядели одинаково и, предпочтительно, были неотличимы невооруженным глазом одна от другой. Этого можно добиться, например, выполнив обе области отображающими одно и то же изображение в одном и том же цвете при одном угле наблюдения и, например, то же изображение в ином цвете при ином угле наблюдения. В результате при наклоне устройства только одна часть цельного изображения (соответствующая одной из областей) будет представляться изменяющей цвет, что выявит различие между областями.

В особенно предпочтительном примере изображение может задаваться за счет относительного расположения первой и второй областей и распознаваться по меньшей мере для одного угла наблюдения в результате контраста, имеющего место между цветом первой области и цветом второй области при этом угле наблюдения. Например, изображения, задаваемые элементами изображения, могут быть равномерно окрашенными цветными блоками, а воспринимаемая информация, которую несет устройство, может быть заключена в граничной линии между одной областью и следующей за ней. Эта информация может быть спрятана (за счет совпадения цветов двух областей) при рассматривании под одним или более углами. Альтернативно, информация может быть видна при всех углах рассматривания, но при наклоне устройств претерпевает изменения в контрасте со своим окружением. Например, при одном угле рассматривания информация (задаваемая первой областью) может заключаться в белом цвете, а ее фон (задаваемый второй областью) - в черном цвете, тогда как при другом угле рассматривания информация (задаваемая первой областью) будет заключаться в черном цвете, а ее фон (задаваемый второй областью) - в белом цвете.

В другом эффективном варианте массив продолговатых элементов изображения сконфигурирован таким образом, что при наклоне защитного устройства вокруг оси, параллельной направлению, вдоль которого в соответствующей области ориентированы продолговатые элементы изображения, первая или вторая область или обе области создает (создают) впечатление движущегося изображения. В предпочтительных примерах изображения в каждой области могут быть сконфигурированы для передачи движения в различных (наиболее предпочтительно в противоположных) направлениях одно по отношению к другому.

Особенно предпочтительный вариант сконфигурирован таким образом, что первая и вторая области при их рассматривании по меньшей мере при одном угле наблюдения формируют изображение, распознаваемое невооруженным глазом наблюдателя и образованное частями изображения, имеющимися в каждой области (т.е. обеими областями). При этом продолговатые элементы изображения задают различные виды соответствующей части изображения, так что при наклоне защитного устройства вокруг оси, параллельной первому или второму направлению, соответствующая часть изображения, образованная одной областью, представляется движущейся в поперечном направлении, тогда как другая часть изображения остается неподвижной. Такое выполнение обеспечивает особенно высокую визуальную эффективность, поскольку различие между двумя областями скрыто при определенных углах рассматривания (предпочтительно при рассматривании устройства вдоль оси, т.е. по нормали к нему), но становится заметным при наклоне устройства.

Во всех вариантах продолговатые элементы изображения могут быть сконфигурированы так, чтобы нести любое количество изображений (но по меньшей мере два в каждой области). Каждому изображению будет соответствовать один элемент изображения, составляющий часть каждого "набора" элементов изображения, причем один такой набор предусматривается для каждого фокусирующего элемента в растре. Таким образом, если область сконфигурирована, например, для отображения (при различных углах наблюдения) двух изображений, под каждым фокусирующим элементом будут находиться два элемента изображения (по одному для каждого из двух изображений). При этом нет необходимости конфигурировать две области для отображения одинаковых изображений или даже одинакового количества различных изображений, хотя это часто является предпочтительным. Каждое изображение может иметь любую желательную форму, но в предпочтительных примерах каждое изображение содержит букву, цифру, символ, знак, логотип, портрет или графику. Изображения предпочтительно отличаются одно от другого, но одно или более из них (т.е. изображения, образующие подгруппу отображаемых каждой областью изображений) могут быть одинаковыми при условии, что имеются также по меньшей мере два различающихся изображения. Каждый элемент изображения будет частью, например пикселем или линией пикселей, соответствующего изображения. В некоторых предпочтительных примерах все изображения содержат общий изобразительный компонент ("контурную линию"), отображаемый (отображаемую) областью защитного устройства при всех углах наблюдения. Присутствие такого компонента, который является постоянно видимым в процессе наклона устройства, облегчает наблюдателю сравнение видов устройства при различных углах рассматривания и, как следствие, восприятие изменений визуального эффекта. В одном особенно эффективном варианте общий изобразительный компонент является контуром, окружающим область с контентом, варьирующимся (например в терминах цвета) между различными изображениями. Данный компонент может быть сформирован также в виде границы, окружающей внутреннюю часть изображения, или в виде секции изображения.

В некоторых предпочтительных вариантах элементы изображения образованы посредством красок. В этом случае элементы изображения могут быть просто распечатаны на подложке, хотя их можно задавать также с использованием рельефной структуры. Это позволяет сконструировать намного более тонкие устройства, что особенно полезно при их использовании с защищаемыми документами. Подходящие рельефные структуры могут быть сформированы в подложке или на ее поверхности тиснением или литьем с отверждением. Из этих двух процессов более высокую точность при реплицировании обеспечивает литье с отверждением.

Как будет подробно описано далее, могут свободно использоваться различные рельефные структуры. При этом элементы изображения могут быть сформированы посредством тиснения/литья с отверждением в форме структур типа дифракционных решеток. Различные части изображения могут быть сделаны отличными от других посредством использования различных шагов или различных ориентаций решеток, что обеспечит получение областей с различными цветами за счет дифракции. Альтернативные (и/или обеспечивающие дополнительные отличия) изобразительные структуры могут быть антиотражающими структурами, такими как "глаз мотылька" (см., например, WO 2005/106601 А), структуры с дифракцией нулевого порядка, оптические структуры в виде ступенчатых поверхностей, известные как Aztec-структуры (см., например, WO 2005/115119 А) или простые рассеивающие структуры. Применительно к большинству приложений эти структуры могут быть частично или полностью металлизированы с целью усиления яркости и контраста. В типичном варианте ширина каждого элемента изображения может быть меньше 50 мкм, предпочтительно меньше 40 мкм, более предпочтительно меньше 20 мкм, наиболее предпочтительно составлять 5-10 мкм.

Можно использовать любое количество (но не менее двух) изобразительных полосок в расчете на одну ячейку, и это количество будет зависеть от ряда факторов, включая количество различных изображений, которые желательно использовать. В теории верхний предел количества элементов изображения отсутствует. Однако на практике по мере увеличения количества изображений разрешение будет уменьшаться, поскольку для отображения каждого изображения будет использоваться все меньшая часть площади ячейки (и, следовательно, устройства в целом). Кроме того, при практической реализации количество элементов изображения, которые могут быть образованы в одной ячейке, будет ограничиваться разрешением, с которым формируются эти элементы.

Например, если для формирования элементов изображения используется метод печати с минимальным размером печатного элемента 15 мкм, в ячейке шириной 30 мкм по ширине ячейки можно разместить максимум две изобразительные полоски. Предположим, однако, что этот минимальный размер может быть уменьшен примерно до уровня 1 мкм (например, путем использования при формировании элементов изображения, вместо печатных элементов, рельефных структур). Тогда количество элементов изображения будет, скорее всего, ограничиваться желательным визуальным эффектом и объемом файла данных по изображениям, с которым можно работать на стадии конструирования печатающего инструмента. Типы эффектов, которые требуют большого количества положений в составе матрицы положений, включают анимационные эффекты и особенно эффекты непрерывного и горизонтального параллакса. Но даже в этом случае не достигается существенного выигрыша от формирования более одного элемента изображения на градус наклона, поскольку меньшие угловые приращения практически не могут быть разрешены наблюдателем. Поскольку на практике устройства, как правило, будут рассматриваться в пределах углов наблюдения примерно 30°-35° по каждой ортогональной оси, практический верхний предел количества элементов, которое может использоваться для достижения плавного эффекта параллакса или анимации изображения с использованием полосок, составляет около 30 в каждой ячейке. Однако для фокусирующего элемента и для ячейки с размерами 30 мкм это потребует способности формировать элемент данных с размерами 1 мкм.

На практике, однако, даже угловые шаги 2°-3° могут быть достаточно малыми, чтобы не создавать зернистость в изображении; следовательно, 9 или 11 элементов изображения на ячейку могут обеспечить хорошее качество при условии, что эти элементы могут быть сформированы с размерами около 3 мкм. Еще одним фактором является то, что фокальное пятно (т.е. часть массива элементов изображения, которая направляется в сторону наблюдателя каждым фокусирующим элементом) на практике будет в типичном случае иметь, для линзы с размером основания 30 мкм, эффективную ширину или диаметр не менее 1,5-2 мкм. Как следствие, элементы изображения с размером меньше 2 мкм не будут разрешаться. Таким образом, для фокусирующего элемента с размером 30 мкм предпочтительное максимальное количество изобразительных полосок на ячейку находится вблизи 15, 11 или 9.

Массив элементов изображения предпочтительно локализован примерно в фокальной плоскости фокусирующих элементов. Типичные толщины защитных устройств согласно изобретению составляют 5-200 мкм, более предпочтительно 10-70 мкм, при высоте линз 1-70 мкм, более предпочтительно 5-25 мкм. Устройства с толщиной в интервале 50-200 мкм могут, в частности, подходить для использования в структурах, формируемых на ламинатах в картах, например в водительских правах, и в других идентификационных документах, а также в других структурах, например в высоконадежных защитных ярлыках. Подходящие максимальные значения ширины элементов изображения (связанные с толщиной устройства) равны соответственно 25-50 мкм. Устройства с толщиной в интервале 65-75 мкм могут быть подходящими для размещения, например, в зоне окон и "полуокон" полимерных банкнот. Соответствующие максимальные значения ширины элементов изображения составляют около 30-37 мкм. Устройства с толщиной до 35 мкм могут предназначаться для нанесения на документы (такие как бумажные банкноты) в форме полосок, патчей (patch) или защитных нитей, а также на полимерные банкноты, где линзы и элементы изображения находятся на одной стороне основы документа.

Если элементы изображения выполнены, как рельефная структура, глубина рельефа будет зависеть от метода его формирования. Если рельеф определяется конструкцией дифракционной решетки, его типичная глубина будет находиться в интервале 0,05-1 мкм; если же используется более грубая (недифракционная) рельефная структура, глубина рельефа предпочтительно находится в интервале 0,5-10 мкм, более предпочтительно в интервале 1-5 мкм.

В предпочтительных примерах фокусирующими элементами являются линзы или зеркала, которые предпочтительно имеют сферические или асферические фокусирующие поверхности. Оптические силы линз могут быть различными в различных направлениях, например, чтобы создать эффект, согласно которому изображение представляется расфокусированным при наклоне устройства. Однако каждый фокусирующий элемент предпочтительно имеет, по существу, постоянную оптическую силу в каждом из по меньшей мере двух ортогональных направлений. В особо предпочтительных вариантах фокусирующие элементы способны фокусировать свет во всех направлениях и могут иметь во всех этих направлениях, по существу, равную оптическую силу (т.е. обладать бесконечной вращательной симметрией), как это имеет место применительно к сферическим и некоторым асферическим линзам.

Периодичность растра фокусирующих элементов и, следовательно, максимальный размер основания индивидуальных фокусирующих элементов связаны с толщиной устройства и предпочтительно находятся в интервале 5-200 мкм, более предпочтительно 10-70 мкм, наиболее предпочтительно 20-40 мкм. Эти значения относятся к обоим размерам. Диафрагменное число (f-number) для фокусирующих элементов предпочтительно находится в интервале 0,25-16, более предпочтительно 0,5-10. Типичное значение диафрагменного числа находится в интервале 0,7-8, предпочтительно 1-4. Для плоско-выпуклой или плоско-вогнутой линзы диафрагменное число не может быть меньше 1,0. Диафрагменное число равно f/D, где f - фокусное расстояние, a D - диаметр основания фокусирующего элемента. Поскольку значение f близко к r/(n-1), где n - показатель преломления (≈ 1,45-1,5), а r - это радиус, диафрагменное число приближенно равно 2 r. Для плоско-выпуклой или плосковогнутой линзы диафрагменное число не может быть меньше 1,0 (поскольку максимальное значение D равно 2 r). Фокусирующие элементы могут быть выполнены различным образом, но предпочтительно посредством термического тиснения или реплицируемого литья с отверждением (cast-cure replication). Альтернативно, могут быть использованы печатные фокусирующие элементы, описанные в US 6856462 В. Если фокусирующие элементы - это зеркала, на фокусирующую поверхность может быть нанесен отражающий слой.

Фокусирующие элементы могут быть размещены различным образом. В предпочтительном примере сетка (решетка), в соответствии с которой они расположены, является ортогональной (квадратной или прямоугольной). В других предпочтительных вариантах эта сетка является гексагональной (например плотноупакованной) сеткой. В обоих случаях продолговатые элементы изображения имеют в каждой области одномерную периодичность.

Как было упомянуто выше, варианты изобретения могут быть осуществлены без согласования взаимных положений фокусирующих элементов и элементов изображения. Однако такое согласование является предпочтительным в определенных вариантах, чтобы обеспечить улучшенную управляемость результирующим визуальным эффектом. В частности, такое согласование позволяет управлять тем, какое именно из различных изображений отображается при конкретных углах наблюдения.

Защитное устройство предпочтительно выполнено в виде защитной нити, полоски фольги или вставки, или защитного ярлыка, или патча. Подобные устройства могут прикрепляться или встраиваться в изделия (такие как документы, обладающие ценностью) с применением известных технологий, например использующих "ныряющую" нить или полоску, перекрывающую окно в документе. Изделие предпочтительно выбирается из банкнот, чеков, паспортов, идентификационных карт, сертификатов аутентичности, гербовых марок и других документов для подтверждения ценности или идентификации личности.

Альтернативно, защитные устройства типа описанных выше могут изготавливаться заодно с вышеупомянутыми изделиями. В частности, в предпочтительных вариантах изделие содержит основу (подложку) с прозрачной частью, при этом на противоположных сторонах прозрачной части расположены фокусирующие элементы и продолговатые элементы изображения.

Как было отмечено выше, изобретение предлагает также способ изготовления описанного защитного устройства.

Краткое описание чертежей

Далее, со ссылками на прилагаемые чертежи, будут описаны примеры защитных устройств, которые будут сопоставлены с известными решениями.

На фиг. 1 представлен, в перспективном изображении, пример известного защитного устройства.

На фиг. 2 показана, в сечении, часть защитного устройства по фиг. 1.

На фиг. 3 представлено, в перспективном изображении, защитное устройство в соответствии с первым вариантом изобретения.

На фиг. 4 устройство по фиг. 3 показано в сечении вертикальной плоскостью, параллельной оси X.

На фиг. 5 схематично иллюстрируется расположение фокусирующих элементов и элементов изображения в соответствии с вариантом изобретения.

На фиг. 6 представлен пример защитного устройства с иллюстрацией позиций пяти наблюдателей, соответствующих различным углам наблюдения.

На фиг. 7 и 8 иллюстрируются два защитных устройства согласно вариантам изобретения, каждое из которых рассматривается из показанных на фиг. 6 позиций, соответствующих пяти наблюдателям.

На фиг. 9 представлен еще один пример защитного устройства в соответствии с вариантом изобретения, нанесенного на первый вариант защищаемого документа.

На фиг. 10 защитное устройство по фиг. 9 показано нанесенным на второй вариант защищаемого документа.

На фиг. 11 представлен другой пример защитного устройства в соответствии с вариантом изобретения, рассматриваемого из девяти различных позиций.

На фиг. 12(a) и 12(b) схематично показан пример фокусирующего элемента, пригодного для использования в различных вариантах изобретения.

На фиг. 13(a) и 13(b) показаны, соответственно, растр фокусирующих элементов согласно еще одному варианту изобретения и фокусирующий элемент.

На фиг. 14(a)-14(d) показаны четыре ячейки, на базе которых может быть построен массив элементов изображения согласно варианту изобретения.

На фиг. 15 иллюстрируются различные примеры рельефных структур, которые можно использовать, чтобы сформировать элементы изображения в соответствии с изобретением.

На фиг. 16-18 представлены, на виде в плане (а) и в сечении (b), три варианта изделия, несущего защитные устройства согласно вариантам изобретения.

На фиг. 19 иллюстрируется, на видах в плане (а), сзади (b) и в сечении (с), еще один вариант изделия, несущего защитное устройство согласно изобретению.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 и 2 представлен пример лентикулярного устройства 1 в соответствии с принципами, описанными в WO 2011/051669 А, чтобы проиллюстрировать некоторые принципы функционирования подобных устройств. На фиг. 1 это устройство представлено в перспективном изображении, причем можно видеть, что на прозрачной подложке 2 находится массив цилиндрических линз 4. На противоположной стороне подложки 2, точно напротив цилиндрических линз, находится массив 6 элементов изображения. У устройства имеются две области и R₂. Цилиндрические линзы 4 и изобразительные полоски 7 в первой области R₁ ориентированы своим продольным размером в первом направлении (представленном осью Y), а во второй области R₂ - во втором направлении (представленном осью X). Как лучше всего видно в сечении вертикальной плоскостью, параллельной оси X (см. фиг. 2, на которой показана только область устройства), каждая изобразительная полоска соответствует части одного из нескольких изображений, обозначенных, как A-G. В сечении области R₂ плоскостью, параллельной оси Y, наблюдалась бы точно такая же конструкция.

Под каждой линзой 4 лентикулярного массива расположено по одной изобразительной полоске от каждого изображения A-G, так что каждой линзе соответствует набор изобразительных полосок. Полоски под первой линзой будут соответствовать первым с