Друкований пристрій, який має тривимірний вигляд

Реферат: Даний винахід стосується пристрою, який застосовується як захисний елемент, який включає перший та другий рідкокристалічні шари фарби і являє собою графічний об'єкт, який має, якщо спостерігати його за допомогою відповідного переглядового обладнання, тривимірний вигляд, причому один з вищезгаданих шарів фарби демонструє перший колір під певним кутом спостереження і являє собою лівостороннє циркулярно поляризуюче покриття або включає лівосторонній циркулярно поляризуючий пігмент, а інший з вищезгаданих шарів фарби демонструє такий самий або інший колір під вищезгаданим кутом спостереження і являє собою правостороннє циркулярно поляризуюче покриття або включає правосторонній циркулярно поляризуючий пігмент, вищезгадані перший та другий рідкокристалічні шари фарби являють собою перше та друге зображення, які відповідають парі стереоскопічних проекцій вищезгаданого об'єкта. Перше та друге зображення складаються з окремих структурних елементів, які накладаються або можуть накладатися один на одний. UA 109184 C2 (12) UA 109184 C2 UA 109184 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Вступ Даний винахід в цілому належить до галузі виробництва пристроїв, які застосовуються як захисні елементи для захисту банкнот та цінних документів або виробів, зокрема, пристрою та способу виготовлення друкованих пристроїв, використовуваних як захисні елементи, що мають тривимірний вигляд, якщо спостерігати за допомогою відповідного оптичного переглядового обладнання, такого, як окуляри з лінзами, що діють як циркулярні поляризаційні фільтри. Друкований пристрій утворюється стереоскопічними зображеннями об'єкта, причому останній складається з окремих структурних елементів. Рівень техніки Тривимірні зображення об'єктів, які складаються з зображень, утворених парами стереоскопічних проекцій, є відомими з існуючого рівня техніки. У документах US 5457554 та US 5364557 автором S.M. Faris розкривається спосіб створення тривимірних зображень, створених з шарів фарби, які включають холестеричні рідкі кристалічні матеріали, причому зазначені шари фарби, які відбивають правостороннє (RHLCшар фарби) або, відповідно, лівостороннє (LHLC-шар фарби) циркулярно поляризоване світло. Для створення зазначених тривимірних зображень рідкокристалічні шари фарби різних основних кольорів друкують один на одному. У документі US 7041233 Μ. Kuntz зі співавторами описують спосіб створення тривимірного ефекту двома нестереоскопічними зображеннями, створеними хіральним рідкокристалічним (також відомим як холестеричний рідкий кристал) матеріалом. Шари рідких кристалів вирівнюють за допомогою термічного процесу або в оптимальному варіанті застосовують в інкапсульованій формі. Тривимірний ефект, який створюється завдяки цій технології, можна спостерігати з великої відстані, наприклад, щонайменше 5 метрів. Утворення різних кольорових зон вимагає застосування маски під час процесу закріплення рідких кристалів (приклад 1). Для промислового друку пристроїв, які використовуються як захисні елементи з застосуванням таких технологій друку, як шовкографія, флексогравюра або глибокий друк, необхідно дотримуватися певних обмежень, які не стосувалися вищеописаних технологій створення тривимірних ефектів. Наприклад, для цих технологій друку вимагаються 2 друкувальні секції для друкування лівосторонніх рідкокристалічних (LHLC) та правосторонніх рідкокристалічних (RHLC) шарів фарби пари стереоскопічних проекцій; обидві друкувальні секції можуть друкувати рідкокристалічний шар фарби одного кольору під певним кутом спостереження, або дві друкувальні секції можуть друкувати пару рідкокристалічних шарів фарби різних кольорів під одним кутом спостереження, в результаті чого створюється додатковий колір для тривимірного зображення. Кількість наявних друкувальних секцій для друкування пристрою зазвичай обмежується двома або чотирма секціями; таким чином, вибір кольорів, доступних для друкування пристрою рідкокристалічною фарбою, є дуже обмеженим. Сприйняття тривимірного зображення ґрунтується на багатьох параметрах, які одночасно інтерпретуються людським мозком. Для реальних об'єктів або реальних картин людський мозок здебільшого використовує бінокулярну диспаратність для отримання сприйняття тривимірного зображення об'єктів та інформації про глибину фокусування картини; бінокулярна диспаратність є пов'язаною з різницею у розташуванні зображення на сітківці об'єкта, який спостерігається лівим та правим очами. Для друкованих зображень найбільш суттєвими ознаками тривимірних форм є градієнт текстури, відтінки або тіні; для картин, які включають багато об'єктів, заступання одного об'єкта іншим (тобто, коли один об'єкт лежить перед іншим і, таким чином, затуляє об'єкт, що знаходиться за ним) є ще однією важливою ознакою просторового розташування картини та тривимірної форми об'єктів. За наявності лише дуже обмеженої кількості одноколірних шарів фарби (наприклад, одного або двох одноколірних шарів фарби) сприйняття об'єму знижується через зменшення або зникнення ознак тривимірності, таких, як відтінки; у разі картин, які включають кілька об'єктів, надрукованих одноколірним шаром фарби, заступання одного об'єкта іншим заважає спостерігачеві сприймати відносну відстань різних об'єктів. Приклад цього ефекту наведено на Фігурах з 1 по 4 даної заявки. Фігура 1 показує пару одноколірних стереоскопічних проекцій непідрозділеного об'єкта у формі куба, утворених одноколірними шарами, надрукованими зміщеними убік відносно один одного. Фігура 2 показує зазначену пару одноколірних стереоскопічних проекцій з Фігури 1, надрукованих з частковим накладанням. Об'єм або тривимірну форму куба неможливо розпізнати навіть у разі друку Фігури 1 або Фігури 2 LHLC- та RHLC-шарами фарби і при застосуванні відповідних циркулярних поляризаційних фільтрів для спостереження, оскільки об'єкт є позбавленим будь-яких ознак, на основі яких людський мозок може зробити висновок про тривимірну форму куба. 1 UA 109184 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Фігура 3 та Фігура 4 показують зникнення тривимірного ефекту у разі застосування одноколірного шару (Фігура 4) замість відтінків (Фігура 3) для створення об'єкта. Якщо на Фігурі 3 деталі голови людини є видимими, і людський мозок здатен сприймати об'єкт як тривимірне зображення голови людини, для зображення на Фігурі 4 це є неможливим. На Фігурі 4 сприймаються лише контури голови людини. Мозок спостерігача не може сприйняти Фігуру 4 як тривимірне зображення голови людини. Певні обмеження, пов'язані з процесами промислового друку пристроїв, які застосовуються як захисні елементи унеможливлюють створення тривимірних ефектів одним з обговорюваних вище способів існуючого рівня техніки. Таким чином, досі існує потреба у способі друкування пристрою з тривимірним виглядом з дуже обмеженою кількістю шарів фарби, що відбивають циркулярно поляризоване світло (LCшарів фарби). Описані технології не передбачають способів створення пристроїв з тривимірним виглядом (3-D-пристроїв), які застосовуються як захисні елементи, лише з двома одноколірними рідкокристалічними шарами фарби, які відбивають світло напрямку протилежної поляризації, або з дуже обмеженою кількістю пар одноколірних рідкокристалічних шарів фарби, що відбивають світло напрямку протилежної поляризації. Завдання даного винаходу полягало у забезпеченні такого способу та пристрою. Короткий опис винаходу Даний винахід стосується пристрою, який включає нанесені на основне тло перший та другий шари фарби, які разом представляють графічний об'єкт, який має, якщо спостерігати його за допомогою відповідного переглядового обладнання, тривимірний вигляд, причому один з вищезгаданих шарів фарби демонструє перший колір під певним кутом спостереження і являє собою лівостороннє циркулярно поляризуюче покриття або включає лівосторонній циркулярно поляризуючий пігмент, а інший з вищезгаданих шарів фарби демонструє такий самий або інший колір під вищезгаданим кутом спостереження і являє собою правостороннє циркулярно поляризуюче покриття або включає правосторонній циркулярно поляризуючий пігмент, причому вищезгадані перший та другий шари фарби представляють перше та друге зображення пари стереоскопічних проекцій вищезгаданого графічного об'єкта, і вищезгадані перший та другий шари фарби накладаються один на одний, або можуть накладатися один на одний, або друкуються зміщеними убік відносно один одного, причому вищезгаданий графічний об'єкт характеризується тим, що складається з окремих структурних елементів, і тим, що у межах кожної зі стереоскопічних проекцій структурні елементи, які утворюють графічний об'єкт, є представленими таким чином, щоб основне тло вищезгаданих шарів фарби виглядало розташованими між структурними елементами. Крім того, даний винахід стосується способу виготовлення пристрою, як визначено вище, причому вищезгаданий спосіб включає етап нанесення першої та другої композицій фарби для утворення першого та другого шарів фарби, причому одна з вищезгаданих композицій фарби включає лівосторонні циркулярно поляризуючі холестеричні рідкокристалічні пігменти, які мають перший колір під певним кутом спостереження, а друга композиція фарби включає правосторонні циркулярно поляризуючі холестеричні рідкокристалічні пігменти такого самого або іншого кольору під вищезгаданим кутом спостереження, з застосуванням способу друку, в оптимальному варіанті вибраного з групи, до якої належать шовкографічний друк, флексографський друк, геліогравюра або струменевий друк, у найкращому варіанті - шляхом шовкографічного друку на підкладці. Даний винахід також стосується способу виготовлення пристрою, як визначено вище, причому вищезгаданий спосіб включає етапи a) нанесення першої та другої композицій фарби на попередньо сформовану підкладка з застосуванням способу друку, в оптимальному варіанті вибраного з групи, до якої належать шовкографічний друк, флексографський друк, геліогравюра або струменевий друк, у найкращому варіанті - шляхом шовкографічного друку, для утворення першого та другого шарів фарби, причому одна з вищезгаданих композицій фарби включає лівосторонню циркулярно поляризуючу холестеричну рідкокристалічну речовину, що має перший колір під певним кутом спостереження, а друга композиція фарби включає правосторонню циркулярно поляризуючу холестеричну рідкокристалічну речовину такого самого або іншого кольору під вищезгаданим кутом спостереження; b) суміщення вищезгаданих шарів, які включають вищезгадані холестеричні рідкокристалічні речовини, шляхом взаємодії з попередньо сформованою підкладкою; та c) закріплення шарів, нанесених і суміщених на етапах а) та b). 2 UA 109184 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Даний винахід також стосується способу виготовлення пристрою, який являє собою графічний об'єкт, який має, якщо спостерігати його за допомогою відповідного переглядового обладнання, тривимірний вигляд, причому спосіб характеризується етапами підрозділу вищезгаданого графічного об'єкта на окремі структурні елементи і створення першої та другої стереоскопічних проекцій підрозділеного графічного об'єкта на площину друку. Даний винахід також стосується системи автентифікації, яка включає пристрій, як визначено вище, та переглядового обладнання, в оптимальному варіанті - окулярів, які включають лівий та правий циркулярний поляризаційні фільтри для двох лінз, причому кожна лінза накриває одне око спостерігача, який вдягає ці окуляри. Даний винахід також стосується застосування пристрою, як визначено вище, для захисту від підробки комерційних товарів або захищених документів, вибраних з групи, до якої належать банкноти, цінні документи або картки, транспортні квитки або картки, податкові бандеролі та товарні етикетки. Даний винахід розкриває спосіб друкування пристроїв, які застосовуються як захисні елементи, що створюють, при спостереженні за допомогою відповідного переглядового обладнання, тривимірний ефект, з використанням першої фарби, яка включає хіральні рідкокристалічні пігменти або речовини, причому вищезгадані пігменти або речовини відбивають лівостороннє циркулярно поляризоване світло (LHLC-шар фарби), та другої фарби, яка включає хіральні рідкокристалічні пігменти або речовини, причому вищезгадані пігменти або речовини відбивають правостороннє циркулярно поляризоване світло (RHLC-шар фарби). Згідно зі способом даного винаходу, тривимірний ефект може створюватися з дуже обмеженою кількістю кольорів, в оптимальному варіанті - з LC-пігментами, що мають до двох різних кольорів під певним кутом спостереження, у найкращому варіанті - з LC-пігментами одного кольору під певним кутом спостереження. Згідно зі способом даного винаходу, тривимірний ефект створюють шляхом друкування пари зображень, кожне з яких представляє одну пару стереоскопічних проекцій, графічного об'єкта, який складається з окремих структурних елементів, причому вищезгаданий графічний об'єкт є зображенням реального або віртуального об'єкта. Тривимірний ефект може спостерігатися, коли спостерігач використовує відповідне переглядове обладнання, що включає пару циркулярних поляризаційних фільтрів або лінз для спостереження пристрою згідно з даним винаходом. В іншому варіанті втілення даний винахід розкриває спосіб підрозділу графічного об'єкта на окремі структурні елементи. В іншому варіанті втілення даний винахід розкриває спосіб створення пари стереоскопічних проекцій графічного об'єкта, який складається з окремих структурних елементів, та друкування зображень, які представляють вищезгадану пару стереоскопічних проекцій на підкладці. Підрозділ графічного об'єкта на кілька окремих структурних елементів дозволяє долати обмеження, характерні для описаних засобів захисту, даючи підказку для головного мозку для розуміння об'єму представленого об'єкта або представленої картини, яка включає кілька об'єктів. Створення тривимірного ефекту на основі відомої з існуючого рівня техніки (наприклад, з документів US 5,457,554 або US 7,041,233) проекції двох різних відповідних зображень, які спостерігаються лівим та правим оком спостерігача. Спеціалістам у даній галузі відомо, що пара стереоскопічних проекцій може бути створена шляхом фіксації за допомогою реальної камери або віртуальної камери пари зображень реального об'єкта або віртуального об'єкта, причому вищезгадана камера переміщується уздовж осі на незмінній відстані від об'єкта (Фігура 21а); або в альтернативному варіанті вищезгадана камера переміщується по шляху під прямим кутом до напрямку зйомки камери (Фігура 21b) (напрямки зйомки камери (вісь у) у напрямку об'єкта або картини в обох позиціях є паралельними один одному і перпендикулярними шляху переміщення камери (вісь х)). Пару першої та другої стереоскопічних проекцій одержують шляхом проеціювання на площині пари зображень, зафіксованих камерою. В оптимальному варіанті втілення даного винаходу структурні елементи, які належать до задньої сторони графічного об'єкта відносно позиції спостерігача, а отже, є прихованими для спостерігача з його позиції спостереження, є видаленими. Видалення прихованих структурних елементів поліпшує тривимірний ефект через запобігання будь-якому заступанню структурних елементів. Це видалення структурних елементів може не здійснюватись, якщо підрозділ графічного об'єкта на структурні елементи виконувати шляхом прямого нанесення відповідного набору структурних елементів лише на частину поверхні графічного об'єкта, який спостерігач бачить з його кута спостереження. 3 UA 109184 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Перший та другий LC-шари зображень, які відповідають першій та другій стереоскопічним проекціям, друкуються один на одному (LC-шари зображення, що накладаються) або можуть накладатися один на одний (LC-шари зображення, що можуть накладатися) таким чином, щоб частково перекривати один одний; або в альтернативному варіанті перший та другий LC-шари зображень, які відповідають першій та другій стереоскопічним проекціям, друкуються зміщеними убік відносно один одного (LC-шари зображення, що не накладаються). При друкуванні зміщених убік відносно один одного шарів відстань між двома рідкокристалічними шарами фарби може складати від нуля (суміжна позиція; дві стереоскопічні проекції з'єднуються одна з одною в одній точці або однією стороною) до кількох сантиметрів, в оптимальному варіанті - 0-5 см, у ще кращому варіанті - 0-3 см, і у найкращому варіанті - 0-1 см (несуміжна позиція). Два LC-шари зображення, що не накладаються, повинні одночасно спостерігатися спостерігачем, який використовує переглядове обладнання для того, щоб бачити об'єкт у тривимірному вигляді. Тривимірний ефект пристрою поліпшується зі зменшенням відстані між двома стереоскопічними проекціями. Найкращий тривимірний ефект одержують, коли дві стереоскопічні проекції друкують таким чином, щоб вони частково перекривали одна одну. Коли перший та другий LC-шари зображень, які відповідають першій та другій стереоскопічним проекціям, друкують за кілька сантиметрів один від одного, тривимірний вигляд пристрою краще сприймається, коли спостерігач бачить пристрій з відстані, наприклад, з відстані довжини руки або більшої відстані. Для кожного пристрою існує оптимальна відстань спостереження для сприйняття оптимального тривимірного ефекту; якщо відстань спостереження є коротшою або довшою за оптимальну відстань, тривимірний ефект все одно сприймається, але він може бути менш виразним. Оптимальна відстань спостереження залежить від ступеня накладання LHLC- та RHLC-шарів зображення або від відстані між LHLCта RHLC-шарами зображення, які друкуються зміщеними убік відносно один одного; оптимальна відстань спостереження також залежить від розміру віртуального трикутника, який визначається позицією графічного об'єкта та позиціями двох камер при зйомці стереоскопічних зображень. Для пристроїв, які застосовують як захисні елементи для захищених документів, банкнот або цінних товарів, перший та другий LC-шари зображень у найкращому варіанті друкують таким чином, щоб вони частково перекривали один одний. Коли перший та другий шари зображень є надрукованими таким чином, щоб частково перекривати один одний, вимагається закріплення першого рідкокристалічного шару фарби перед нанесенням другого рідкокристалічного шару фарби. Пристрій застосовують як захисний елемент або як засіб захисту банкнот, цінних документів, ідентифікаційних документів або в цілому будь-якого виробу, що вимагає автентифікації. Короткий опис фігур Фігура 1 показує пару одноколірних стереоскопічних проекцій куба, не підрозділеного на окремі структурні елементи (не належить до даного винаходу). Фігура 2 показує пару стереоскопічних проекцій з Фігури 1, причому проекції частково накладаються одна на одну (не належить до даного винаходу). Фігура 3 показує зображення тривимірного об'єкта (голови людини), що включає зміну світлості кольору (тіньові ділянки) (не належить до даного винаходу). Фігура 4 показує зображення з Фігури 3, представлене одноколірним шаром фарби (не належить до даного винаходу). Фігура 5 показує вид пристрою, який включає куб, підрозділений, як показано на Фігурі 6, з накладанням двох LC-шарів зображення, що складається з двох стереоскопічних проекцій. Якщо два LC-шари зображення мають бути надруковані з використанням пари рідкокристалічних шарів фарби на поглинальній поверхні підкладки, спостерігач, користуючись відповідною парою циркулярних поляризаційних фільтрів, зможе бачити одноколірний куб з тривимірним об'ємом. Фігура 6 показує пару одноколірних стереоскопічних проекцій з Фігури 1 куба, підрозділеного на 3 окремі структурні елементи. Фігура 7 показує графічний об'єкт з Фігури 3, підрозділений на багато одноколірних точок. Фігура 8 показує пару стереоскопічних проекцій підрозділеного об'єкта з Фігури 7. Фігура 8а показує зображення пристрою, надрукованого LHLC- та RHLC-композиціями з пари стереоскопічних проекцій з Фігури 8. LHLC та RHLC-шари друкують таким чином, щоб вони частково перекривали один одний. Фігура 8b показує зображення пристрою, надрукованого LHLC- та RHLC-композиціями з пари стереоскопічних проекцій з Фігури 8. LHLC та RHLC-шари друкують таким чином, щоб вони частково перекривали один одний. 4 UA 109184 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Фігура 9 показує пару одноколірних стереоскопічних проекцій куба, підрозділеного на багато окремих структурних елементів. Фігура 10 показує пару одноколірних стереоскопічних проекцій сфери, підрозділеної на багато окремих структурних елементів. Фігура 11а показує пару одноколірних стереоскопічних проекцій куба, підрозділеного на багато окремих структурних елементів, причому структурними елементами є диски. Фігура 11b показує пару одноколірних стереоскопічних проекцій куба, підрозділеного на багато окремих структурних елементів з Фігури 11а, надрукованих як негативне зображення. Фігура 12 показує пару одноколірних стереоскопічних проекцій куба, підрозділеного на багато окремих структурних елементів, причому структурними елементами є точки. Фігура 13 показує пару одноколірних стереоскопічних проекцій куба, підрозділеного на багато окремих структурних елементів, причому структурними елементами є прямі лінії. Фігура 14 показує пару одноколірних стереоскопічних проекцій куба, підрозділеного на багато окремих структурних елементів, причому структурними елементами є літери "А". Фігура 15 показує бокову проекцію пристрою, наприклад, пристрою з Фігури 5, з частковим накладанням RHLC- та LHLC-шарів зображення на поглинальній поверхні підкладки, причому вищезгадані RHLC- та LHLC-шари зображення складаються з пари стереоскопічних проекцій. RHLC- та LHLC-шари зображення накладаються один на одний. Фігура 15а показує бокову проекцію пристрою, наприклад, пристрою з Фігура 5, з RHLC- та LHLC-шарами зображення, які надруковано зміщеними убік відносно один одного (без накладання та суміжного розташування) на поглинальній поверхні підкладки, причому вищезгадані RHLC- та LHLC-шари зображення складаються з пари стереоскопічних проекцій. Фігура 15b показує бокову проекцію пристрою, наприклад, пристрою з Фігури 5, з RHLC- та LHLC-шарами зображення, які надруковано зміщеними убік відносно один одного (без накладання та несуміжного розташування) на поглинальній поверхні підкладки, причому вищезгадані RHLC- та LHLC-шари зображення складаються з пари стереоскопічних проекцій. Фігура 16 показує бокову проекцію пристрою з першим LC-шаром зображення, надрукованим на поглинальній поверхні, та другим LC-шаром зображення, надрукованим на прозорій ділянці тієї самої підкладки, причому вищезгадані перший та другий шаризображення складаються з пари стереоскопічних проекцій. Два LC-шари зображення можуть накладатися один на одний: для того, щоб побачити тривимірний пристрій, підкладка повинна складатися таким чином, щоб другий LC-шар зображення, надрукований на прозорій ділянці, знаходився на першому LC-шарі зображення. У цій конфігурації для того, щоб належним чином відтворити пристрій з тривимірним виглядом (3D-пристрій), два LC-шари мають бути надруковані шляхом застосування до другої стереоскопічної проекції повороту на 180° уздовж осі симетрії, паралельної осі складання підкладки. Фігура 17 показує бокову проекцію пристрою з першим LC-шаром зображення, надрукованим на поглинальній поверхні першої підкладки, та другим LC-шаром зображення, надрукованим на прозорій ділянці другої підкладки, причому вищезгадані перший та другий шари зображення складаються з пари стереоскопічних проекцій. У цій конфігурації для того, щоб належним чином відтворити 3D-пристрій, другий шар зображення (надрукований на прозорій підкладці) повинен знаходитись на шарі зображення, надрукованому на поглинальній поверхні. Два LC-шари зображення можуть накладатися один на одний. Фігура 18 показує бокову проекцію пристрою з накладанням RHLC- та LHLC-шарів зображення, надрукованих на прозорій підкладці, причому вищезгадані RHLC- та LHLC-шари зображення складаються з пари стереоскопічних проекцій. Ще одна підкладка, вкрита поглинаючим шаром, вимагається для візуалізації LC-шарів зображення; вкрита підкладка розташовується під парою накладених один на одний LC-шарів зображення 3D-пристрою. LCшари накладаються один на одний. Фігура 19 показує бокову проекцію пристрою з RHLC- та LHLC-шарами зображення, надрукованими у різних ділянках прозорої підкладки, причому вищезгадані RHLC- та LHLCшари зображення складаються з пари стереоскопічних проекцій. Другий LC-шар зображення є надрукованим у зворотній орієнтації згідно з віссю симетрії, паралельною осі складання підкладки, і два LC-шари зображення можуть накладатися один на одний (так само, як на Фігура 16). Ще одна підкладка, вкрита поглинаючим шаром, вимагається для візуалізації LC-шарів зображення; вищезгадана вкрита підкладка розташовується під парою LC-шарів зображення, що накладаються, причому прозора підкладка є складеною таким чином, щоб накладатися на LHLC- та RHLC-шари зображення. Фігура 20 показує бокову проекцію пристрою з RHLC- та LHLC-шарами зображення, надрукованими на 2-х різних прозорих підкладках, причому вищезгадані RHLC- та LHLC-шари 5 UA 109184 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 зображення складаються з пари стереоскопічних проекцій. LC-шари зображення можуть накладатися один на одний. Ще одна підкладка, вкрита поглинаючим шаром, вимагається для візуалізації LC-шарів зображення; вкрита підкладка розташовується під парою LC-шарів зображення, що накладаються. Фігура 21а показує зображення переміщення камери, яка фіксує пару зображень графічного об'єкта, наприклад, куба, на незмінній відстані від об'єкта. Пару стереоскопічних проекцій одержують шляхом проеціювання на двовимірну поверхню пари зображень, зафіксованих камерою. Фігура 21b показує зображення переміщення камера, яка фіксує пару зображень графічного об'єкта, наприклад, куба, причому камера переміщується по шляху, перпендикулярному напрямкові зйомки, спрямованому на об'єкт. Пару стереоскопічних проекцій одержують шляхом проеціювання на двовимірну поверхню пари зображень, зафіксованих камерою. Детальний опис винаходу Згідно з даним винаходом, пристрій, який являє собою графічний об'єкт, який має тривимірний вигляд, якщо спостерігати за допомогою відповідного переглядового обладнання, утворюється з першого та другого шарів зображення. Перший шар зображення друкують рідкокристалічним шаром фарби, який відбиває лівостороннє поляризоване світло (LHLC-шар фарби), причому вищезгаданий рідкокристалічний шар фарби включає лівосторонні хіральні рідкокристалічні пігменти (також відомі як лівосторонні холестеричні рідкокристалічні пігменти) (LHLC-пігменти) або лівосторонні хіральні рідкокристалічні речовини (також відомі як лівосторонні холестеричні рідкокристалічні речовини) (LHLC-покриття) першого кольору під певним кутом спостереження, і другий шар зображення друкують рідкокристалічним шаром фарби, що відбиває правостороннє поляризоване світло (RHLC-шар фарби), причому вищезгаданий рідкокристалічний шар фарби включає правосторонні хіральні рідкокристалічні пігменти (також відомі як правосторонні холестеричні рідкокристалічні пігменти) (RHLCпігменти) або правосторонні хіральні рідкокристалічні речовини (також відомі як правосторонні холестеричні рідкокристалічні речовини) (RHLC-покриття) такого самого або іншого кольору під одним кутом спостереження. Два шари зображення характеризуються тим, що вони представляють пару стереоскопічних проекцій графічного об'єкта, і тим, що графічний об'єкт складається з окремих структурних елементів. У контексті цього опису термін "LHLC-пігменти" означає LC-пігменти, включені до LHLCшару фарби, а термін "RHLC-пігменти" стосується LC-пігментів, включених до RHLC-шару фарби. Ідею даного винаходу показано на Фігурі 5, Фігурі 6 та Фігурах з 8 по 14. На прикладі друку RHLC- та LHLC-шарами зображення Фігура 5, Фігура 6 та Фігури з 8 по 14 представляють варіанти втілення пристрою згідно з даним винаходом. Фігура 5 показує варіант втілення даного винаходу з двома стереоскопічними проекціями, показаними на Фігурі 6, які друкуються таким чином, щоб частково перекривати одна одну. На Фігурі 6 та Фігурах з 8 по 14 стереоскопічні проекції є надрукованими зі зміщенням убік відносно один одного для кращого розуміння зображення; у пристрої згідно з даним винаходом стереоскопічні проекції друкують таким чином, щоб вони частково перекривали одна одну, або, в альтернативному варіанті, друкують зміщеними убік відносно один одного; для пристроїв, які застосовують як захисні елементи, стереоскопічні проекції в оптимальному варіанті друкують таким чином, щоб вони частково перекривали одна одну. Фігура 6 показує приклад згідно з даним винаходом. Фігура 6 показує пару стереоскопічних проекцій куба з Фігури 1, підрозділеного на 3 структурні елементи. Дві стереоскопічні проекції друкуються зміщеними убік відносно одна одної. Якщо Фігуру 6 надруковано LHLC- та RHLCшарами фарби, спостерігач, користуючись відповідним переглядовим обладнанням, яке включає циркулярні поляризаційні фільтри, спостерігатиме об'ємне зображення куба з відстані, що забезпечує відповідний паралакс двох проекцій. Зображення з Фігури 7 показує приклад згідно з даним винаходом. Фігура 7 показує голову людини з Фігури 3, але тепер вона є підрозділеною на багато структурних елементів, у даному разі точок. Зображення з Фігури 7 є "очищеним" для видалення структурних елементів, які належать до обличчя голови людини, що розташовується на задній стороні відносно позиції спостерігача, а отже, є прихованими для спостерігача з його позиції спостереження. Процес очищення поліпшує 3D-ефект через уникнення будь-якого заступання структурних елементів. Цей "етап очищення" може не здійснюватись, якщо поділ на структурні елементи здійснюється шляхом нанесення відповідного набору структурних елементів на поверхню об'єктів, які спостерігач бачить з його кута спостереження. 6 UA 109184 C2 5 10 15 20 25 30 Фігура 8 показує пару стереоскопічних проекцій підрозділеного графічного об'єкта, утворених шляхом зйомки двох зображень з Фігури 7 з двох різних позицій. Дві стереоскопічні проекції друкуються зміщеними убік відносно одна одної. Фігура 8а та Фігура 8b показують зображення деяких пристроїв згідно з даним винаходом на основі пари стереоскопічних проекцій з Фігури 8. На Фігурі 8а стереоскопічні проекції трохи перекривають одна одну, тоді, як на Фігурі 8b стереоскопічні проекції є надрукованими зі значним перекриванням одна одної. Спостерігач, який дивиться на Фігуру 8а, користуючись відповідним переглядовим обладнанням, яке включає циркулярні поляризаційні фільтри, з відстані, яка забезпечує відповідний двох проекцій, спостерігатиме об'ємне зображення голови людини. Тривимірний ефект є більш виразним на Фігурі 8b завдяки більшому перекриванню стереоскопічних проекцій; Фігура 8b також може спостерігатися з коротшої відстані, оскільки відповідний паралакс на Фігурі 8b досягається на коротшій відстані, ніж на Фігурі 8а. Циркулярно поляризуючі рідкокристалічні пігменти (також відомі як "LHLC- та RHLCпігменти"), прийнятні для даного винаходу, є відомими з існуючого рівня техніки, наприклад, LCпігменти які реалізуються на ринку під торговою назвою Helicone® від LCP Technology GmbH. Технології одержання LC-пігментів та їх застосування у покриттях на фарбах описувалися, наприклад, у документах ЕР 1 213 338 А1, ЕР 1 046 692 А1 або ЕР 0 601 483 А1, відповідні описи яких включено до цього опису шляхом посилання. Холестеричні рідкі кристалічні матеріали, прийнятні для даного винаходу, є відомими з існуючого рівня техніки і описувалися, наприклад, у документі US 6,410,130, відповідний опис якого включено до цього опису шляхом посилання. LHLC- та RHLC-пігменти можуть бути включені до традиційних композицій фарб згідно зі способом друку, вибраним для друкування пристрою згідно з даним винаходом. Приклади прийнятних композицій представлено, наприклад, у публікації The Printing Ink Manual, Ed R.H. Leach, R.J. Pierce, 5-е видання. Композиції, які включають LC-пігменти, прийнятні для даного винаходу, описувалися, наприклад, у документах ЕР 0 597 986 А1 або WO 2003/020 835 А1. В оптимальному варіанті композиції фарб, які застосовуються для даного винаходу, не включають будь-яких інших пігментів, крім LC-пігментів. Типовими композиціями, які включають LC-пігменти, які застосовуються для даного винаходу, є, наприклад: - композиція для флексографського друку з фарбою на водній основі: Компонент LHLC- або RHLC-пігмент Зв'язувальна акрилова / алкільна смола Сполука поліетиленового воску Вода Силіконовий протиспінювач мас. % 10-30 50-70 2-6 10-20 0,1-0,5 - композиція флексографського друку з фарбою на основі розчинника: 35 Компонент LHLC- або RHLC-пігмент Лак на основі малеїнової смоли Лак на основі нітроцелюлози Воскова сполука Пластифікатор Етанол Ізопропілацетат мас. % 10-30 10-25 30-50 2-6 1-5 5-15 5-10 - композиція для друку шляхом гравірування: Компонент LHLC- або RHLC-пігмент Нітроцелюлоза Малеїнова смола Воскова дисперсія Діоктилфталат Етанол мас. % 10-30 10-20 2-6 2-6 2-6 40-60 7 UA 109184 C2 Етилацетат Гліколевий етер 2-8 2-6 - композиція для трафаретного друку: Компонент LHLC- або RHLC-пігмент Етилцелюлоза Діоктилфталат Метиловий етер пропіленгліколю Диметиловий етер пропіленгліколю Ароматичний вуглеводень (160-180 °C) 5 мас. % 8-25 10-20 2-10 20-30 2-10 20-40 - композиція для трафаретного друку з фарбою, що закріплюється під дією УФвипромінювання: Компонент LHLC- або RHLC-пігмент Преполімери Мономери / олігомери Фотоініціатори Інші домішки 10 15 20 25 30 35 40 45 мас. % 8-25 20-35 30-50 5-10 1-5 Композиції, які включають LC-речовини, прийнятні для даного винаходу, описувалися, наприклад, у документі US 6,410,130. До прийнятних способів належать шовкографічний друк, флексографський друк, геліогравюра або струменевий друк. Оскільки у LC-пігментах, прийнятних для даного винаходу, рідкі кристали вже є вирівняними й полімеризованими (закріпленими) у холестеричному стані, LC-речовин це не стосується. Після нанесення з застосуванням одного з вищезазначених способів друку вирівнювання LCречовин у композиціях має досягатися до закріплення нанесених шарів. Згідно з даним винаходом, вирівнювання LC-речовин досягається шляхом нанесення шарів, які включають LCречовини, на попередньо сформовану підкладку. Підкладка в цьому разі діє як орієнтуючий шар для рідких кристалів у нанесених шарах. Попереднє формування підкладки може відбуватися, наприклад, через натирання таким матеріалом, як оксамит, або за допомогою щітки, або через відповідний вплив середовища на поверхню. Вирівнювання LC-речовин відбувається через взаємодію з попередньо сформованою підкладкою. Після цього вирівняні LC-шари можуть бути закріплені звичним способом, в оптимальному варіанті - шляхом УФ-закріплення. Цей спосіб вирівнювання LC-речовин є відомим, наприклад, з документу US 2011/0095518 Α1, відповідний зміст якого включено до цього опису шляхом посилання. Композиції фарб, прийнятні для даного винаходу, можуть закріплюватися відомим спеціалістам у даній галузі способом, наприклад, шляхом фізичного висушування (випарювання розчинника), УФ-закріплення, закріплення у потоці електронів, закріплення нагріванням, одночасного закріплення та полімеризації, комбінації цих способів або за допомогою інших механізмів закріплення. В оптимальному варіанті для даного винаходу застосовують закріплювані під дією УФ-випромінювання композиції фарб. У контексті даного винаходу пристрій застосовують як захисний елемент або засіб захисту для банкнот, цінних документів, ідентифікаційних документів або в цілому будь-яких виробів, які вимагають автентифікації. У контексті цього опису термін "захисний елемент " означає елемент на банкноті або іншому захищеному документі, призначений для визначення його автентичності та захисту від підробок. У контексті цього опису термін "структурні елементи" означає групу геометричних фігур, які разом утворюють графічний об'єкт, до яких, крім інших, належать квадрати, прямокутники, багатокутники, кола, точки, диски, еліпсоїди, прямі лінії, криві лінії, або будь-які замкнені поверхні, обмежені будь-якими синусоїдальними лініями. Термін "окремі структурні елементи" також може означати літери, тексти, логотипи, цифри або зображення. Ці структурні елементи можуть включати деякі порожні ділянки, такі, як, наприклад, порожня ділянка у великій літері "А" (див. Фігуру 14). Структурні елементи, які утворюють графічний об'єкт, можуть бути вирівняними з розташуванням на однаковій відстані або у випадковому порядку, таким чином, щоб мозок спостерігача міг поєднати окремі структурні елементи в один представлений об'єкт. Іншими 8 UA 109184 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 словами, відстань між окремими структурними елементами має бути достатньо широкою для того, щоб спостерігач розпізнавав структурні елементи як відокремлені один від одного. Проміжок між двома структурними елементами допомагає визначати краї підрозділеного об'єкта; пара стереоскопічних зображень кожного структурного елемента допомагає визначати об'єм представленого об'єкта або представленої картини. У кожній з пари стереоскопічних проекцій структурні елементи є повністю або частково відокремленими один від одного, залежно від позицій камери відносно об'єкта при створенні пари зображень. У контексті цього опису термін "окремі структурні елементи" означає, що у межах підрозділеного графічного об'єкта структурні елементи, які утворюють об'єкт, розташовуються таким чином, що вони є окремо розрізнюваними, причому в межах стереоскопічних проекцій структурні елементи можуть частково накладатися один на одний. У контексті цього опису термін "окремі структурні елементи" означає, що основне тло шарів фарби є видимим як розташоване між структурними елементами; термін "видимий" означає такий, який можна побачити неозброєним оком спостерігача. Кількість структурних елементів, які вимагаються для підрозділу графічного об'єкта, залежить від розміру пристрою, від складності представленого об'єкта та від роздільної здатності друку, яка має досягатися. Для простих графічних об'єктів поділ на два структурні елементи може бути достатнім для забезпечення достатнього вказування на тривимірну форму представленого об'єкта; для більш складних зображених об'єктів або картин необхідно багато структурних елементів для належного тривимірного представлення. Оптимальна кількість та позиція окремих структурних елементів для даного графічного об'єкта може визначатися спеціалістами у даній галузі з застосуванням традиційних способів. На графічному об'єкті виконують процес підрозділу. Зображення, зафіксовані камерою для утворення пари стереоскопічних проекцій, створюються після поділу графічного об'єкта на окремі структурні елементи. Зворотна послідовність етапів (утворення стереоскопічних проекцій з наступним поділом на структурні елементи) призвела б до труднощів з дотриманням узгодженості між двома стереоскопічними проекціями, а отже, перешкоджала б виготовленню пристрою з тривимірним ефектом. Два зображення, зафіксовані камерою для утворення пари стереоскопічних проекцій, зазвичай одержують з невеликою зміною зорової перспективи зображення, одержаного шляхом невеликого переміщення камери (див. Фігури 21а та 21b). Дві позиції зйомки та два кути камери мають бути вибрані таким чином, щоб більшість структурних елементів, які утворюють графічний об'єкт, залишалися розрізнюваними з-поміж сусідніх структурних елементів; у такій конфігурації два окремі структурні елементи не накладаються один на одний, або два окремі структурні елементи лише частково накладаються один на одний. На Фігурах з 5 по 14 показано варіанти втілення даного винаходу, на яких графічні об'єкти різного ступеня складності складаються з відповідної кількості окремих структурних елементів різної форми та складності. Вжитий у контексті даного винаходу термін "графічний об'єкт" означає зображення віртуального об'єкта або зображення реального об'єкта. Зображені об'єкти, які використовують для створення пристроїв згідно з даним винаходом, включають прості об'єкти, наприклад, лінії або двовимірні малюнки, або дуже складні об'єкти, наприклад, у вигляді скульптури, наприклад, голови людини. Графічний об'єкт згідно з даним винаходом може бути показаним як позитивне зображення або як негативне зображення. Коли об'єкт показується як позитивне зображення, структурні елементи, з яких складається об'єкт, наприклад, квадрати, прямокутники, багатокутники, кола, точки, диски, еліпсоїди, прямі лінії, криві лінії, замкнені поверхні, обмежені будь-якими синусоїдальними лініями, літери, тексти, логотипи, цифри або зображення, друкують рідкокристалічними шарами фарби. Коли об'єкт показується як негативне зображення, ділянки відокремлення між структурними елементами друкують LC-шарами. Фігура 11а представляє приклад пари стереоскопічних проекцій позитивного зображення підрозділеного куба згідно з даним винаходом; Фігура 11b представляє приклад пари стереоскопічних проекцій негативного зображення підрозділеного куба згідно з даним винаходом. Згідно з даним винаходом, пристрій, який має тривимірний вигляд, виготовляють шляхом нанесення двох або щонайбільше чотирьох шарів друкарської фарби, які включають вищеописані холестеричні LC-пігменти або LC речовини, в оптимальному варіанті - шляхом 9 UA 109184 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 нанесення двох або щонайбільше чотирьох шарів друкарської фарби, які включають вищеописані холестеричні LC-пігменти. Прийнятними підкладками, які можуть використовуватися згідно з даним винаходом, є папір, композитний матеріал або пластикова підкладка. Наприклад, у разі банкнот підкладка є виконаною з паперу, композитного матеріалу або полімеру. Пористість підкладки, надрукованої за допомогою пристрою, може впливати на якість сприйняття тривимірного ефекту. На пористих або волокнистих підкладках може з'являтися нерівномірність блиску в різних зонах пари рідкокристалічних шарів фарби, залежно від нижнього шару в цих зонах. Така нерівномірність блиску в LC-шарах може призводити до погіршення тривимірного ефекту. Для поліпшення оптичної якості рідкокристалічних шарів фарби і для запобігання такій нерівномірності блиску пористі або волокнисті підкладки вкривають першим шаром покриття, ґрунтувальним шаром. Такі ґрунтувальні шари є відомими з існуючого рівня техніки і застосовуються, наприклад, для поліпшення візуального аспекту захисних елементів на основі магнітно орієнтованих зображень (див. документ WO 2010 058026). У контексті цього опису термін "основне тло" LHLC- та RHLC-шарів фарби означає поверхню, на якій друкуються або розміщуються рідкокристалічні шари фарби. Основне тло шарів фарби може бути непрозорою поглинальною поверхнею або прозорою поверхнею. У контексті цього опису терміни "поглинальний" або "світлопоглинальний" стосовно поверхні або тла означають шар, який поглинає принаймні частину видимого спектра світла, в оптимальному варіанті - поверхню темного кольору, у найкращому варіанті - чорну поверхню. У разі поглинального тла поверхні цього тла може складатися з нижнього шару покриття, надрукованого на підкладці, або самої непрозорої підкладки. У контексті цього опису термін "прозорий" означає такий, що забезпечує оптичну прозорість принаймні у частині видимого спектра (400-700 нм). Прозорі підкладки можуть бути забарвленими, повністю або частково, за умови наявності прозорості принаймні у частині видимого спектра, таким чином, щоб спостерігач міг бачити крізь підкладку. Фігури з 15 по 20 показують приклади різного розташування LHLC- та RHLC-шарів зображення на поглинальних або прозорих підкладках. На Фігурах з 15 по 20 LHLC- та RHLCшари зображення можуть розташовуватись, як показано на Фігурах, або ж шари можуть бути поміняні місцями. Якщо пристрій друкується на прозорому тлі, LHLC-шар зображення, RHLC-шар зображення або обидва LHLC- та RHLC-шари зображення можуть бути надруковані на прозорій поверхні. Якщо LHLC- або RHLC-шар зображення надруковано на прозорій поверхні, а інший шар зображення надруковано на поглинальній поверхні, поглинальна поверхня та прозора поверхня може бути частиною однієї підкладки або можуть належати до двох різних підкладок. Якщо прозора та поглинальна поверхні є частиною однієї підкладки, два LHLC- та RHLC-шари фарби можуть спостерігатись як 3D-пристрій при складанні підкладки таким чином, щоб надрукована прозора поверхня перебувала на надрукованій поглинальній поверхні. У контексті цього опису термін "накладені" стереоскопічні проекції або "накладені" рідкокристалічні шари зображення або "накладені" рідкокристалічні шари фарби означає, що перший та другий рідкокристалічні шари фарби, які відповідають першій та другій стереоскопічним проекціям, друкують один на одному у позиції часткового перекривання. Повне абсолютне перекривання при суміщенні уникається через невелику різницю між двома стереоскопічними проекціями. У контексті цього опису термін "ненакладені" стереоскопічні проекції або "ненакладені" рідкокристалічні шари зображення або "ненакладені" рідкокристалічні шари фарби означає, що перша та друга стереоскопічні проекції друкуються зміщеними убік відносно одна одної у суміжній або несуміжній позиції, з відстанню між проекціями у кілька сантиметрів, в оптимальному варіанті - 0-5 см, у ще кращому варіанті - 0-3 см, і у найкращому варіанті - 0-1 см. У контексті цього опису термін "що можуть накладатися" стосовно стереоскопічних проекцій або рідкокристалічних шарів зображення або рідкокристалічних шарів фарби означає, що перша та друга стереоскопічні проекції друкуються на двох різних підкладках, причому принаймні одна з двох підкладок є прозорою, і можуть накладатися один на одний; або в альтернативному варіанті термін "стереоскопічні проекції, що можуть накладатися" або "LCшари зображення, що можуть накладатися", або "рідкокристалічні шари фарби, що можуть накладатися" означає, що перша та друга стереоскопічні проекції є надрукованими на двох різних ділянках однієї підкладки підкладка, і принаймні одна з двох ділянок є прозорою, і можуть бути накладені на другу ділянку через складання підкладки. 10 UA 109184 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Якщо LHLC- та RHLC-шари зображення обидва друкуються на прозорій поверхні, обидва шари зображення можуть бути надруковані на одній прозорій поверхні, або два шари зображення можуть бути надруковані на двох різних прозорих поверхнях, включених до однієї або двох різних підкладок. RHLC- та LHLC-шари зображення накладають один на одний або шляхом складання однієї підкладки, або шляхом накладання двох підкладок, таким чином, щоб надруковані прозорі шари лежали один на одному. Якщо два LHLC- та RHLC-шари зображення друкуються на прозорій поверхні, накладені LC-шари зображення повинні знаходитися на поглинальній поверхні, таким чином, щоб спостерігач міг бачити дві стереоскопічні проекції та 3D-ефект, використовуючи відповідні циркулярні поляризаційні фільтри. Спеціалістам у даній галузі відомо, що деякі подовжньо орієнтовані полімерні матеріали можуть перешкоджати проходженню циркулярно поляризованого світла; такі полімерні матеріали впливають на тривимірний ефект пристрою, якщо одну зі стереоскопічних проекцій графічного об'єкта спостерігати крізь подовжньо орієнтований полімер у пристрої. Таким чином, коли один з рідкокристалічних шарів фарби у пристрої спостерігається крізь прозору підкладку, вищезгадана прозора підкладка не складається з подовжньо орієнтованих полімерних матеріалів. Обидва LC-шари повинні бути повністю оточені межами нижньої поглинальної поверхні. У разі, якщо один або обидва LC-шари розташовуються за межами нижньої поглинальної поверхні, сприйняття тривимірного зображення може частково або повністю зникати. Для того, щоб бачити тривимірний ефект пристрою, що забезпечується стереоскопічною парою зображень, спостерігач, наприклад, має користуватися відповідним переглядовим обладнанням, зокрема, спеціальними окулярами з циркулярними поляризаційними фільтрами або лінзами, як описано у документі US 5,457,554. Переглядове обладнання в оптимальному варіанті може являти собою окуляри, які включають пару циркулярних поляризаційних фільтрів або лінз, тобто, лівий циркулярний поляризаційний фільтр або лінзу та правий циркулярний поляризаційний фільтр або лінзу, причому кожен фільтр або лінза накриває одне око спостерігача, який вдягає ці окуляри. LHLC-шар зображення спостерігається крізь лівий циркулярний поляризаційний фільтр або лінзу, і RHLC-шар зображення спостерігається крізь правий циркулярний поляризаційний фільтр або лінзу. Таким чином, спостерігач, користуючись переглядовим обладнанням, бачить кожен рідкокристалічний шар фарби лише одним оком: таким чином, одна зі стереоскопічних проекцій представляє зображення для правого ока, а друге стереоскопічне зображення представляє зображення для лівого ока. Зображення об'єкта з тривимірним ефектом відтворюється у мозку спостерігача. Спосіб згідно з даним винаходом розкриває засоби забезпечення тривимірного ефекту з використанням рідкокристалічного матеріалу з лише одним кольором під одним кутом спостереження (одна пара LHLC- та RHLC-матеріалу) або з використанням рідкокристалічних матеріалів двох різних кольорів під однаковими кутами спостереження. Якщо LHLC- та RHLC-шари фарби мають різний колір під одним кутом спостереження, колір, який спостерігається з використанням переглядового обладнання, є адитивним кольором двох шарів. Даний винахід також стосується способу створення тривимірного зображення, який включає етапи а) підрозділу графічного об'єкта на два окремі структурні елементи або на багато окремих структурних елементів за допомогою комп'ютерної програми, причому вищезгадані структурні елементи є ідентичними або різними; b) створення для кожного структурного елемента зображень для лівого ока та правого ока, які відповідають першій та другій стереоскопічним проекціям підрозділеного графічного об'єкта; c) перенесення вищезгаданих першої та другої стереоскопічних проекцій на друкарську форму або підкладку, або на пару друкарських форм або підкладок, згідно зі способом друку, який має застосовуватися для друкування LHLC- та RHLC-шарів фарби; d) друкування вищезгаданої першої стереоскопічної проекції шляхом застосування першої LHLC- або RHLC-композиції фарби; є) необов'язкового закріплення вищезгаданої першої композиції фарби; f) друкування вищезгаданої другої стереоскопічної проекції шляхом застосування другої LHLC- або RHLC-композиції фарби, причому вищезгадана друга LC-композиція фарби відбиває циркулярно поляризоване світло протилежного напрямку відносно вищезгаданої першої LCкомпозиції фарби; g) закріплення ще не закріпленої композиції фарби. 11 UA 109184 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Якщо 2 стереоскопічні зображення друкуються зміщеними убік відносно одне одного без перекривання двох рідкокристалічних шарів фарби, етап e) може бути пропущений: обидва LCшари закріплюються одночасно на етапі g). Для етапу а), тобто, поділу графічного об'єкта на окремі структурні елементи, можуть застосовуватися різні відповідні програми. Наприклад, може застосовуватися загальнодоступна програма Blender (безкоштовна програма за універсальною громадською ліцензією GNU); для досягнення подібних або аналогічних результатів можуть застосовуватись інші програми, такі, як 3DMax, Cinema 4D, Softimage, або будь-які подібні засоби. Етап а), тобто, поділ графічного об'єкта на окремі структурні елементи, в оптимальному варіанті здійснюють у нижчезазначений спосіб, застосовуючи програму Blender. і) вибір графічного об'єкта, який має бути підрозділений шляхом застосування функції для додавання "сітки"; у контексті програми термін сітка означає віртуальний об'єкт, наприклад, квадрат, куб, сферу, голову людини, або будь-який інший об'єкт, який може бути представлений у пристрої згідно з даним винаходом; іі) при застосуванні функції програми графічний об'єкт підрозділяють на структурні елементи. Наприклад, куб підрозділяють шляхом підрозділу кожної з поверхонь на багато структурних елементів, наприклад, квадратів. Наприклад, Фігура 9 показує пару стереоскопічних зображень куба, створених шляхом підрозділу кожної поверхні на дев'ять квадратів. В альтернативному варіанті вищезазначений етап а) поділу графічного об'єкта на окремі структурні елементи здійснюють у такий спосіб: j) додавання, шляхом застосування функції програми Blender, "сітки", яка складається, наприклад, з квадратів, точок або великих літер "А"; jj) копіювання та багаторазове вставлення сітки з етапу j) зі створенням та розташуванням множини структурних елементів таким чином, щоб вони являли собою підрозділений графічний об'єкт, наприклад, куб. Наприклад, Фігура 11а або Фігура 14 показують пару стереоскопічних проекцій кубів, які можуть бути створені шляхом копіювання/вставлення диска або великої літери "А", відповідно. У ще одному альтернативному варіанті, який застосовують, зокрема, для підрозділу графічного об'єкта, що представляє віртуальний або реальний об'єкт з неправильною нерівною поверхнею, етап а) підрозділу графічного об'єкта на окремі структурні елементи, в оптимальному варіанті здійснюють у нижчезазначений спосіб, застосовуючи програму Blender. k) створення шляхом копіювання/вставлення мережі, яка складається з багатьох сіток (наприклад, багатьох квадратів або кубів); kk) шляхом лінійного переміщення з застосуванням функції програми Blender сітки укладають стосом на поверхню віртуального об'єкта, що служить як шаблон, наприклад, у формі голови людини; віртуальний об'єкт видаляють, залишаючи лише одну мережу сіток у формі віртуального або реального об'єкта. Кількість структурних елементів та типів структурних елементів може бути вибрана згідно з бажаним ефектом. Залежно від складності графічного об'єкта та кількості структурних елементів, етап підрозділу об'єкта на структурні елементі (етап а)) додатково може включати "процес очищення" структурних елементів: при здійсненні підрозділу графічного об'єкта за допомогою програми підрозділений графічний об'єкт може включати структурні елементи, які належать до задньої сторони (прихованої сторони) представленого віртуального об'єкта, яка не має бути видимою для спостерігача з його кута спостереження; відбувається заступання структурних елементів задньої сторони структурними елементами передньої сторони; для поліпшення тривимірного ефекту друкованого пристрою вищезгадані структурні елементи з задньої сторони можуть бути видалені у процесі очищення. Наприклад, на Фігурі 7 застування структурних елементів видно на підборідді голови людини; після процесу очищення контури підборіддя стали більш чіткими (як видно на кожній стереоскопічній проекції з Фігури 8). Така сама програма, що застосовувалася для підрозділу графічного об'єкта (Blender, 3DMax, Cinema 4D, Softimage або будь-які подібні засоби), також може застосовуватися для створення стереоскопічних зображень, які відповідають стереоскопічним проекціям підрозділених графічних об'єктів, шляхом застосування інструмента віртуальної камери цих програм. Наприклад, програму Blender також застосовують для зйомки стереоскопічних зображень підрозділених графічних об'єктів віртуальними камерами. Справжні зображення, які є результатом зйомки існуючих або віртуальних підрозділених об'єктів реальною камерою, також можуть використовуватися для створення пари зображень, які відповідають парі стереоскопічних проекцій. 12 UA 109184 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Способи для етапу с), тобто, перенесення стереоскопічних проекцій на відповідні друкарські форми або підкладки згідно зі способом друку, залежать від вибраної технології друку. Ці способи широко застосовуються у поліграфічній галузі і описуються у посібниках, наприклад, Printing Technology, JM Adams and P.A. Dolin, Delmar Thomson Learning, 5-е видання. Наприклад, для друкування пристрою шляхом трафаретного друку шаблони для першої та другої стереоскопічних проекцій виготовляють відомим спеціалістам у даній галузі способом, наприклад, шляхом виготовлення фотографічного шаблона, як описано, наприклад, у посібнику Printing Technology, JM Adams and P.A. Dolin, Delmar Thomson Learning, 5-е видання, стор. 302312: I) першу та другу стереоскопічні проекції друкують як чорно-білі позитивні зображення на прозорому монтажному листі за допомогою лазерного принтера; II) першу та другу трафаретні сітки вкривають фотоемульсією й висушують у темному місці; III) кожен прозорий монтажний лист (які відповідають першій та другій стереоскопічним проекціям підрозділеного графічного об'єкта) поміщують на кожну вкриту емульсією сітку, а потім піддають дії ультрафіолетових променів; IIII) кожну сітку ретельно промивають для видалення не опроміненої емульсії, залишаючи на кожній трафаретній сітці негативне шаблонне зображення кожної стереоскопічної проекції. Першу трафаретну сітку з першим негативним шаблоном застосовують для друкування першого шару зображення, що відповідає першій стереоскопічній проекції, використовуючи LHLC- або в альтернативному варіанті RHLC-композицію фарби; другу трафаретну сітку з другим негативним шаблоном застосовують для друкування другого шару зображення, що відповідає другій стереоскопічній проекції, використовуючи RHLC- або в альтернативному варіанті LHLC-композицію фарби. На етапах e) та g) LC-композицію фарби закріплюють з застосуванням фізичного висушування (випарювання розчинників), УФ-закріплення, електронно-променевого закріплення, закріплення нагріванням, одночасного закріплення та полімеризації, або комбінації цих засобів, у найкращому варіанті - шляхом УФ-закріплення. Якщо композиції фарб, які застосовуються для друкування пари стереоскопічних зображень, включають холестеричні рідкокристалічні речовини, LC-речовини вирівнюють для утворення LCфаз до закріплення композицій фарб з застосуванням фізичного висушування (випарювання розчинників), УФ-закріплення, електронно-променевого закріплення, закріплення нагріванням, одночасного закріплення та полімеризації, або комбінації цих засобів, у найкращому варіанті шляхом УФ-закріплення. Пристрій згідно з даним винаходом може бути надрукований різними способами друку, такими, як шовкографічний друк, флексографський друк, геліогравюра або струменевий друк; LC-шари у найкращому варіанті друкують шляхом шовкографічного друку. Приклади Для пояснення способу створення підрозділених графічних об'єктів згідно з даним винаходом підготовляли приклади, застосовуючи загальнодоступну програму Blender (безкоштовна програма за універсальною громадською ліцензією GNU) для тривимірного комп'ютерного моделювання об'єктів. Програму Blender також застосовували для зйомки зображень, які використовували для утворення стереоскопічних проекцій підрозділеного графічного об'єкта, за допомогою віртуальних камер. Порівняльний приклад 1: Пара одноколірних стереоскопічних проекцій непідрозділеного куба (Фігури 1 та 2) Спостерігаючи одноколірне зображення пари стереоскопічних проекцій куба без тіньових градієнтів, відбиття або тіней, спостерігач, який користується відповідним переглядовим обладнанням, таким, як пара циркулярних поляризаційних фільтрів, не зможе сприймати представлений об'єкт як 3D-об'єкт (навіть якщо проекції надруковано LHLC- та RHLC-шарами). Об'єкт виглядає як плоский неправильний багатокутник (Фігура 1). При накладанні стереоскопічних проекцій з Фігури 1 (Фігура 2) спостерігач все одно не зможе спостерігати тривимірний ефект, навіть користуючись відповідним переглядовим пристроєм, таким, як пара відповідних циркулярних поляризаційних фільтрів. Приклад 1: Пара одноколірних стереоскопічних проекцій підрозділеного куба (Фігура 6) Графічний об'єкт, який є зображенням віртуального куба, підрозділяли на окремі структурні елементи згідно зі способом даного винаходу. Пару стереоскопічних проекцій підрозділеного куба створювали шляхом зйомки пари зображень з двох різних позицій. Якщо пару стереоскопічних проекцій підрозділеного графічного об'єкта було надруковано LHLC- та RHLCшарами, спостерігач, користуючись відповідним переглядовим обладнанням, таким, як пара 13 UA 109184 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 відповідних циркулярних поляризаційних фільтрів, і спостерігаючи пристрій з відстані, яка забезпечує відповідний паралакс двох проекцій, спостерігав тривимірну форму. Фігуру 5 одержували шляхом друкування пари стереоскопічних проекцій з Фігури 6 таким чином, щоб вони частково перекривали одна одну. Подібним чином Фігури 9, 11, 12, 13, 14 представляють одноколірні стереоскопічні проекції куба з різними типами структурних елементів, (структурними елементами на Фігурі 9 є куби, на Фігурі 11а - диски як позитивні зображення, на Фігурі 11b - диски як негативні зображення, на Фігурі 12 - точки, на Фігурі 13 - лінії, на Фігурі 14 - великі літери "А"). Приклад 2: Пара одноколірних стереоскопічних проекцій підрозділеного куба, які частково перекривають одне одного (Фігура 5). Графічний об'єкт, який є зображенням віртуального куба, підрозділяли на окремі структурні елементи згідно зі способом даного винаходу. Пару стереоскопічних проекцій підрозділеного куба створювали шляхом зйомки пари зображень з двох різних позицій. Пару стереоскопічних проекцій підрозділеного графічного об'єкта було надруковано LHLC- та RHLC-шарами таким чином, щоб вони частково перекривали одна одну. Спостерігач, користуючись відповідним переглядовим обладнанням, таким, як пара відповідних циркулярних поляризаційних фільтрів, спостерігав тривимірну форму навіть з дуже короткої відстані, такої, як довжина руки або коротша відстань. Приклад 3: Пара одноколірних стереоскопічних проекцій підрозділеної сфери (Фігура 10). Графічний об'єкт, який є зображенням віртуальної сфери, підрозділяли на окремі структурні елементи згідно зі способом даного винаходу. У даному разі добрі результати одержували шляхом поділу сфери на структурні елементи у поперечному та подовжньому напрямках. Порівняльний приклад 2: Віртуальний 3D-об’єкт (віртуальну голову людини) моделювали за допомогою програми Blender і друкували фарбами з різними ступенями сірого кольору (тіньовими ділянками) (Фігура 3). Тривимірна форма об'єкта розпізнавалася. Зображення з Фігури 3 було надруковано одноколірною фарбою (Фігура 4). Тривимірна форма переставала розпізнаватися. Приклад 4: Зображення з Фігури 3 підрозділяли на багато структурних елементів, у даному прикладі точок, згідно зі способом даного винаходу (Фігура 7), застосовуючи програму Blender. Тривимірна форма об'єкта розпізнавалася. "Очищення" зображення з Фігури 7 здійснювали шляхом видалення структурних елементів (точок), які не повинні бути видимими з вибраного кута спостереження. Процес очищення поліпшував 3D-ефект завдяки уникненню будь-якого заступання структурних елементів. Пару зображень з Фігури 7 створювали, застосовуючи віртуальні камери програми Blender з одержанням пари стереоскопічних проекцій (Фігура 8). Пару стереоскопічних проекцій з Фігури 8 використовували для створення пари шаблонів, застосовуючи спосіб створення фотографічних шаблонів: і) стереоскопічні проекції друкували як чорно-білі позитивні зображення на прозорому монтажному листі за допомогою лазерного принтера; іі) дві трафаретні сітки вкривали фотоемульсією і висушували у темному місці; ііі) кожен прозорий монтажний лист (який відповідав проекціям підрозділеного об'єкта для лівого ока та правого ока) поміщали на кожну вкриту емульсією сітку, а потім піддавали дії ультрафіолетових променів; iv) кожну сітку ретельно промивали для видалення не опроміненої емульсії, залишаючи на кожній трафаретній сітці негативне шаблонне кожної стереоскопічної проекції. Приготування композицій фарб, які включають LC-пігменти: Компонент Ebecryl 438 TPGDA Ebecryl 438 PI Aerosil 200 LHLC- або RHLC-пігмент Масова частка (г) 30 46 30 5 2 17 50 У вищевказаній композиції РІ представляє суміш фотоініціаторів з таким складом: 14 UA 109184 C2 РІ-суміш Компонент ІТХ EPD BZP BDK IRGACURE 369 5 10 15 20 25 Мас. % 13 14 13 40 20 ІТХ: ізопропілтіоксантон; EPD: Етил-4-диметиламінобензоат; BZP: 4-фенілбензофенон; BDK: бензилдиметилкеталь a) Пару стереоскопічних зображень з Фігури 8 друкували на картоні Chromolux з чорним покриттям, застосовуючи LHLC-композицію фарби на одній з трафаретних сіток та RHLCкомпозицію фарби на другій трафаретній сітці, які були зміщеними убік відносно одна одної. Шари фарби закріплювали шляхом ультрафіолетового опромінення. Фігура 8а показує зображення пристрою, виготовленого цим способом. b) В альтернативному варіанті одну зі стереоскопічних проекцій з Фігури 8 друкували на картоні Chromolux з чорним покриттям, застосовуючи композицію фарби, що містила LHLC, на одній з трафаретних сіток. Шар фарби висушували шляхом УФ-закріплення. Другу стереоскопічну проекцію з Фігури 8 друкували, застосовуючи композицію фарби, що містила RHLC, на другій трафаретній сітці, таким чином, щоб вона частково перекривала першу стереоскопічну проекцію. Вищезгаданий другий шар фарби закріплювали шляхом ультрафіолетового опромінення. Фігура 8b показує зображення пристрою, виготовленого цим способом. Спостерігач, який бачить утворені в результаті пристрої (Фігура 8а та Фігура 8b) і користується відповідним переглядовим пристроєм, таким, як пара циркулярних поляризаційних фільтрів, розпізнає тривимірну форму об'єкта, спостерігаючи зображення, утворене парою стереоскопічних проекцій з відстані, яка забезпечує відповідний паралакс. Для Фігури 8b найкращий тривимірний ефект спостерігався з дуже короткої відстані, наприклад, відстані довжини руки або коротшої відстані; Фігуру 8а найкраще спостерігалася з більшої відстані порівняно з Фігурою 8b. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 40 45 50 1. Пристрій, який включає нанесені на основне тло перший та другий шари фарби, які разом представляють графічний об'єкт, який має, якщо спостерігати його за допомогою відповідного переглядового обладнання, тривимірний вигляд, причому один з вищезгаданих шарів фарби демонструє перший колір під певним кутом спостереження і являє собою лівостороннє циркулярно поляризуюче покриття або включає лівосторонній циркулярно поляризуючий пігмент, а інший з вищезгаданих шарів фарби демонструє такий самий або інший колір під вищезгаданим кутом спостереження і являє собою правостороннє циркулярно поляризуюче покриття або включає правосторонній циркулярно поляризуючий пігмент, причому вищезгадані перший та другий шари фарби представляють перше та друге зображення пари стереоскопічних проекцій вищезгаданого графічного об'єкта, і вищезгадані перший та другий шари фарби накладаються один на одний або можуть накладатися один на одний, або друкуються зміщеними у бік відносно один одного, який відрізняється тим, що вищезгаданий графічний об'єкт складається з окремих структурних елементів, і тим, що, у межах кожної зі стереоскопічних проекцій, структурні елементи, які утворюють графічний об'єкт, є представленими таким чином, щоб основне тло вищезгаданих шарів фарби виглядало розташованими між структурними елементами. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що вищезгадані циркулярно поляризуючі пігменти є хіральними оптично мінливими рідкокристалічними пігментами. 3. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що вищезгадані циркулярно поляризуючі покриття включають хіральні оптично мінливі рідкокристалічні речовини. 4. Пристрій за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що стереоскопічні проекції графічного об'єкта включають лише структурні елементи, які належать до поверхні графічного об'єкта, який спостерігач бачить з його кута спостереження. 15 UA 109184 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 5. Пристрій за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що вищезгадані структурні елементи являють собою квадрати, прямокутники, багатокутники, кола, точки, диски, еліпсоїди, прямі або криві лінії, замкнені поверхні, обмежені будь-якими синусоїдальними лініями, літери, тексти, логотипи, цифри або зображення, причому вищезгадані структурні елементи включають або не включають порожні ділянки. 6. Пристрій за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що вищезгаданий графічний об'єкт складається з ідентичних структурних елементів. 7. Пристрій за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що вищезгаданий графічний об'єкт складається з різних структурних елементів. 8. Пристрій за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що вищезгадані шари фарби передбачено на підкладці, яка має світлопоглинальну поверхню. 9. Пристрій за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що вищезгадані шари фарби передбачено на одній або двох прозорих підкладках. 10. Пристрій за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що один з-поміж вищезгаданих першого та другого шарів фарби передбачено на підкладці, яка має світлопоглинальну поверхню, а інший з вищезгаданих шарів фарби передбачений на прозорій підкладці. 11. Пристрій за будь-яким з пп. 1-10, який відрізняється тим, що вищезгадані шари фарби закріплюються під дією УФ-випромінювання. 12. Спосіб виготовлення пристрою за будь-яким з пп. 1-11, причому вищезгаданий спосіб включає етап нанесення першої та другої композицій фарби для утворення першого та другого шарів фарби з застосуванням способу друку, в оптимальному варіанті вибраного з групи, до якої належать шовкографічний друк, флексографічний друк, геліогравюра або струменевий друк, у найкращому варіанті - шляхом шовкографічного друку на підкладці, причому одна з вищезгаданих композицій фарби включає лівосторонні циркулярно поляризуючі холестеричні рідкокристалічні пігменти, які мають перший колір під певним кутом спостереження, а друга композиція фарби включає правосторонні циркулярно поляризуючі холестеричні рідкокристалічні пігменти такого самого або іншого кольору під вищезгаданим кутом спостереження. 13. Спосіб виготовлення пристрою за будь-яким з пп. 1-11, який відрізняється тим, що вищезгаданий спосіб включає етапи: а) нанесення першої та другої композицій фарби на попередньо сформовану підкладку з застосуванням способу друку, в оптимальному варіанті вибраного з групи, до якої належать шовкографічний друк, флексографічний друк, геліогравюра або струменевий друк, у найкращому варіанті - шляхом шовкографічного друку для утворення першого та другого шарів фарби, причому одна з вищезгаданих композицій фарби включає лівосторонню циркулярно поляризуючу холестеричну рідкокристалічну речовину, що має перший колір під певним кутом спостереження, а друга композиція фарби включає правосторонню циркулярно поляризуючу холестеричну рідкокристалічну речовину такого самого або іншого кольору під вищезгаданим кутом спостереження; b) суміщення вищезгаданих шарів, які включають вищезгадані холестеричні рідкокристалічні речовини, шляхом взаємодії з попередньо сформованою підкладкою; та c) закріплення шарів, нанесених і суміщених на етапах а) та b). 14. Спосіб виготовлення пристрою, який являє собою графічний об'єкт, який має, якщо спостерігати його за допомогою відповідного переглядового обладнання, тривимірний вигляд, причому спосіб характеризується етапами: підрозділу вищезгаданого графічного об'єкта на окремі структурні елементи; створення першої та другої стереоскопічних проекцій підрозділеного графічного об'єкта на площині друку. 15. Спосіб за будь-яким з пп. 12-14, який відрізняється тим, що перший шар фарби закріплюють до нанесення другого шару фарби, в оптимальному варіанті - шляхом УФзакріплення. 16. Система автентифікації, яка включає пристрій за будь-яким з пп. 1-15 та переглядове обладнання, в оптимальному варіанті - окуляри, які включають лівий та правий циркулярний поляризаційні фільтри для двох лінз, причому кожна лінза накриває одне око спостерігача, який вдягає ці окуляри. 16 UA 109184 C2 17. Застосування пристрою за будь-яким з пп. 1-11 для захисту від підробки комерційного товару або захищеного документа, вибраного з групи, до якої належать банкноти, цінні документи або картки, транспортні квитки або картки, податкові бандеролі та товарні етикетки. 17 UA 109184 C2 18 UA 109184 C2 19 UA 109184 C2 20 UA 109184 C2 21 UA 109184 C2 22 UA 109184 C2 23 UA 109184 C2 24 UA 109184 C2 25 UA 109184 C2 26 UA 109184 C2 Комп’ютерна верстка М. Шамоніна Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 27