Спосіб одержання ахроматичних голографічних зображень

1. Спосіб одержання голографічного зображення, який включає операції пропускання лазерного променя через оптичний дифузор та маску, експонування і запис отриманого після маски голографічного зображення на світлочутливий шар фоторезисту, який відрізняється тим, що після пропускання лазерного променя через оптичний дифузор та маску у просторі за оптичним дифузором отримують спекл-структур у, яку експонують на поверхню світлочутливого шару фоторезисту через маску, а на етапі запису на світлочутливому шарі фоторезисту одержують ахроматичне голографічне зображення. 2. Спосіб одержання голографічного зображення, який відрізняється тим, що як оптичний дифузор використовують ди фузор з вузькою щілиною. 3. Спосіб одержання голографічного зображення, який відрізняється тим, що як оптичний дифузор використовують голографічний оптичний елемент. Пропонований винахід стосується засобів маркування носіїв інформації з метою захисту або реклами та оздоблення товарів та документів голограмами, шляхом використання властивостей голограм змінювати просторове положення та колір відновленого зображення при зміні орієнтації голограми відносно джерела світла. А більш конкретно, пропонований винахід відноситься до засобів голографічного запису оптичних елементів, що відновлюють ахроматичні (білого кольору) зображення під певним кутом горизонтального параллаксу, тобто, до способу запису ахроматичних голографічних зображень. Традиційно, голографічні елементи, що тиражуються тисненням, мають динамічне райдужне забарвлення, що принципово відрізняє їх від поліграфії. Доступність та широке розповсюдження класичних голографічних технологій суттєво зменшують захисні властивості голографічних елементів. Для підвищення складності запису оптичних елементів та одночасного підвищення захисних влас тивостей голографічних елементів, їх надійності та візуальної ідентифікації пропонується використовувати ахроматичні елементи, що контрастують за своїми оптичними властивостями з райдужними елементами. Авторами під час проведення патентноінформаційних досліджень для підготовки пропонованої заявки не були виявлені способи запису ахроматичних голографічних зображень. У основу пропонованого винаходу поставлено задачу створення способу запису ахроматичних голографічних зображень, що дозволив би отримати зображення, яке б було контрастним за своїми оптичними властивостями до класичного райдужного зображення. Поставлена задача вирішується пропонованим способом запису ахроматичних голографічних зображень, який включає операції формування розсіяного лазерного променя шляхом його пропускання через оптичний елемент і одержання спек лової структури, яку експонують на світлочутливий шар фоторезисту, а поверхню світлочутливого (19) UA (11) 79559 (13) (21) a200510693 (22) 14.11.2005 (24) 25.06.2007 (46) 25.06.2007, Бюл. № 9, 2007 р. (72) Бейлін Георгій Володимирович, Івановський Андрій Альбертович, Погань Ігнат Йосипович, Сидоренко Юрій Григорович, Сябер Владислав Іванович, Твердохліб Ігор Вікторович, Тимошенко Андрій Миколайович (73) ТОВАРИСТВО З ОБМЕЖЕНОЮ ВІДПОВІДАЛЬНІСТЮ "СПЕЦІАЛІЗОВАНЕ ПІДПРИЄМСТВО "ГОЛОГРАФІЯ" (56) Клименко И.С. Голография сфокусированных изображений и спекл-интерферометрия. -М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1985, - С.72-77 Вест Ч. Голографическая интерферометрия, - М.: Мир, 1982, - C. 309-310 JP 61213833, 22.09.1986 JP 8095478, 12.04.1996 SU 983630, 23.12.1982 JP 5323853, 07.12.1993 C2 1 3 79559 шару фоторезисту експонують спекловою структурою через маску з потрібним зображенням і формують ахроматичне голографічне зображення. Особливістю пропонованого способу є і те, що у якості оптичного елементу використовують дифузор. Особливістю пропонованого способу є і те, що у якості оптичного елементу використовують дифузор з вузькою щілиною. Особливістю пропонованого способу є і те, що замість дифузора використовують голографічний оптичний елемент (ГОЕ), який відновлює зображення цього дифузора. Особливістю пропонованого способу є і те, що поверхню світлочутливого шар у фоторезисту додатково освітлюють опорним променем. Світло, що відбивається від дифузної поверхні розсіюється за певними законами в залежності від розміру та форми поверхневого мікрорельєфу та не має райдужного забарвлення. Для створення поверхневого мікрорельєфу пропонується використовувати спеклову стр уктур у когерентного лазерного випромінювання. Суть винаходу пояснюється графічними матеріалами. На Фіг.1 показано процес запису матових а хроматичних зображень в одноетапній схемі. На Фіг.2 показано процес запису матових а хроматичних зображень з використанням ГОЕ. На Фіг.3 показано процес запису матових а хроматичних зображень по двоетапній схемі. На Фіг.4 показано процес запису глянцевих ахроматичних зображень в одноетапній схемі. На Фіг.5 показано процес запису глянцевих ахроматичних зображень з використанням ГОЕ. На Фіг.6 показано процес запису ахроматичнорайдужних зображень. Приклад 1. Запис матових ахроматичних зображень в одноетапній схемі (Фіг.1). Лазерний промінь 1 He-Cd лазера розширюється в оптичній схемі та розсіюється оптичним дифузором 2 (операція "а"), тим самим утворюючи не точкове, а "подовжене" та повністю симетричне джерело світла. У просторі за дифузором 2 формується спеклова структура 3, яка складається з темних і світлих ділянок. На певній відстані від дифузору 2 (операція "б") розташовано світлочутливий шар фоторезисту 4 (типу Shipley 1808), поверхня якого експонується спекловою структурою 3 крізь маску 5 з потрібним зображенням. Розмір, форма і щільність ділянок спеклової структури 3 залежить від структури дифузору 2 і відстані до нього. Після хімічної обробки на експонованій частині поверхні фоторезисту 4 виникає відповідний дифузору 2 мікрорельєф 6, що призводить до розсіювання світла освітлювача 7 (операція "в"), на відміну від неекспонованої дзеркальної поверхні. Тому глядач 8 може спостерігати біле зображення 9 на темному фоні. Якщо зробити декілька послідовних експозицій з різними фотошаблонами для різних фрагментів зображення та змінювати при цьому розмір ділянок спеклової структури 3 (спеклів) для кожної з експозицій, можна отримати зображення з градаціями сірого кольору (яскравості). Приклад 2. Запис матових а хроматичних зображень з використанням ГОЕ (Фіг.2). 4 Недоліком метода, описаного у прикладі 1 є низька ефективність використання енергії лазеру та відповідно великі експозиції. Пропонується замість дифузору 2 використовувати голографічний оптичний елемент ГОЕ 10, при освітленні якого лазерним променем в площині фоторезисту 4 відновлюється зображення дифузора 2 (операція "а"). Фоторезист 4 експонується цим зображенням крізь маску 5 (операція "б"). Після обробки експонована частина має дифузну поверхню 6 і під світлом освітлювача 7 для глядача 8 виглядає як біле зображення 9 на темному фоні (операція "в"). ГОЕ 10, що відновлює зображення дифузору 2, є універсальним і може використовуватися для запису голограм з різним дизайном. Приклад 3. Запис матових а хроматичних зображень по двоетапній схемі (Фіг.3). Даний метод є аналогом методу, описаному у прикладі 2, але з голографічного оптичного елементу ГОЕ 11, 12 точно в площині фоторезисту 4 відновлюються плоскі зображення різних фрагментів, які мають бути ахроматичними (операція "а""б"). Такими зображеннями експонується фоторезист 4. Після обробки експонована частина має дифузну поверхню 6 і під світлом освітлювача 7 для глядача 8 виглядає як біле зображення 9 на темному фоні (операція "в"). Недоліком методу є необхідність розробки та виготовлення свого голографічного оптичного елементу для кожного фрагменту зображення (операції "а"-"б"). Приклад 4. Запис глянцевих ахроматичних зображень в одноетапній схемі (Фіг.4). Білі зображення, які спостерігаються лише у певному діапазоні кутів спостереження будемо називати глянцевими ахроматичними зображеннями. Запис проходить по схемі, що аналогічна методу, описаному в прикладі 1, але оптична система формує несиметричне джерело світла у формі вузької щілини на дифузорі 2 (операція "а"). Відповідно, після обробки фоторезисту 4 отримуємо дифузну стр уктуру, що має залежність яскравості від горизонтального кута спостереження (операція "в"). Тобто, ахроматичне зображення можна спостерігати не з усіх кутів огляду, а лише у певному діапазоні кутів спостереження 13. Цей діапазон тим менший, чим більше співвідношення довжини до ширини джерела на дифузорі 2. Використовуючи декілька послідовних експозицій з різними масками 5 для різних фрагментів зображення та змінюючи взаємну орієнтацію лінійного джерела та шару фоторезисту 4 можна отримати зображення з кінетичним ефектом, або змінні зображення 9. Приклад 5. Запис глянцевих ахроматичних зображень з використанням ГОЕ (Фіг.5). Даний метод є аналогом методу, наведеному у прикладі 2, але зображення дифузора в площині фоторезисту 4 відновлюється з вузької щілини голографічного оптичного елементу ГОЕ 10 (операція "а"). Цей метод, як і метод, описаний у прикладі 4, дозволяє отримати ахроматичне зображення, яке спостерігається у певному діапазоні кутів спостереження 13 (операція "в"), відповідно має підвищену яскравість, порівняно з методами, описаними у прикладах 1-3. 5 Приклад 6. Запис ахроматично-райдужних зображень (Фіг.6). Наведений нижче приклад дозволяє виконувати запис оптичних елементів, які під різними кутами спостереження 13 мають різні оптичні властивості: райдужні та ахроматичні. В схему, наведену на Фіг.4 або на Фіг.5 запису глянцевих а хроматичних зображень додаєм опорний промінь 14, що освітлює фоторезист 4 (операція "а"). Інтерференційна картина, що виникає, реєструється на фоторезисті 4. Після обробки фоторезисту 4 виникає мікрорельєф 6, на якому світло буде розсіюватись та дифрагувати одночасно. Але спостерігач 8 зможе бачити ахроматичне та райдужне зображення як одночасно, так і окремо (операція "б" на Фіг.6), в залежності від умов запису. Якщо опорний промінь 14 перпендикулярний до щілини у ди фузорі 2 або ГОЕ 10, то виникають 79559 6 ахроматичне та райдужне зображення, котрі максимально розділені за кутом. Для проміжних кутів можна отримати зображення, що змінює своє забарвлення з райдужного на ахроматичне при незначній зміні кута спостереження. Тиражування голографічного ахроматичного зображення може здійснюватися відомим способом одержання голограм, що включає операції створення потрібного зображення, запису голографічного елемента з потрібного зображення, створення металевої матриці із типовим голографічним елементом, наступного тиражування захисної голограми на пластичному матеріалі шляхом тиснення на нього металевою матрицею [Патент України на винахід № 42637, МПК 7 G03H1/00, G06K19/00, G02B5/32; Опубл. 15.11.2004, Бюл. № 11]. 7 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 79559 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601