Дифракційне зображення з одним або більше дифракційними полями, спосіб його виготовлення, елемент захисту, папір із елементом захисту та носій даних

1. Дифракційне зображення з одним або більше дифракційними полями, кожне з яких містить у собі дифракційну картину, що впливає на електромагнітне випромінювання, яка складається з множини дифракційних ліній, причому ці дифракційні лінії характеризуються параметрами орієнтація, кривизна, відстань та профіль, яке відрізняється тим, що у дифракційному зображенні дифракційне поле, яке можливо окремо розрізнити неозброєним оком, містить у собі дифракційну картину, що впливає на електромагнітне випромінювання, із дифракційними лініями, для яких принаймні один з характеристичних параметрів - орієнтація, кривизна, відстань та профіль - змінюється вздовж поверхні дифракційного поля. 2. Дифракційне зображення згідно з п. 1, яке відрізняється тим, що зазначене дифракційне поле містить у собі дифракційну картину, що впливає на електромагнітне випромінювання, яка складається з безперервних дифракційних ліній. 3. Дифракційне зображення за п. 1 або 2, яке відрізняється тим, що змінний(-і) характеристичний(і) параметр(и) змінюється(-ються) безперервно вздовж поверхні дифракційного поля. 4. Дифракційне зображення за п. 1 або 2, яке відрізняється тим, що змінний(-і) характеристичний(і) параметр(и) змінюється(-ються) випадково, а особливо випадково та переривчасто, вздовж поверхні дифракційного поля. 2 (19) 1 3 87482 4 переходять у дифракційні лінії другого дифракційного поля. 12. Дифракційне зображення за п. 10 або 11, яке відрізняється тим, що розмір перехідної зони менше за межу роздільної здатності неозброєного ока. 13. Дифракційне зображення за п. 10 або 11, яке відрізняється тим, що, з метою досягнення додаткових оптичних ефектів, розмір перехідної зони більше за межу роздільної здатності неозброєного ока. 14. Дифракційне зображення за принаймні одним з пп. 10-13, яке відрізняється тим, що перше та/або друге дифракційне поле являє собою дифракційне поле, що відповідає одному з пп. 1-9, яке можна окремо розрізнити неозброєним оком. 15. Дифракційне зображення за п. 14, яке відрізняється тим, що одне з двох дифракційних полів створює матовий візерунок, який не виявляє дифракційних ефектів при розгляданні. 16. Дифракційне зображення за принаймні одним з пп. 10-15, яке відрізняється тим, що принаймні одне з дифракційних полів має відмінну оптичну яскравість. 17. Дифракційне зображення за принаймні одним з пп. 1-16, яке відрізняється тим, що дифракційні лінії отримані шляхом електронно-променевої літографії. 18. Дифракційне зображення за принаймні одним з пп. 1-17, яке відрізняється тим, що дифракційні лінії мають глибину профілю лінії від приблизно 100 нм до приблизно 400 нм. 19. Дифракційне зображення за принаймні одним з пп. 1-18, яке відрізняється тим, що дифракційне зображення вкрито відбиваючим матеріалом або матеріалом з високим коефіцієнтом заломлення. 20. Дифракційне зображення за принаймні одним з пп. 1-19, яке відрізняється тим, що дифракційне зображення містить ідентифікатор, придатний для машинного зчитування, невидимий для неозброєного ока. 21. Дифракційне зображення за принаймні одним з пп. 1-20, яке відрізняється тим, що дифракційне зображення поєднане із тонкоплівковою структурою, яка змінює колір. 22. Спосіб виготовлення дифракційного зображення, в якому на певній основі виробляється одне або більше дифракційних полів, кожне з яких заповнене дифракційною картиною, що впливає на електромагнітне випромінювання, яка складається з множини дифракційних ліній, причому ці лінії характеризуються параметрами орієнтація, кривизна, відстань і профіль, який відрізняється тим, що у дифракційному зображенні дифракційне поле, яке можливо окремо розрізнити неозброєним оком, заповнене дифракційною картиною, що впливає на електромагнітне випромінювання, із дифракційними лініями, для яких принаймні один з характеристичних параметрів - орієнтація, кривизна, відстань та профіль - змінюється вздовж поверхні дифракційного поля. 23. Спосіб виготовлення дифракційного зображення, в якому на певній основі виробляються численні дифракційні поля, кожне з яких заповнене дифракційною картиною, що впливає на електромагнітне випромінювання, яка складається з множини дифракційних ліній, причому ці дифракційні лінії характеризуються параметрами орієнтація, кривизна, відстань та профіль, і перше дифракційне поле заповнене дифракційними лініями із першими характеристичними параметрами, а друге, прилягаюче дифракційне поле, заповнене дифракційними лініями із другими характеристичними параметрами, який відрізняється тим, що між першим та другим дифракційними полями створена перехідна зона, у якій характеристичні параметри дифракційних ліній першого дифракційного поля безперервно змінюються на характеристичні параметри другого дифракційного поля. 24. Елемент захисту із дифракційним зображенням за принаймні одним з пп. 1-21. 25. Елемент захисту за п. 24, який відрізняється тим, що елементом захисту є нитка захисту, етикетка або переносний елемент. 26. Захищений папір, що має елемент захисту за п. 24 або 25. 27. Носій даних, що має дифракційне зображення, за принаймні одним з пп. 1-21, елемент захисту за п. 24 або 25 або захищений папір за п. 26. 28. Носій даних за п. 27, який відрізняється тим, що носій даних є банкнотою, цінним документом, паспортом, ідентифікаційною карткою або сертифікатом. Даний винахід стосується дифракційного зображення з одним або більше дифракційними полями, кожне з яких має дифракційну картину, що впливає на електромагнітне випромінювання, яка являє собою безліч дифракційних ліній, причому дифракційні лінії характеризуються такими параметрами, як орієнтація, кривизна, відстань та профіль. Далі, даний винахід стосується методу виготовлення такого дифракційного зображення, а також елементу захисту, паперу з елементами захисту та носія даних з таким дифракційним зображенням. Протягом декількох років для забезпечення непідробності кредитних карток, банкнот та інших цінних документів застосовуються голограми, голографічні дифракційні зображення та інші голограмоподібні дифракційні картини. Взагалі, у сфері банкнот та безпеки застосовуються такі голографічні дифракційні картини, які можна виготовити шляхом витиснення дифракційних зображень, отриманих голографією, на пластмасах, що піддаються термопластичному формуванню, або лаках, що застигають під ультрафіолетовим опроміненням, на субстратах з фольги. 5 Справжні голограми створюються шляхом опромінення об'єкту когерентним лазерним променем та накладанням лазерного світла, розсіяного об'єктом, разом із променем порівняння, що не піддавався обробці, на світлочутливий шар. Так звані голографічні дифракційні решітки одержуються, коли накладені промені світла на світлочутливому шарі складаються з просторово подовжених, однорідних, когерентних хвильових полів. Завдяки впливові накладених хвильових полів на світлочутливий шар, наприклад фотографічну плівку чи шар фоторезисту, там утворюється голографічна дифракційна решітка, яку можна зберегти у вигляді світлих та темних смуг на фотографічному папері чи у вигляді піків та западин на шарі фоторезисту. Оскільки у цьому випадку промені світла не розсіювались об'єктом, голографічна дифракційна решітка створює лише оптично змінний кольоровий відбиток, але без відображення об'єкту. З голографічних дифракційних решіток можна зробити голографічні дифракційні зображення, не шляхом покриття усієї поверхні світлочутливого матеріалу однорідною голографічною дифракційною решіткою, а скоріше шляхом застосування підходящого трафарету, щоб у кожному випадку вкрити лише частини робочої поверхні однією з багатьох різних однорідних дифракційних картин. Таке голографічне дифракційне зображення буде, таким чином, складатись з численних дифракційних полів з різними дифракційними решітковими картинами, що зазвичай розташовані один за одним плоско, у формі смуг або подібно до матриці. При наявності такого голографічного дифракційного зображення можна наносити велику кількість різних малюнків, скориставшись потрібним розташуванням дифракційних полів. Дифракційні решіткові картини можна створювати не лише прямим або непрямим оптичним накладанням когерентних лазерних променів, а й шляхом електронної літографії. Часто створюється дифракційна картиназразок, що потім відповідно перетворюється на рельєфну картину. Цю рельєфну картину можна застосовувати як штамп для тиснення. З публікації DE 102 26 115 А1 відомі дифракційні зображення, що не складаються з окремих елементів матриці або смуг, але в яких великі дифракційні поля, помітні неозброєним оком, вкриті однорідною дифракційною картиною. Таким шляхом, через уникання необроблених пустих проміжків та присутність лише декількох переривчастих переходів між дифракційними полями великої площини, досягається висока інтенсивність світла дифракційних зображень. Спираючись на це, метою даного винаходу є подальше удосконалення дифракційних зображень вищезазначеного типу, і особливо створення дифракційних зображень, з новими оптичними ефектами та/або подальше збільшення захисту дифракційних зображень від підробок при збереженні існуючих переваг. Ця мета досягається дифракційним зображенням з рисами основного пункту формули винаходу. Подальші дифракційні зображення та метод виготовлення, а також елемент захисту, захищений 87482 6 папір та носій даних з такими дифракційними зображеннями детально окреслені у координованих пунктах формули винаходу. Розробки даного винаходу є предметом залежних пунктів формули винаходу. Даний винахід побудовано на тому, що у дифракційному зображенні дифракційне поле, яке окремо розрізняється неозброєним оком, містить дифракційну картину, що впливає на електромагнітне випромінювання, із дифракційними лініями, для яких принаймні один з характеристичних параметрів - орієнтація, кривизна, відстань та профіль - змінюється вздовж поверхні дифракційного поля. Бажано, щоб зазначене дифракційне поле містило дифракційну картину, що впливає на електромагнітне випромінювання, яка складається з неперервних дифракційних ліній. У контексті даного опису під дифракцією розуміють відхилення від прямолінійного розповсюдження світла, викликане не рефракцією, відбиттям або розсіюванням, а таке, що виникає, коли світло стикається з перешкодами, такими як щілини, перегородки, контурами або подібними до них об'єктами. Дифракція є типовим явищем, характерним для хвилі, і тому має сильну залежність від довжини хвилі та завжди поєднана з інтерференцією. Її необхідно розрізняти особливо із процесами відбиття та рефракції, які можна з точністю описати, уявивши геометричні промені світла. Коли ми маємо справу із дифракцією утвореною великою кількістю об'єктів, розташованих випадково, стало звичним казати скоріше про розсіювання, ніж про дифракцію від об'єктів, розташованих нерегулярно. Розсіювання розуміють як відхилення частини сфокусованої електромагнітної хвилі від свого вихідного напрямку при проходженні крізь субстанцію через взаємодію з одним або більше центрами розсіювання. Випромінювання, дифузно розсіяне у всіх напрямках, або загальна кількість розсіяних хвиль, до виходить з центрів розсіювання, зникає з первинного випромінювання. Розсіювання світла об'єктами, розмір яких порівняний із розміром довжини світлової хвилі та нижче за неї, зазвичай також залежить від довжини хвилі, наприклад розсіювання Rayleigh або розсіювання Міе. Якщо розмір об'єкту перевищує довжину хвилі більше ніж у десять разів, розсіювання зазвичай називають неселективним розсіюванням, у якому вплив усіх довжин хвиль приблизно однаковий. Неселективного розсіювання, однак, можна досягти також із меншими об'єктами, якщо об'єкти будуть розподілені лише нерегулярно та матимуть відповідний спектр розмірів - тоді залежні від довжини хвилі властивості окремих об'єктів будуть усереднюватись для усієї сукупності. Оскільки характеристичні параметри дифракційної картини, у відповідності з даним винаходом, як це детально описано нижче, можуть мати як регулярні, безперервні, так і випадкові, переривчасті варіанти, можна досягти обох ефектів: як тих, що взагалі описані для процесів дифракції, так і тих, що взагалі описані для процесів розсіювання. В контексті цього опису, такі дифракційні картини тому в загальному вигляді називатимуться дифра 7 кційними картинами, що впливають на електромагнітне випромінювання. У першому зручному варіанті даного винаходу змінний(-і) характеристичний(-і) параметр(и) мають безперервний варіант вздовж поверхні дифракційного поля. Тут безперервний варіант означає саме те, що численне значення відповідного параметра збільшується або зменшується у кожному випадку у декілька або багато етапів. Наприклад, відстань між і-ю та (і+1)-ю дифракційними лініями дифракційної картини, що впливає на електромагнітне випромінювання, може бути подана у вигляді залежності dбезпер(і,і+1) = (dmax+dmin)/2 + (dmax-dmin) 12* sin(i*27t/N) де dmin являє собою мінімальну відстань між дифракційними лініями, наприклад dmin = 0.2мкм, dmax - максимальна відстань між дифракційними лініями, наприклад dmax = 2.0мкм, а N - період повтору, наприклад N = 20. Тоді відстань між дифракційними лініями циклічно змінюється, повільно та безперервно, між крайніми величинами dmin та dmax. Для даного винаходу, проте, не важливо, щоб значення параметрів можна було описати стереотипним співвідношенням. Аналогічним чином можна показати безперервну зміну інших характеристичних параметрів - орієнтації, кривизни та профілю. У відповідності з наступним, також зручним варіантом даного винаходу, змінний(-і) характеристичний(-і) параметр(и) мають випадкову, а особливо випадкову та переривчасту зміну вздовж поверхні дифракційного поля. Наприклад, відстань між і-ю та (і+1)-ю дифракційними лініями дифракційної картини, що впливає на електромагнітне випромінювання, може бути подана у вигляді залежності dвипадк(і,і+1) = dmin + (dmax-dmin) *Rand() де dmin та dmax знову являють собою мінімальну та максимальну відстань між дифракційними лініями, a Rand() являє собою випадкове число або зручне генероване псевдо-випадкове число з інтервалу [0,1]. Відстань між дифракційними лініями у цьому випадку буде довільно стрибати між випадковими величинами з інтервалу [dmin, dmax] від однієї дифракційної лінії до іншої. Бажаний діапазон відстаней між дифракційними лініями знаходиться приблизно між однією десятою та помноженою на десять довжиною хвилі, для якої розробляється дифракційне зображення. У дифракційних зображеннях, призначених для розглядання при денному світлі, можна застосовувати проектну довжину хвилі l = 550нм. Особливо бажаними є відстані між дифракційними лініями, що складають приблизно від половини до подвійної проектної довжини хвилі. В одній з розробок даного винаходу зазначене дифракційне поле має додаткову дифракційну картину, що впливає на електромагнітне випромінювання, із дифракційними лініями, для яких принаймні один з характеристичних параметрів - орієнтація, кривизна, відстань та профіль - змінюється вздовж поверхні дифракційного поля. Бажаною є наявність двох дифракційних картин, що впливають на електромагнітне випромінювання, в яких 87482 8 має місце зміна цих самих параметрів. Дифракційні лінії двох дифракційних картин, що впливають на електромагнітне випромінювання, відповідно, відрізняються одна від одної незмінним характеристичним параметром, особливо орієнтацією дифракційних ліній. Наприклад, у двох дифракційних картинах, що впливають на електромагнітне випромінювання, відстань або кривизна можуть безперервно або довільним чином змінюватись у кожному випадку, а орієнтація другої дифракційної картини, що впливає на електромагнітне випромінювання, має певний кут нахилу, близько 90°, по відношенню до орієнтації першої дифракційної картини, що впливає на електромагнітне випромінювання. Припускається, що дифракційне поле може також мати більше двох накладених дифракційних картин, що впливають на електромагнітне випромінювання. У зручному конструктивному виконанні зазначене дифракційне поле формує матовий візерунок, що не виявляє дифракційних ефектів при розгляданні. Таким чином, ділянки поверхні з матовим зовнішнім виглядом можна легко включити у дифракційне зображення, отримане шляхом електронно-променевої літографії. У відповідному конструктивному виконанні, характеристичні параметри дифракційних ліній змінюються таким чином, що матова картина взагалі не має забарвлення. Ділянка поверхні дифракційного зображення, вкрита матовим візерунком, має вигляд, наприклад, металевої матової ділянки. У розробці цього варіанту конструкції дифракційні зображення із матовим візерунком мають іншу оптичну яскравість. У бажаному варіанті, через відмінну яскравість, можна створювати напівтонові зображення з матовим візерунком, спеціально пристосовані для відображення портретів. Більше того, через точне регулювання яскравості одиничних або численних ділянок матового візерунку, з дифракційного зображення можна зробити придатний для машинного зчитування, непомітний для ока ідентифікатор. Ще один аспект винаходу стосується дифракційного зображення із численними дифракційними полями, кожне з яких містить дифракційну картину, що впливає на електромагнітне випромінювання, що являє собою множину дифракційних ліній, причому дифракційні лінії характеризуються такими параметрами, як орієнтація, кривизна, відстань та профіль, і перше дифракційне поле містить дифракційні лінії з першими характеристичними параметрами, а друге дифракційне поле, що межує з ним, містить дифракційні лінії із другими характеристичними параметрами. У відповідності з даним винаходом, між першим та другим дифракційними полями передбачається перехідна зона, у якій характеристичні параметри дифракційних ліній першого дифракційного поля безперервно змінюються на характеристичні параметри дифракційних ліній другого дифракційного поля. Тут бажано, щоб дифракційні лінії першого дифракційного поля без переривання перетворювались у перехідній зоні на дифракційні лінії другого дифракційного поля. 9 У зручному конструктивному варіанті, перехідна зона має розмір, менший за межу роздільної здатності неозброєного ока. Тоді на межі між дифракційними полями можна уникнути незручних оптичних артефактів так, щоб глядач не міг розрізнити власне перехідної зони неозброєним оком. У альтернативному варіанті, перехідна зона має розмір, більший за межу роздільної здатності неозброєного ока, щоб глядач міг її розрізнити. Цим можна скористатись для створення нових оптичних ефектів на переході між двома дифракційними полями. У цьому контексті, перше та/або друге дифракційне поле може являти собою дифракційне поле типу, описаного вище, що можна окремо розрізнити неозброєним оком. В основному, одне з двох дифракційних полів може утворювати матовий візерунок, що не виявляє дифракційних ефектів при розгляданні. Таким чином, наприклад, можна досягати плавних переходів між синусними решітками та ділянками матових візерунків у дифракційному зображенні, отриманому шляхом електронно-променевої літографії. В усіх описаних дифракційних зображеннях дифракційні лінії отримані зручним способом електронно-променевої літографії. Ця технологія сприяє отриманню дифракційних зображень, у яких кожна окрема дифракційна лінія може бути однозначно визначена такими параметрами, як орієнтація, кривизна, відстань та профіль. Доцільним виявилось застосування дифракційних ліній із глибиною профілю лінії між приблизно 100нм та приблизно 400нм. Власне графічне зображення краще вкривати дзеркальним матеріалом або матеріалом з високим коефіцієнтом заломлення. Як дзеркальні матеріали можна застосовувати усі метали та багато металевих сплавів. Приклади підходящих матеріалів з високим коефіцієнтом: CaS, CrO2, ZnS, ТІО2 та SiOx. У переважній більшості випадків є значна різниця між коефіцієнтом заломлення середовища, у яке введено дифракційне зображення, та цим значенням для матеріалу з високим коефіцієнтом, і бажано, щоб ця різниця навіть перевищувала 0,5. Дифракційне зображення можна вготовити на вбудованому або невбудованому конструктивному виконанні. Для вбудовування, наприклад, зручно застосовувати шар ПВХ, РЕТ, поліефіру чи ультрафіолетової фарби. Конструктивне виконання дифракційних зображень у відповідності з даним винаходом також надає можливість вводити, на додачу до нових оптичних ефектів, маркування голограмоподібних дифракційних зображень, однозначно придатне для машинного зчитування, але непомітне для ока. Наприклад, на дифракційних зображеннях може бути передбачено цифровий водяний знак. Таким чином можна значно підвищити захист таких дифракційних зображень від підробок. Даний винахід містить ще й методи виготовлення дифракційних зображень, а також елементи захисту із дифракційним зображенням типу, описаного вище. Елементом захисту може бути, перш за все, нитка захисту, етикетка або переносний елемент. Далі, даний винахід включає в себе за 87482 10 хищений папір, а також носій даних, що має на собі таке дифракційне зображення, елемент захисту або захищений папір з елементами захисту описаного типу. Носій даних може, зокрема, бути банкнотою, цінним документом, паспортом, ідентифікаційною карткою або сертифікатом. У іншому конструктивному виконанні, дифракційне зображення, у відповідності з даним винаходом, бажано матовий візерунок, може бути суміщений із тонкошаровою структурою, що змінює колір. В цьому випадку уся поверхня дифракційного зображення або лише під поверхневий шар дифракційного зображення може нести тонкоплівкову структуру. В залежності від застосування, тонко-плівкова структура може бути розроблена непрозорою або напівпрозорою; вона складається принаймні з трьох шарів. Наприклад, шарувата структура може містити відбиваючий шар, абсорбуючий шар та шар діелектрику, що лежить між цими двома шарами. Відбиваючий шар зазвичай є металевим, наприклад, алюмінієвим. У іншому варіанті тонко-плівкова структура складається з двох шарів абсорбера та шару діелектрика, що лежить між шарами абсорбера. Можлива також присутність багатьох шарів абсорбера та діелектрика, що чергуються, або передбачаються лише шари діелектрика, причому граничні шари мають різко відмінні коефіцієнти заломлення, щоб створити ефект зміни кольору. Металеві шари, які складаються з таких металів, як хром, залізо, золото, алюміній або титан, зазвичай виступають як шари абсорбера; бажана товщина для них - від 4нм до 20нм. Як матеріали шару абсорбера можуть також застосовуватись сполуки, такі як нікель-хром-залізо, або більш рідкісні метали, такі як ванадій, паладій або молібден. До придатних матеріалів належать також, наприклад, нікель, кобальт, вольфрам, ніобій, алюміній, такі сполуки металів, як фториди, оксиди, сульфіди, нітриди, карбіди, фосфіди, селеніди, силіциди металів та їх сполуки, а також вуглець, германій, металокераміка, оксид заліза та подібні сполуки. Шари абсорбера можуть бути однаковими, але вони можуть також мати різні товщини та/або складатися з різних матеріалів. Для шару діелектрика можуть застосовуватись переважно прозорі матеріали з низьким коефіцієнтом заломлення