Захисний пристрій та документ, плівка і ярлик, що його містить

1. Захисний пристрій, що включає першу та другу лінійні структури, що генерують голографічний або дифракційний ефект, записані у відповідних множинах неперекривних ділянок носія запису, де ділянки першої множини є переміжними з ділянками другої множини, причому обидві переміжні лінійні структури є невидимими неозброєним оком, причому захисний пристрій виконаний з можливістю генерування щонайменше двох голографічних зображень або дифракційних зображень, які для неозброєного ока є перекриваючими, але які є спостережуваними під різними кутами спостереження пристрою і є нормально видимими при нахилянні пристрою, і причому кожне голографічне зображення або дифракційний ефект для даного кута спостереження згенеровані цілком або частково лінійною структурою, що генерує голографічний або дифракційний ефект, асоційованою з відповідною множиною переміжних ліній, який відрізняється тим, що щонайменше одна із лінійних структур, що генерують голографічний або дифракційний ефект, включає щонайменше одну голографічну або літографічну записану безперервно граничну лінію, що має ширину лінії менш ніж 100 мікрон та розташовану щонайменше частково уздовж границі лінійної структури, що генерує голографічне зображення або дифракційний ефект. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що щонайменше одна гранична лінія проходить уз 2 (19) 1 3 Захищені документи, такі як банкноти, зараз часто мають пристрої з оптично змінними характеристиками (OVD), такі як дифракційні грати або голографічні оптичні мікроструктури, як захисний засіб проти копіювання та підробки. Це було викликано прогресом в галузі комп'ютерних настільних видавничих систем та сканування, який робить звичайні друкарські технології захисту, такі як глибокий друк та офсетний друк, дедалі більш доступними для підробки. Особливо добрим способом посилення захисту документів від підробок є комбінування захисного друку з дифракційними пристроями з оптично змінними характеристиками, структури яких не копіюються сканерами, і які можуть виявляти оптично змінні ефекти, такі як зміни кольору внаслідок дифракції, ефекти уявного зсуву та руху і чіткі переходи між зображеннями. Особливо корисним ефектом є такий, коли OVD створює чіткий помітний перехід між двома чи більше перекривними зображеннями, забезпечуючи помітний ефект, який не можна імітувати друком. Існує кілька таких класів захисних засобів на основі дифракці. Двома звичайними типами, які обидва основані на матрицях поверхневих дифракційних ґрат, є "Exelgram", розроблений CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation), Australia та Kinegram, розроблений Landis and Gyr, Switzerland. Вони описані у WO-A93/18419, WO-A-95/04948 та WO-A-95/02200 для Exelgram і US-A-4761253 та ЕР-А-0105099 для Kinegram. Обидві ці методики використовують безпосередньо записані локалізовані поверхневі дифракційні грати, записані у випадку Exelgram методом прямого запису електронним пучком, а у випадку Kinegram - методом рекомбінації стадії та повтору, описаним в US-A-4761253. Обидва ці методи дозволяють записати одні точні дифракційні грати на певній ділянці. У випадку WO-A-95/02200 розкритий засіб, який демонструє два розділені за кутом, але перекривні дифракційні зображення, утворювані двома повністю перекривними ділянками дифракційних грат, у той час як WO-A-95/04948 описує засіб з дифракційними гратами, утвореними послідовністю доріжок у структурах дифракційних ґрат, які створюють зображення з чітким переходом, де окремі зображення можуть займати перекривні ділянки. Обидва ці засоби використовувалися на захищених документах, таких як банкноти. Іншим типом пристрою, що може виявляти ефекти оптичного перемикання, є голографічна структура, вироблена з використанням звичайних методики інтерференційних голограм. Типовим прикладом такого пристрою, використовуваного як захисний засіб на банкноті, є голограма з багатократним дубліюванням, описана у ЕР-А-0558574, де для забезпечення голографічної ефективності голограма використовує просторово відокремлені зображення з ефектом переходу. При використанні на захищеному документі, такому як банкнота, мікроскопічно нерівна поверхня паперу може мати ефект сильного погіршення на дифракційне зображення, за умови, що воно типово наноситься як тонкий шар витисненого ла 89969 4 ку за допомогою відомого друкарського способу гарячого тиснення. Для забезпечення виняткової адгезії плівки до паперу, потрібної під час нанесення на банкноти, голографічну плівку часто піддають гарячому тисненню при тиску та температурі, що перевищують потрібні для оптимального відображення голографічного зображення та глянцю. Зокрема, при такій підвищеній температурі гарячого тиснення перевищується температура склування термопластичного матеріалу у плівці і він переходить у в'язкопружну або "розм'якшену" фазу, причому тиск, прикладений штампом для тиснення, примушує термопластичну плівку починати плинути та заповнювати мікронерівності паперу. Нерівності поверхні та виступні паперові волокна сильно порушують цілісність тонкого шару лаку, що несе дифракційну структуру, тим самим сильно погіршуючи її оптичну ефективність. Тому дуже важливо максимально збільшити оптичну ефективність дифракційної структури, що створюватиме тенденцію до застосування дифракційних пристроїв, таких як Exelgram, який є пристроєм для створення ефекта зміни оптичних характеристик шляхом переходу між двома чи більше перекривними зображеннями. Це пояснюється тим, що контрольована методика створення Exelgram або Kinegram "прямим записом" забезпечує суворий контроль за ділянками дифракційних ґрат, що дозволяє створювати перекривні зображення з ефектом переходу з двох різних множин переміжних доріжок (WO 95/04948) таким чином, що кожна мікроскопічна ділянка пристрою складається лише з одних дифракційних ґрат, які, при нанесенні на нерівну поверхню паперового документу, досить добре зберігають їхню дифракційну ефективність, дозволяючи максимально збільшити модуляцію одних ґрат, причому пристрій з ефектом переходу зображень, що складається з перекривних ділянок дифракційних ґрат, матиме нижчу загальну ефективність дифракції через складний характер перекривних мікроструктур. Альтернативний підхід до метода формування матриці "прямим записом" для досягнення ефекту зміни оптичних характеристик, створюваного переходом між двома чи більше перекривними зображеннями, був розкритий De La Rue International Ltd. у ЕР 1078302. В ЕР 1078302 описаний голографічний захисний засіб, який включає першу та другу голографічні генеруючі структури, записані у відповідних множинах по суті неперекривних ділянок носія запису, де ділянки однієї множини перемежаються з ділянками іншої множини, причому обидві переміжні лінійні структури є по суті невидимими неозброєним оком, причому голографічний захисний засіб генерує два чи більше голографічні зображення, які є видимими під різними кутами спостереження пристрою і нормально стають помітними при нахилянні пристрою, і причому кожне окреме голографічне зображення для даного кута спостереження генерується цілком або частково голографічною структурою, асоційованою з однією множиною переміжних ліній. Методика перемежовування двох голографічних генеруючих структур для створення перекрив 5 них зображень з ефектом переходу, описана в ЕР 1078302, є найбільш придатною у випадках, коли утворені голографічні зображення мають прості геометричні форми. Для більш складних форм та узорів важко підтримувати чіткість країв кінцевого зображення. Погана чіткість одного чи обох голографічних зображень зробить захисний засіб таким, що гірше запам'ятовується людьми і тому підвищує складність розрізнення його від підробок. Відповідно до даного винаходу, захисний засіб, який включає першу та другу структури, що генерують голографічний або дифракційний ефект, записані у відповідних множинах по суті неперекривних ділянок носія запису, причому ділянки однієї множини є переміжними з ділянками іншої множини, причому обидві переміжні лінійні структури є по суті невидимими неозброєним оком, причому захисний засіб генерує два чи більше голографічні зображення або дифракційні зображення, які для неозброєного ока перекриваються, але які є видимими під різними кутами спостереження пристрою і нормально видні при нахилянні пристрою, і причому кожне голографічне зображення або дифракційний ефект для даного кута спостереження генерується цілком або частково структурою, що генерує голографічний або дифракційний ефект, асоційованою з відповідною множиною переміжних ліній Згідно винаходу щонайменше одна із структур, що генерують голографічний або дифракційний ефект, включає одну чи більше голографічно або літографічно записаних безперервних граничних ліній, де кожна гранична лінія має ширину лінії менше нормальної роздільної здатності ока, і проходить щонайменше частково уздовж границі структури, що генерує голографічне зображення або дифракційний ефект. Даний винахід описує голографічний захисний засіб, який забезпечує удосконалення пристрою ЕР 1078302 відомого рівня техніки шляхом створення лінійної ділянки, яка включає голографічну генеруючу структуру, у формі одного чи більше зовнішнього та/або внутрішнього графічного периметра або граничних ліній, які визначають контури частини або всіх з першого та/або другого голографічних зображень та/або встановлюють межі певних менших за розміром знаків, символів або інших таких ознак в першому та другому голографічних зображеннях. Лінія периметра істотно поліпшує чіткість країв відповідних голографічних зображень та/або графічних елементів відповідних голографічних зображень та дозволяє генерувати більш складні форми, ніж це було можливо раніше. У такий спосіб пристрій забезпечує сильніший візуальний вплив; є краще помітним. Таке поліпшене сприйняття пристрою допомагає проти підробок. Голографічними структурами в цьому описі називають структури, що генерують графічні зображення за механізмом дифракції світла, де оригінал узору генерують голографічним способом оптичної інтерференції, причому на стадії виробництва цього процесу створення оригіналу щонайменше один компонент зображення може включати райдужну голограму, і де необов'язково 89969 6 використовується щонайменше одна голографічна проміжна голограма або Н1, яка дає змогу, якщо бажано, щонайменше одному компоненту одержаного зображення необов'язково містити справжні голографічні ефекти глибини (асоційовані з 2D/3D або 2D райдужними голограмами, як відомо фахівцям). Цей опис також стосується поверхневих 2D структур, генерованих описаним вище голографічним способом, але обмежених розташуванням по суті в площині зображення готового пристрою та, в кращому варіанті, обмежених інтервалом просторових частот, які він включає (тобто, кутів зору зображення). Це створює в граничному випадку суворих обмежувальних умов голографічну структуру, по суті аналогічну при візуальному спостереженні чистій структурі дифракційних ґрат, але дещо відмінну тим, що на мікроскопічному рівні мікроструктура була сформована методом голографічної проекції і може включати дані записаних спекл-структур, генерованих лазером. Це удосконалення дозволяє створити оптичну мікроструктуру, що при освітленні генерує два чи більше складних перекривних зображення, які можуть спостерігатися оком з щонайменше двох окремих напрямків спостереження пристрою. Хоч це є можливим при використанні звичайних голографічних методів шляхом запису перекривних голографічних зображень простим накладанням оптичних мікроструктур, що належить до кожного зображення, на ділянці перекривання, готова складна мікроструктура буде завжди відображати кожний компонент зображення зі зниженою ефективністю або яскравістю у порівнянні з одинарною дифракційною структурою. Фактично, наявність перекривних дифракційних мікроструктур завжди приводитиме до структури зі зниженою оптичною дифракційною ефективністю у порівнянні з одинарною дифракційною структурою через наявність перекривних мікроструктур і завжди матиме тенденцію до виявлення присутності другого "фантомного" зображення на ділянці перекривання внаслідок насичення носія та зниження оптичної ефективності. Це спричинено присутністю на перекривних ділянках двох дуже різних голографічних структур з різними орієнтаціями по відношенню до частоти ґрат носія. Це обмежує загальну оптичну ефективність та спостережувану яскравість голографічного зображення, що є особливо незручним для голограм на банкнотах, де спостерігається різке зниження спостережуваної яскравості після нанесення плівки гарячим тисненням на банкноту. З цієї причини, цей тип голограм рідко використовується на банкнотах і замість нього перевагу часто надають зображенням на основі дифракційних ґрат, оскільки вони зберігають більшу дифракційну ефективність після нанесення. Перемежовування голографічних генеруючих структур дозволяє створити голографічний захисний засіб (на відміну від зображення на основі дифракційних ґрат) з двома чи більше дуже чіткими та яскравими графічними перекривними голографічними зображеннями, розташованими на одній ділянці пристрою, але видимими при різних орієнтаціях, які, що важливо, зберігають високу дифракційну ефективність при нанесенні у вигляді плівки 7 гарячим тисненням на банкноту або інший паперовий субстрат, незважаючи на порушення мікроструктури, спричинені нерівностями паперу та виступними волокнами. Це забезпечує ефективність та уявну яскравість кожного зі спостережуваних перекривних зображень, порівнянну з показниками для пристрою з одинарним голографічним зображенням. Зображення також здаються "суцільними" на вигляд. Це досягається шляхом забезпечення того, щоб кожна маленька ділянка пристрою містила лише голографічну мікроструктуру, яка належить до одного графічного зображення, надаючи змогу досягти набагато сильнішої модуляції мікроструктури голографічних ґрат без візуального погіршення другого графічного зображення через появу "фантомного зображення" першого рисунка, який в інших випадках з'являється через насичення носія на ділянках перекривних мікроструктур. Важливо, що це дозволяє виготовляти перемодульовані голографічні шаблони для витиснення і голографічні плівки для гарячого тиснення для компенсації релаксації та дегредації структури внаслідок нерівностей паперу при нанесенні, так щоб готова оптична мікроструктура на папері мала найкращу дифракційну ефективність. Краще, це досягається шляхом розбиття двох чи більше графічних зображень на взаємозв'язану сітку тонких ліній, які можуть мати правильну структуру, але краще є більш складними і мають розміри в інтервалі 25-100 мкм (хоча лінії більшої ширини є можливими для більших за розміром графічних зображень, але при ширині 250 мкм лінії стають безпосередньо помітними неозброєним оком). Використання дуже малої ширини ліній в інтервалі 25-50 мкм або 25-75 мкм забезпечує, що узори ліній на зображеннях не будуть розрізнятися неозброєним оком (гранична роздільна здатність ока становить близько 20 мкм для висококонтрастного зображення, і типово зменшується в 3 або 4 рази для низькоконтрастного узору до близько 80100 мкм). Інший корисний аспект цього винаходу полягає в тому, що оскільки кожне зображення є насправді проеційованим голографічним зображенням, що містить записану випадкову спеклструктуру, уявна контрастність структури тонких ліній істотно знижується через накладання з гранулярною спекл-структурою в кожному дифраційному зображенні, забезпечуючи значну контрастну роздільну здатність узорів тонких ліній і, таким чином, дуже ефективно ховаючи узори тонких ліній від спостереження шляхом зменшення граничної роздільної здатності неозброєного ока. Будь-яка точка на поверхні зображення містить мікроструктуру, що належить лише до одного графічного зображення, і ця мікроструктура є голографічною дифракційною мікроструктурою, створеною інтерференцією фронту розсіяної хвилі, що відтворює графічне зображення, та другим когерентним променем. Дуже важливою властивістю цієї структури є те, що ця ділянка є насправді голографічною структурою, яка включає діапазон, хоч і маленький, просторових частот мікроструктури, і також містить записану спекл-структуру, характерну для голографічної мікроструктури, а також де 89969 8 кожна маленька ділянка пристрою відображує контрольоване попередньо визначене суцільне ядро кутів орієнтації променю, хоча і з обмеженим кутом зору, на відміну від чистих дифракційних ґрат, де кожна точка зображення буде відображати чисту точку відображення. Особливо важливим аспектом цієї структури є те, що кожен графічний символ або компонент графічного символу завдяки цьому може відображати попередньо визначений та контрольований конус променів, що, важливо, забезпечує точний контроль кута зору і паралакса та кута зору. Методика перемежовування надає змогу чисто голографічному зображенню відображати два чи більше перекривних графічних зображення з ефектом переходу з ефективністю, порівнянною зі звичайним пристроєм чисто дифракційних ґрат. Звичайні пристрої численних графічних відображень з використанням методики чисто дифракційних ґрат, розроблені CSIRO та Landis & Gyr, загалом потребують застосування складного методу контрольованого комп'ютером прямого запису до утворення оригінал-шаблона структури дифракційних ґрат для забезпечення того, щоб оригіналшаблон структури містив тільки одинарні чисті дифракційні грати на будь-якій одній ділянці. Методика перемежовування дозволяє забезпечити оптичну яскравість, ефективність та візуальний ефект переходу, порівнянні з чистою голограмою та голографічною методикою, з еквівалентною яскравістю при нанесенні на нерівну паперову поверхню банкноти або подібного захищеного документа. Це неперекривання зображень може бути забезпечене шляхом розділення поля зображення на множину взаємозв'язаних прецизійних апертур, причому кожна переміжна лінійна апертура визначає односпрямований компонент дифракційної/голографічної картини для забезпечення того, щоб кожна маленька ділянка пристрою містила лише одну домінантну несучу частоту дифракційних ґрат для забезпечення одержання високої дифракційної ефективності зображення після нанесення тисненням на грубий папір. Одинарні домінантні дифракційні грати на кожній ділянці будуть зазнавати меншої дегредації внаслідок конкуренції інтерференційних смуг і також матимуть велику широтну характеристику при експозиції/проявленні та тиражуванні тисненням, забезпечуючи можливість перемодуляції структури за глибиною канавок на пластині оригіналшаблона і на витисненій плівці для компенсації релаксації та дегредації внаслідок нерівностей поверхні. В результаті, кожне окремо спостережуване голографічне зображення виглядає по суті незалежним від будь-якої дегредації або перехресних поміх або ефектів насичення носія від іншого зображення (зображень). Іншим важливим аспектом є те, що прецизійні апертури мають типово величину ширини ліній нижче межи роздільної здатності нормального ока і, таким чином, є по суті невидимими для спостерігача. Далі приклад захисного засобу відповідно до даного винаходу буде описаний та порівняний з 9 відомими пристроями з посиланнями на супровідні креслення, на яких: Фігури 1А-1Е ілюструють відомий пристрій та схематично зображують лінійні структури компонентів пристрою; Фігури 2А-2С ілюструють інший відомий пристрій; і Фігури ЗА-ЗС ілюструють приклад пристрою відповідно до винаходу. Початкова стадія кращого способу виробництва готового переміжного голографічного пристрою включає перенесення двох чи більше зображень (визначених як зображення 1 та зображення 2) в комп'ютер або інший центральний процесор (CPU) шляхом оптичного сканування або електронного зчитування бажаного зображення (знаків) з фотографії, брошури, документа або іншого носія та передачі зображення на монітор або дисплейний екран CPU. Зображення потім маскують, електронно модифікують та розбивають на смуги на комп'ютері шляхом електронного видалення, витирання, гасіння або усунення іншим способом симетричних шаблонів просторів або пікселів на зображеннях для створення маскованих зображень з розташованими на певній відстані лінійними матрицями, які включають ділянки без зображення і ділянки зображення, які розташовані поміж лініями та розділяють їх. Положення ділянок із зображенням та без зображення обертається для зображення 1 у порівнянні із зображенням 2. Модифіковані зображення потім переносять на скляні пластини. Звичайний голографічний оригінал потім використовується для запису Н1 на шар фоторезисту таким чином, щоб голограма зображення 1 була записана у верхній частині фоторезисту, утворюючи лівий канал, і голограма зображення 2 була записана у нижній частині, утворюючи правий канал. Одержаний при цьому Н1 зображення 1 та зображення 2 включає ряд розташованих на малій відстані ліній, що містять відповідні голографічні мікроструктури. Н2 зображення 1 (лівий канал) потім записують на фоторезист шляхом звичайного перенесення зН1 зображення 1. Н2 зображення 2 (правий канал) потім записують на тий саме фоторезист шляхом звичайного перенесення з Н1 зображення 2 таким чином, щоб лінії, які містять голографічні структури із зображення 1, переміжалися з лініями, що містять голографічні структури із зображення 2. Перемежовування двох структур дійснюється вручну за допомогою окуляра. Запис Н2 на фоторезисті може бути потім використаний для формування витискних шаблонів для масового виробництва витиснених голограм. Фігура 1 показує двоканальний голографічний пристрій, описаний в ЕР 1078302, з двома каналами зображення, які показують перекривні графічні голограми з ефектом переходу між числом 10 (зображення 1) та простою п'ятикутною зіркою (зображення 2), причому кожен канал записаний як множина дуже тонких ліній 3, 4 (ілюстративно зображені на Фігурах 1В та 1С, оскільки ці лінійні структури нормально будуть нижче межи нормальної візуальної роздільної здатності і, таким чином, звичайно невидимі) у такий спосіб, щоб кожна ділянка зображення містила лише одну дифрак 89969 10 ційну структуру, із зображеннями з ефектом переходу, наприклад, при нахиленні зліва направо (Фігура 1А). Збільшення цих неперекривних каналів зображення наведене на Фігурі 1D, де зображена та сама ділянка двох каналів зображення 1 та 2, збільшена в масштабі, де одна лінія відповідає типово розміру від 20 до 120 мікрон в залежності від конкретного прикладу, на якій показано схематично, як перемежовуються лінійні структури 5 та 6 для двох ділянок, кожна з яких містить канал зображення, у той час як Фігура 1Е, що також зображує значно збільшений вид кожного узора, далі ілюструє дві просторово окремі ділянки, зістиковані разом, щоб показати, яким чином лінії 6 однієї структури зсунуті від ліній 5 іншої структури, так що оптичні мікроструктури, які відповідають індивідуальнм дифракційним елементам, займають по суті незалежні ділянки і по суті не перекриваються. Процес розділення двох чи більше графічних зображень на горизонтальні тонкі лінії, проілюстрований на Фігурі 1, є придатним для простих геометричних форм з низьким розділенням, таких як літери та цифри. Однак, при ускладненні форм, одержані в результаті голографічні зображення стають розпливчастими, втрачаючи чіткість країв та вертикальне розділення. Це є небажаним, оскільки втрачається чіткість країв складної форми і вже немає чітко визначеного переходу між двома зображеннями. Одним зі способів поліпшення чіткості країв та вертикального розділення є зменшення ширини переміжних ліній. Однак, зменшення ширини лінії збільшує складнощі точного перемежовування ліній голографічних мікроструктур на стадії перенесення Н2 і є непрактичним рішенням. Тому існує потреба в альтернативному рішенні, яке б поширювало застосування методики перемежовування, описаної в ЕР 1078302, на складні графічні зображення. Одним аспектом даного винаходу є збільшення різкості одного чи більше голографічних зображень, одержаних з використанням методики перемежовування, шляхом включення чітко визначених країв зображення та/або складових частин цього зображення (зображень). Чіткість країв зображення досягається шляхом створення лінійної ділянки, що складається з голографічної генеруючої структури, у формі периметра або граничної лінії. Лінія периметра забезпечує контур одержаного голографічного зображення і тому збільшує чіткість країв. Лінія периметра включає голографічні мікроструктури, що є такими саме, як на голографічному зображенні, яке вона оточує, чи подібними до них. Характерним для лінії периметра є те, що вона є невидимою для неозброєного ока, але збільшення чіткості зображення в результаті підвищення чіткості країв сприймається неозброєним оком. Для забезпечення того, щоб лінія периметра була невидимою, ширина лінії периметра типово має розміри нижче межи роздільної здатності нормального ока і, таким чином, є по суті невидимою для спостерігача. Ширина лінії периметра типово становить