RS61014B1 - Optički promenljivi uređaj - Google Patents

Description

TEHNIČKO PODRUČJE PRONALASKA

[0001] Pronalazak se odnosi na optički promenlјivi uređaj, koji formira trodimenzionalnu sliku u boji proizvolјnog objekta i može se koristiti kao sigurnosni element za autentifikaciju predmeta i dokumenata, kao i kao ukrasni element.

STANJE TEHNIKE

[0002] Optički promenlјivi uređaj je uređaj koji pod različitim uslovima osvetlјenja i posmatranja (ugao osvetlјenja, ugao posmatranja, spektar izvora osvetlјenja, itd.) rekonstruiše drugačiju sliku i, takođe, može prikazati različite optičke efekte. Zbog toga je pogodan za upotrebu kao ukrasni element, kao i zaštitni element protiv falsifikovanja robe, ličnih dokumenata, novčanica, hartija od vrednosti, kreditnih kartica i tako dalјe.

[0003] Poznat je optički promenlјivi uređaj [US 2006/0056065 A1], koja uklјučuje relјefnu difraktivnu strukturu u obliku žlebova sa stepenastim profilom u obliku Frenelovih difraktivnih zona koje rekonstruišu trodimenzionalnu sliku proizvolјnog objekta. Kada je osvetlјen belom svetlošću, ovaj optički uređaj tačno rekonstruiše oblik objekta, ali ne i njegovu boju. Kada je objekat mat, rekonstruisana slika je u različitim nijansama sive, a kada objekat ima glatku površinu, rekonstruisana slika ima iridescentnu obojenost usled difrakcije od periodične konstrukcije optičkog uređaja. Da bi se rekonstruisala trodimenzionalna slika proizvolјnog objekta određene boje, poznati optički uređaj nalazi se između dva sloja, od kojih je najmanje jedan obojen farbom u boji ili pigmentom. Kada je osvetlјena belom svetlošću, trodimenzionalna slika proizvolјnog objekta rekonstruisanog ovim optičkim uređajem je u potpunosti obojena u jednu određenu boju, što nije relevantno za stvarnu boju objekta. Poznati optički promenlјivi uređaj ne dozvolјava visokokvalitetnu rekonstrukciju trodimenzionalne slike objekta u boji u više od jedne boje. Ograničava umetničke i estetske karakteristike dizajna. Štaviše, za rekonstrukciju slike u boji potrebno je koristiti lakove u boji ili folije, što optički uređaj čini skuplјim. Upotreba slojeva u boji zahteva dodatnu kontrolu u proizvodnom procesu, što dodatno povećava cenu krajnjeg proizvoda.

[0004] US 2017/106690 A1 stavlja na uvid javnosti hibridni sigurnosni uređaj za sigurnosne dokumente i tokene koji sadrži: podlogu; prvu mikrostrukturu za prvi optički promenlјivi uređaj koga nosi podloga u prvom regionu; i drugu mikrostrukturu za drugi optički promenlјivi uređaj koga nosi podloga u drugom regionu; navedeni prvi i drugi region su međusobno isprepleteni ili razasuti u najmanje jednom području; navedena prva mikrostruktura ima visinski profil koji se razlikuje od profila druge mikrostrukture za više od 0,5 mikrona. Opisani uređaj ne rekonstruiše 3D sliku visoke rezolucije i oštrine proizvolјnog objekta obojenog u razne unapred odabrane boje, uklјučujući nespektralne boje vidlјive unutar širokog ugla posmatranja prvog reda. Pored toga, postupak proizvodnje navedenog uređaja uklјučuje niz faza otpornog premazivanja i izlaganja. Budući da ovaj proces troši vreme i resurse, niske je produktivnosti i nije pogodan za masovnu proizvodnju.

[0005] US 2015/224809 A1 stavlja na uvid javnosti sigurnosni element, posebno u obliku višeslojnog filmskog tela, sa prvom površinom koja je prozirna u propuštenoj svetlosti, pri čemu zaštitni element ima podlogu koja u prvom delu ima jednu ili više propusnih difrakcionih konstrukcija koje prikazuju jednu ili više optičkih sigurnosnih karakteristika kada se posmatraju u propuštenoj svetlosti. Kada je osvetlјen belom svetlošću, ovaj optički sigurnosni element prikazuje u prenosu 2D sliku vidlјivu u uskom uglu posmatranja sa promenom boje i dinamičkim efektima kada se nagne i/ili okrene.

[0006] AU 2015 243835B2 stavlja na uvid javnosti optičku sigurnosnu komponentu namenjenu za posmatranje pod direktnim odrazom, koja sadrži strukturu ugraviranu na sloj materijala koji ima indeks prelamanja n2, tanak sloj dielektričnog materijala koji ima indeks prelamanja n1, osim n2, nanet na strukturi, i sloj materijala koji ima indeks prelamanja n0, osim n1, koji obuhvata (inkapsulira) obloženu strukturu tankog sloja. Struktura ima prvi obrazac modulisan drugim obrascem na takav način da: u najmanje jednom prvom regionu prvi obrazac sadrži barelјef sa prvim nizom faseta, čiji je oblik određen tako da generiše najmanje jedan prvi konkavni ili konveksni cilindrični reflektujući element, a drugi uzorak formira prvu rešetku podtalasne dužine koja deluje nakon nanošenja tankog sloja i inkapsuliranja strukture, kao prvi filter koji oduzima talasnu dužinu; u najmanje jednom drugom regionu, prvi obrazac sadrži niskorelјefni oblik sa drugim nizom faseta čiji su oblici određeni tako da generišu najmanje jedan drugi konkavni ili konveksni cilindrični reflektujući element, a drugi obrazac čini drugu rešetku podtalasne dužine koja deluje nakon nanošenja tankog sloja i inkapsuliranja strukture, kao drugi filter koji oduzima talasnu dužinu, odvojen od prvog. Ovaj optički element ne rekonstruiše 3D sliku objekta. Kada je osvetlјen belom svetlošću, prikazuje u nultom redosledu dinamički vizuelni efekat „prolaznih svetlih traka“ koji se vidi u uskom uglu posmatranja.

[0007] US 2013/0052373 A1 stavlja na uvid javnosti komponentu za optičku potvrdu verodostojnosti vidlјivu u refleksiji, koja sadrži najmanje jednu strukturu utisnutu na polimernu podlogu indeksa n0nanetog na strukturu, tanak sloj, napravlјen od dielektričnog materijala koji ima indeks prelamanja n1različit od n0nanetog na datu strukturu i sloj napravlјen od materijala koji ima indeks n2slično n0koji inkapsulira strukturu presvučenu tankim slojem. Data struktura sadrži prvi obrazac modulisan drugim obrascem. Prvi obrazac je barelјef koji sadrži niz faseta čiji je oblik definisan kako bi se simulirala slika u relјefu objekta u relјefu. Drugi obrazac je periodična rešetka definisana kako bi se modulisao prvi obrazac kako bi se proizvela, nakon što se na tanki sloj nanese, prva boja pod prvim uglom gledanja i druga boja pod drugim uglom gledanja dobijena azimutnom rotacijom komponente za optičku potvrdu verodostojnosti. Kada je osvetlјena belom svetlošću, ova komponenta za optičku potvrdu verodostojnosti prikazuje sliku sa iridescentnim bojama u visokim difrakcionim redosledima (± 1, ± 2, ...) koja se posmatra pod oštrim uglom gledanja. Slika u nespektralnim i crnim bojama mogla bi se posmatrati samo pri spekularnoj refleksiji. Ova optička komponenta ne može da rekonstruiše sliku objekta u nespektralnim bojama, na primer smeđoj, vidlјivu u širokom opsegu uglova posmatranja. Pored toga, osvetlјenost ove komponente za optičku potvrdu verodostojnosti je niska zbog niskog koeficijenta refleksije polimera sa dielektričnim premazom. To ima za rezultat sliku niskog kontrasta kada se komponenta za optičku potvrdu verodostojnosti nanese na svetlu podlogu ili beli papir ili plastiku. Da bi se prevazišao ovaj nedostatak i povećao kontrast slike, nanosi se dodatni neprozirni tamni sloj koji povećava troškove opisane komponente za potvrdu verodostojnosti.

Izrazi i definicije

[0008] Izrazi i definicije u predmetnom pronalasku imaju sledeće značenje.

[0009] Vidlјivi spektar - opseg talasne dužine svetlosti λ od 380 nm do 750 nm.

[0010] Dužina optičke putanje - proizvod fizičke dužine i indeksa prelamanja medijuma kroz koji se svetlost širi.

[0011] Spektralna boja - boja sa jednom dominantnom talasnom dužinom iz vidlјivog spektra svetlosti.

[0012] Nespektralna boja - boja dobijena mešanjem dve ili više spektralnih boja, usled čega se dobija boja sa niskim zasićenjem, poput smeđe, lјubičaste, lila, itd.

[0013] Crna boja - boja koju karakterišu sledeća svojstva:

● Ujednačene spektralne karakteristike u vidlјivom spektru, u kojima spektralne komponente odstupaju od prosečnog intenziteta sa najviše 10%;

● Intenzitet svetlosti slike u crnoj boji nije veći od 5% intenziteta svetlosti okolnih slika.

[0014] Osvetlјenje belom svetlošću - osvetlјenje optičkog promenlјivog uređaja prirodnom usmerenom nepolarizovanom svetlošću.

KRATAK PRIKAZ PRONALASKA

[0015] Cilј predmetnog pronalaska je da se stvori optički promenlјivi uređaj koji kada je osvetlјen belom svetlošću tačno rekonstruiše trodimenzionalnu sliku proizvolјnog objekta obojenog u različite unapred odabrane boje, uklјučujući nespektralne boje, kao i crnu boju, tako da je rekonstruisana slika visoke rezolucije i oštrine i vidlјiva u širokom opsegu ugla posmatranja, a optički promenlјivi uređaj tehnološki je pogodan za masovnu proizvodnju. Sledeći cilј pronalaska je stvaranje optičkog zaštitnog elementa za proveru verodostojnosti predmeta i dokumenata koji rekonstruiše tačnu trodimenzionalnu sliku proizvolјnog objekta u raznim bojama, uklјučujući crnu.

[0016] Zadatak se rešava kako je definisano u patentnom zahtevu 1 stvaranjem optičkog promenlјivog uređaja koji uklјučuje prvu relјefnu difraktivnu strukturu koja se sastoji od žlebova u obliku Frenelovih difraktivnih zona od proizvolјnog objekta i rekonstrukcijom trodimenzionalne slike navedenog objekta kroz promene smera žlebova i rastojanja između njih (slika 1a, 1b). Ako se postave određene visine i broj stepenika u ovoj difraktivnoj strukturi, data difraktivna struktura će rekonstruisati trodimenzionalnu sliku objekta sa pravim bojama, ali će njegov oblik biti iskrivlјen - na nekim mestima će objekat biti deblјi ili tanji.

[0017] Da bi se izbegao ovaj efekat, druga relјefna difraktivna struktura se matematički dodaje prvoj relјefnoj difraktivnoj strukturi. Data druga relјefna difraktivna struktura sastoji se od područja koja sadrže udublјenja različitog oblika, veličine i pravca i rastojanja d između njih, a granice navedenih područja podudaraju se sa granicama područja u istoj boji originalnog objekta (slika 1c). Rastojanje d između udublјenja određuje ugao difrakcije svetlosti i na taj način se prikazuje odgovarajuća boja. Iz praktičnih razloga - pogodnosti za posmatranje - rastojanje d za svetlost vidlјivog spektra je postavlјeno između 1 µm i 10 µm prema pronalasku. Raspon vrednosti za rastojanje d određuje raspon ugla posmatranja za optički promenlјivi uređaj. Rekonstruisana slika se približava spekularnoj refleksiji sa povećanjem rastojanja d, a spekularni odsjaj zasleplјuje posmatrača i sprečava ga da opazi rekonstruisanu sliku na d > 10µm. Profil udublјenja je formiran od N broja diskretnih ravni, gde N je između 2 i 7, a visina hidatih ravni je između 0,02 µm i 1 µm. Rastojanje d između udublјenja, broja N i visine hiravni su iste u svakoj oblasti i njihove vrednosti se određuju bojom objekta u odgovarajućoj oblasti. Dakle, difraktivna struktura može da deluje kao spektralni filter, koji pojačava svetlost sa određenom talasnom dužinom i smanjuje intenzitet svetlosti sa ostalim talasnim dužinama, u zavisnosti od broja i visine ravni.

[0018] Kada profil udublјenja čine samo dve diskretne ravni, tj. binarni profil (vidi sliku 2c), difraktivna struktura obezbeđuje samo 0 i ± 1 redove difrakcije svetlosti. Sa povećanjem broja ravni, pojavlјuju se viši redovi difrakcije i spektralne karakteristike se menjaju - svetlost različitih redova se meša, pa boja postaje belјa, a paleta dostupnih boja se smanjuje.

[0019] Moguće je da diskretne ravni formiraju stepenasti profil, a visina stepenica siu svakoj oblasti sa jednakom bojom je ista i zavisi od boje objekta u odgovarajućoj oblasti. Takva difraktivna struktura bojenja ima usmereni obrazac difrakcije, tj. svetlost se difraktuje samo u jednom redosledu. Ovo povećava osvetlјenost difrakcije od strukture bojenja i omogućava posmatranje različitih boja pod različitim uslovima posmatranja. Tako, na primer, objekat može imati različite boje u 1 i -1 redosledu difrakcije od optičkog promenlјivog uređaja.

[0020] Udublјenja mogu imati dugulјasti oblik i mogu formirati difraktivnu rešetku, a odnos između dužine L i širinu b navedenih depresija je ≥10.

[0021] Optički promenlјivi uređaj može biti od metala ili od prozirnog polimernog materijala. Metalni premaz, najčešće aluminijum, može se naneti preko polimernog materijala kako bi se povećala efikasnost refleksije.

[0022] Premaz od prozirnog dielektrika sa indeksom prelamanja ≥1,8 može se naneti pre metalnog premaza da bi se postigle posebne karakteristike spektra; cink sulfid (ZnS) se najčešće koristi.

[0023] Optički promenlјivi uređaj može biti od prozirnog polimernog materijala sa prozirnim dielektričnim premazom, najčešće od ZnS. Ovaj optički uređaj rekonstruiše trodimenzionalnu sliku u boji pri prenosu ili odbijanju, dok se neke dodatne vizuelne informacije mogu videti ispod njega. Optički promenlјivi uređaj može biti oblikovan u relјefnom sloju, a otpuštajući sloj i osnovni sloj su uzastopno postavlјeni preko datog relјefnog sloja. Svi slojevi su od prozirnih polimernih materijala. Obično je relјefni sloj polimer akrilat; otpuštajući sloj je vosak, a osnovni sloj - polietilen tereftalat (PET). Premaz se nanosi preko optičkog promenlјivog uređaja; dat premaz može biti od metala, najčešće aluminijuma, dielektrika, najčešće ZnS, ili od metala i dielektrika, pri čemu je poslednji na strani posmatrača. Preko premaza se može postaviti samoleplјivi sloj. Ovaj optički uređaj pogodan je za upotrebu kao sigurnosni element u obliku samoleplјive nalepnice (vinjete, nalјepnice, etikete za robu, itd.).

[0024] Optički promenlјivi uređaj može biti oblikovan u relјefnom sloju sa uzastopno postavlјenim preko njega otpornim slojem za zaštitu od mehaničkih i hemijskih dejstava, otpuštajućim slojem i osnovnim slojem. Svi slojevi su napravlјeni od prozirnih polimernih materijala. Obično je relјefni sloj polimer akrilat, otporni sloj tvrdi polimer, a najčešće mešavina akrilata sa voskom, otpuštajući sloj je vosak i osnovni sloj - PET. Premaz se nanosi preko optičkog promenlјivog uređaja. To može biti metal, najčešće aluminijum, dielektrik, najčešće ZnS ili metal i dielektrik, pri čemu je poslednji na strani posmatrača. Preko sloja je sloj adheziva koji se aktivira toplotom. Ovaj optički uređaj pogodan je za upotrebu kao sigurnosni element za lična dokumenta, novčanice i druge hartije od vrednosti.

[0025] Prednost optičkog promenlјivog uređaja prema pronalasku je u tome što tačno rekonstruiše trodimenzionalnu sliku u boji proizvolјnog objekta u raznim unapred odabranim bojama, uklјučujući i nespektralne boje, i u crnoj boji, a rekonstruisana slika je visoke rezolucije i oštrina i vidlјiva je iz širokog spektra uglova posmatranja. Štaviše, nakon posmatranja pod različitim uglovima, omogućava posmatranje dinamičkih efekata u boji - pri naginjanju ili rotaciji optičkog uređaja primećuju se dosledne slike u različitim bojama. Optički uređaj prema pronalasku pogodan je za masovnu proizvodnju. Može se serijski proizvoditi kao rolna sa holografskim nalepnicama ili na foliji za vruće utiskivanje i vrlo je pogodan za upotrebu kao sigurnosni element za autentifikaciju robe, ličnih dokumenata i hartija od vrednosti.

KRATAK OPIS CRTEŽA

[0026] Pronalazak je dalјe prikazan pratećim crtežima koji služe da objasne načela pronalaska bez njegovog ograničenja. Realizacija sa slika 4a do sl. 4e ne spada u opseg patentnih zahteva:

Slika 1a) je aksonometrijski prikaz trodimenzionalnog objekta sa tri područja u različitim bojama;

Slika 1b) je pogled odozgo na prvu relјefnu difraktivnu strukturu optičkog promenlјivog uređaja koji rekonstruiše objekat sa slike 1a;

Slika 1c) je aksonometrijski prikaz druge relјefne difraktivne strukture optičkog promenlјivog uređaja koji rekonstruiše objekat sa slike 1a;

Slika 2a) je presek A-A trodimenzionalnog objekta sa slike 1a;

Slika 2b) je poprečni presek prve relјefne difraktivne strukture optičkog promenlјivog uređaja, koji rekonstruiše objekat sa slike 1a;

Slika 2c) je poprečni presek druge relјefne difraktivne strukture sa binarnim profilom optičkog promenlјivog uređaja, koji rekonstruiše trodimenzionalni objekat sa slike 1a; Slika 2d) je poprečni presek optičkog promenlјivog uređaja koji pri refleksiji rekonstruiše objekat sa slike 1a;

Slika 3a) je presek A-A trodimenzionalnog objekta sa slike 1a;

Slika 3b) je poprečni presek prve relјefne difraktivne strukture optičkog promenlјivog uređaja, koji rekonstruiše objekat sa slike 1a;

Slika 3c) je poprečni presek alternativne realizacije druge relјefne difraktivne strukture optičkog promenlјivog uređaja, koji rekonstruiše objekat sa slike 1a;

Slika 3d) je poprečni presek druge realizacije optičkog promenlјivog uređaja koji rekonstruiše pri prenosu objekat sa slike 1a u raznim bojama u skladu sa uglom posmatranja;

Slika 4a) je aksonometrijski prikaz trodimenzionalnog objekta u crnoj boji;

Slika 4b) je presek B-B trodimenzionalnog objekta sa slike 4a;

Slika 4c) je presek prve relјefne difraktivne strukture (1) optičkog promenlјivog uređaja, koji rekonstruiše trodimenzionalni objekat sa slike 1a.

Slika 4d) je aksonometrijski prikaz alternativne realizacije druge relјefne difraktivne strukture u obliku dvodimenzionalne matrice sa dugulјastim udublјenjima sa L ≥10 b. Slika 4e) je poprečni presek optičkog promenlјivog uređaja koji pri refleksiji rekonstruiše objekat sa slike 4a;

Slika 5a) je presek A-A trodimenzionalnog objekta sa slike 1a;

Slika 5b) je presek prve relјefne difraktivne strukture optičkog promenlјivog uređaja koji rekonstruiše objekat sa slike 1a;

Slika 5c) je aksonometrijski prikaz alternativne realizacije druge relјefne difraktivne strukture sa dugulјastim udublјenjima;

Slika 5d) je poprečni presek druge realizacije optičkog promenlјivog uređaja koji pri refleksiji rekonstruiše objekat sa slike 1a u raznim bojama u zavisnosti od ugla posmatranja;

Slika 6a) je višeslojna realizacija optičkog promenlјivog uređaja u obliku nalepnice; Slika 6b) je višeslojna realizacija optičkog promenlјivog uređaja u obliku folije za toplo utiskivanje.

OPIS REALIZACIJA

[0027] Na slikama 2a - 2d prikazana je realizacija optički promenlјivog uređaja prema pronalasku formiranog na metalnoj površini. Obuhvata prvu relјefnu difraktivnu strukturu 1, koju čine žlebovi 2 u obliku Frenelovih difraktivnih zona objekta 3, u ovom slučaju grafičkog znaka P sastavlјenog od tri područja u različitim bojama - na primer tamno žute, tamno narandžaste i tamno lјubičaste.

[0028] Druga relјefna difraktivna struktura 4 matematički je dodata preko prve relјefne difraktivne strukture 1. Data druga relјefna difraktivna struktura 4 uklјučuje tri područja 7 sa binarnim profilom udublјenja 5, tj. brojem ravni N=2, i visine hiravni u svakom od područja 7 su različite - u prvom području visina h1= 0,22µm, u drugom području h2= 0,265µm, a u trećem području h3= 0,29µm. Rastojanje d između udublјenja 5 u svim oblastima 7 je između 1µm i 5µm. Područja 7 druge relјefne difraktivne strukture 4 odgovaraju površinama objekta 3 iste boje.

[0029] Kada je ovaj optički promenlјivi uređaj osvetlјen belom svetlošću kao rezultat difrakcije svetlosti, posmatrač pri refleksiji može videti trodimenzionalnu sliku grafičkog znaka P, koja u obliku i boji odgovara objektu 3. U ovom slučaju rekonstruisana trodimenzionalna slika se pojavlјuje u tamno žutoj, narandžastoj i lјubičastoj boji i može se posmatrati iz širokog spektra uglova posmatranja.

[0030] Slike 3a - 3c prikazuju još jednu realizaciju optički promenlјivog uređaja prema pronalasku. Uklјučuje prvu relјefnu difraktivnu strukturu 1, koja se sastoji od žlebova 2 u obliku Frenelovih difraktivnih zona objekta 3, u ovom slučaju grafičkog znaka P sastavlјenog od tri područja u različitim bojama - na primer svetlo žute, tamno narandžaste i svetlo lјubičaste.

[0031] Druga relјefna difraktivna struktura 4 matematički je dodata preko prve relјefne difraktivne strukture 1. Navedena druga relјefna difraktivna struktura 4 uklјučuje tri područja 71, 72 i 73 koja odgovaraju površinama 71’, 72’ i 73’ objekta 3, koji su u različitim bojama. U području 71 udublјenja 5 imaju stepenasti profil, ravni 6 ima četiri i visina s koraka je 0,145µm. U području 73 udublјenja 5, takođe, imaju stepenasti profil, ravni 6 ima tri i visina s koraka je 0, 130µm. U drugom području 72 profil udublјenja 5 je binarni, tj. ravni 6 ima dve i visina h između njih je 0,265µm. Rastojanje d između udublјenja 5 u svim oblastima 7 je između 2µm i 10µm. Optički promenlјivi uređaj je od providne polimerne folije sa premazom od ZnS deblјine 0,06 µm. Kada je osvetlјen belom svetlošću, posmatrač može da vidi pri prenosu trodimenzionalnu sliku objekta 3 sa dinamičkim efektima u boji u zavisnosti od ugla posmatranja. Kada je ugao posmatranja između 0° i 90°, posmatrač će videti rekonstruisanu trodimenzionalnu sliku objekta 3 sa obojenim površinama obojenim u svetlo žutu, tamno narandžastu i sivu. Pod uglom posmatranja između 90° i 180°, posmatrač će videti prvo područje u crnoj boji, drugo u tamno narandžastoj, a treće u svetlo lјubičastoj.

[0032] Ako je premaz metalni ili je optički uređaj odštampan na metalnoj površini, primetiće se isti efekat rekonstruisane slike, ali pri refleksiji.

[0033] Na slikama 4a-4e prikazana je realizacija optičkog promenlјivog uređaja koji ne spada u obuhvat patentnih zahteva. Uklјučuje prvu relјefnu difraktivnu strukturu 1, koja se sastoji od žlebova 2 u obliku Frenelovih difrakcionih zona objekta 3, u ovom slučaju grafičkog znaka P u crnoj boji. Druga relјefna difraktivna struktura 4 matematički je dodata preko prve relјefne difraktivne strukture 1. Data druga relјefna difraktivna struktura 4 je u obliku dvodimenzionalne matrice M sa binarnim profilom udublјenja 5 i rastojanjima dxi dg.između udublјenja 5 odnosno duž osa X i Y je 0,35µm, a ugao β između osa X i Y matrice M je 90°. Ovaj optički uređaj može biti oblikovan na metalnoj površini ili može biti od polimera sa metalnim ili dielektričnim premazom. Kada je optički uređaj osvetlјen belom svetlošću, posmatrač pri refleksiji može da vidi trodimenzionalnu sliku koja po obliku i boji odgovara objektu 3 - grafičkom znaku P u crnoj boji.

[0034] Slike 5a-5d karakteriše još jedna realizacija optički promenlјivog uređaja prema pronalasku. Obuhvata prvu relјefnu difraktivnu strukturu 1, koja se sastoji od žlebova 2 u obliku Frenelovih difraktivnih zona objekta 3, u ovom slučaju grafičkog znaka P sa slike 1a. Dati objekat 3 sastoji se od tri područja u različitim bojama. Na prvoj relјefnoj difraktivnoj strukturi 1 matematički je dodata druga relјefna difraktivna struktura 4 u obliku difraktivne rešetke koja se sastoji od dugulјastih udublјenja 5. Navedena difraktivna rešetka uklјučuje tri područja 74, 75 i 76, koja odgovaraju odgovarajućim područjima 74’, 75’ i 76’ objekta 3 u istoj boji. Područje 74 sastoji se od difraktivne rešetke sa binarnim profilom, visina h ravni 6 je 0,15µm, rastojanje d između udublјenja 5 je 1µm i data udubljenja 5 nalaze se pod uglom α= 30° prema izabranom smeru. Područja 75 i 76 sastoje se od difraktivnih rešetki sa binarnim profilom iste visine h ravni 6 i istog rastojanja d između udublјenja 5, samo su udublјenja 5 pod različitim uglom - respektivno α= 0° i α= -30°.

[0035] Ovaj optički uređaj može se oblikovati na metalnoj površini ili može biti izrađen od polimera sa metalnim ili dielektričnim premazom. Kada je osvetlјen belom svetlošću, posmatrač pri refleksiji može da vidi trodimenzionalnu sliku sa bojama određenih područja koja se menjaju u skladu sa uglom posmatranja pod unapred postavlјenim algoritmom.

1

[0036] U jednoj poželјnoj realizaciji prikazanoj na slici 6, optički promenlјivi uređaj je oblikovan u prozirnom relјefnom polimernom sloju 8. Otpuštajući sloj 10 od voska i osnovni sloj 11 od PET-a uzastopno se postavlјaju na optički promenlјivi uređaj. metalni premaz 14 od aluminijuma deblјine 0,05 µm nanosi se na optički promenlјivi uređaj, a samoleplјivi sloj 12 postavlјa se preko metalnog premaza 14. Ovaj optički uređaj pogodan je za upotrebu kao sigurnosni element za lična dokumenta, novčanice i druge hartije od vrednosti.

[0037] U drugoj poželјnoj realizaciji, detalјno prikazanoj na slici 7, optički promenlјivi uređaj je oblikovan u prozirnom relјefnom polimernom sloju 8. Otporni sloj 9 od prozirnog tvrdog polimera, koji ga štiti od mehaničkih i hemijskih uticaja, otpuštajući sloj 10 od voska i osnovni sloj 11 od PET-a se uzastopno postavlјa preko relјefnog polimernog sloja 8. Dielektrični sloj 13 od ZnS deblјine 0,06 µm nanosi se na optički promenlјivi uređaj, a metalni premaz 14 od Al deblјine 0,05 µm nanosi se preko dielektričnog premaza 13. Adhezivni sloj 12 koji se aktivira toplotom nanosi se preko metalne prevlake 14. Ovaj optički promenlјivi uređaj pogodan je za upotrebu kao sigurnosni element za lična dokumenta, novčanice i druge hartije od vrednosti.

INDUSTRIJSKA PRIMENLJIVOST

[0038] Trodimenzionalni model izabranog objekta 3 je matematički generisan. Opis relјefa prve relјefne difraktivne strukture 1 je generisan iz pomenutog trodimenzionalnog matematičkog modela i izabrana je želјena paleta boja objekta 3. Druga relјefna difraktivna struktura 4 se generiše za svaku boju palete, data druga relјefna difraktivna struktura 4 se matematički dodaje relјefu prve relјefne difraktivne strukture 1. Dobijeni relјef beleži se pomoću postojećih tehnologija, na primer optičkom litografijom, interferencijskom litografijom, e-zračnom litografijom i drugim, na otpornom sloju presvučenom na staklenoj ploči. Nakon razvijanja otpora, dobija se fizički reljef, koji se dalјe kopira na matricu nikla metodom elektrooblikovanja. Takva matrica nikla može se koristiti za masovnu proizvodnju optički promenlјivih uređaja putem konvencionalne tehnologije i konvencionalne opreme za proizvodnju relјefnih holograma i sigurnosnih optičkih uređaja. Relјef matrice nikla utisnut je na prozirni polimer folije za vruće utiskivanje ili folije za nalepnice koje se mogu koristiti za zaštitu i ukrašavanje dokumenata, hartija od vrednosti ili robe.

[0039] Dielektrični premaz, najčešće ZnS, ili metalni premaz, najčešće Al, mogu se nanijeti na relјef postupkom vakuumskog termičkog taloženja. Kada je premaz dielektrični, optički promenlјivi uređaj je proziran i kada je osvetlјen belom svetlošću može da rekonstruiše sliku objekta u boji, kako pri prenosu tako i pri refleksiji. Kada je metalni premaz, optički promenlјivi uređaj ima najveću reflektivnost i kada je osvetlјen belom svetlošću, rekonstruisana slika se posmatra pri refleksiji. Za dobijanje više kontrastnih boja i crne boje slabog intenziteta nanosi se dvoslojni premaz - sloj metala preko sloja dielektrika, a poslednji je na strani posmatrača.

[0040] Matrica nikla se, takođe, može utisnuti direktno na polimernu foliju sa odgovarajućim slojevima premaza.

[0041] Da bi se dobio optički promenlјivi uređaj u obliku folije za vruće utiskivanje ili samoleplјive nalepnice, na premaz se nanosi adheziv koji se aktivira toplotom ili samoleplјivi sloj. Ovaj optički promenlјivi uređaj je naleplјen na podlogu koja se štiti, kojoj se potvrđuje verodostojnost ili se ukrašava (predmeti, ambalaža, dokument, hartije od vrednosti i tako dalјe).

[0042] Kada je optički promenlјivi uređaj osvetlјen usmerenom belom svetlošću, posmatrač može pri refleksiji ili prenosu, u zavisnosti od vrste materijala i/ili premaza, videti trodimenzionalnu sliku koja u obliku i boji odgovara odabranom objektu, a mogu se uočiti i unapred podešeni dinamički efekti.

Claims (7)

Patentni zahtevi

1. Optički promenlјivi uređaj, koji uključuje prvu relјefnu difraktivnu strukturu (1), koja se sastoji od žlebova (2) u obliku Frenelovih difraktivnih zona proizvolјnog objekta (3) i koja rekonstruiše trodimenzionalnu sliku navedenog objekta (3), pri čemu je druga relјefna difraktivna struktura (4) dodata preko prve relјefne difraktivne strukture (1), pri čemu se data druga relјefna difraktivna struktura (4) sastoji od područja (7) sa obodima koji se podudaraju sa obodima područja (7’) iste boje objekta (3), gde navedena područja (7) sadrže udublјenja (5) različitog oblika, veličine i smera sa rastojanjem d između udublјenja (5), gde je 1µm ≤ d ≤ 10µm, a profil udublјenja (5) je formiran od N broja diskretnih ravni (6) sa visinom hi, gde je 2 ≤ N ≤ 7 i 0,02 μm ≤ hi≤ 1µm, a u svakoj oblasti (7) rastojanje d, broj N ravni (6) i visina hiravni (6) su iste, a njihove vrednosti zavise od boje u odgovarajućem području (7’) objekta (3).

2. Optički promenlјivi uređaj prema zahtevu 1, naznačen time što ravni (6) čine stepenasti profil i visina sikoraka u svakoj oblasti (7) sa istom bojom je jednaka i zavisi od boje u odgovarajućem području (7’) objekta (3).

3. Optički promenlјivi uređaj prema zahtevima 1 i 2, naznačen time što udublјenja (5) imaju dugulјasti oblik i odnos dužine L i širine b udubljenja (5) je ≥10.

4. Optički promenlјivi uređaj prema zahtevima 1 do 3, naznačen time što je od metala ili od prozirnog polimernog materijala ili od polimernog materijala sa metalnim premazom (14).

5. Optički promenlјivi uređaj prema zahtevu 4, naznačen time što providni dielektrični premaz (13) sa indeksom prelamanja n ≥ 1,8 je obezbeđen preko optičkog promenlјivog uređaja.

6. Optički promenlјivi uređaj prema zahtevima 1 do 5, naznačen time što je formiran u prozirnom relјefnom polimernom sloju (8), a otpuštajući sloj (10) od voska i osnovni sloj (11) od PET-a su uzastopno postavlјeni preko relјefnog sloja (8) i samolјeplјivi sloj (12) nanosi se na optički promenlјivi uređaj.

7. Optički promenlјivi uređaj prema zahtevima 1 do 5, naznačen time što je formiran u prozirnom relјefnom polimernom sloju (8), a otporni sloj (9) od prozirnog tvrdog polimera, otpuštajući sloj (10) od voska i osnovni sloj (11) od PET-a su uzastopno postavlјeni preko relјefnog sloja ( 8), a toplotno aktivirani adhezivni sloj (12) nanet je na optički promenlјivi uređaj.