HUT71645A - Method for determining colours from holograms - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás hologram vagy kép előre meghatározott színének azonosítására,ez a szín egyértelműen meghatározható.

A fényelhajlási rácsok és felületi domborzati hologra hologmok, különösen, de nem kizárólagosan szivárvány:

ramok és elhajlási rácsok széles körben nyernek alkalmazást dekoratív vagy grafikai képként, amelyeken a képet megtört vagy elhajlított fény különböző kontrasztú tartományainak, kettő vagy több színnek az alkalmazásával hozzák létre. A találmány olyan eljárásra vonatkozik, amelynek során holografikus úton hozzák létre a fényelhajlást okozó mintázatot vagy hologramot a spektrum több színével, amelyben kulcsszín” (bíborvörös) szerepel, amely lehetővé teszi a megtekintés helyes helyzetének megállapítását, amely helyzetből kell nézni a képet annak érdekében, hogy a többi szín valóságos árnyalatában látszodjék.

Különböző mintázatok és többszínű képek hagyományos festékek vagy színezékek nélküli előállítására például az US 1354471 jelű szabadalmi leírás ismertet egy elhajlási rács felhasználásán alapuló megoldást, amelynek segítségével ékszereket, különböző jelzéseket és más termékeket lehet feldíszíteni különböző színekkel, amelyeket beeső fehér fénynek szivárványszineket tartalmazó színspektrumra való felbontása útján nyernek. A fény elhajlását okozó mintázatot, így az említett szabadalmi iratban ismertetett megoldásnál is, úgy hozzák létre, hogy egy megfelelő hordozóra mechanikus úton vékony egyenes vonalakat húznak be, és a különböző árnyalatokat és színeket a vonalak számának és irányának változta

80621-1770

• « tásával hozzák létre. Elhajlási rácsok optikai úton való előállítására szolgáló módszert ismertet az US 3578845 jelű szabadalmi leírás, amely módszer alkalmazásakor lézerből származó két koherens fénysugarat használnak az elhajlási rácsot képező hologram kialakítására.

A holográfiás úton előállított elhajlási rácsoknak dekoratív minták előállítására való felhasználását ismerteti

M.C. Hutley (National Physical Laboratory Newsletter 1979. tavaszi szám 6-7. old.), és ezzel a módszerrel műanyagba benyomható képek állíthatók elő. Ezen módszer foganatosítása során komplementer fotografikai maszkokat használnak fotoérzékeny lakkban a felületi domborzat által képzett elhajlási rács kialakítására és ezzel állítják elő a kívánt dekoratív mintázatot. Az US 4629282 jelű szabadalmi leírás egy részletesebben kidolgozott módszert ismertet, amelynek segítségével fényt szóró felületre (például köszörült, homályos üvegdarabra) hordanak fel szivárványszínű hologramot (amilyet az US 3633989 ismertet), és ennek segítségével hozzák létre fénytöréssel a különböző színhatásokat. Ezen módszer egy má sik változatát ismerteti az US 4998785 szabadalmi leírás amelynek során résen átbocsátott léze:

készített hologramot lencserendszerrel helyettesítenek.

Mindkét ismert módszer esetében az elhajlási rácsot fotoérzékeny lakkban állítják elő két vagy több, lézerből származó koherens monokromatikus fénysug^· közötti interferencia segítségével, és ezzel felületi domborzati mintát hoznak létre, amelyet ezután műanyagba vagy más dombornyomással alakítható anyagba nyomnak bele. Azt a módszert,

80621-1770

amelynek segítségével a fényérzékeny fotolakkban kialakított felületi domborzatot nikkelből kialakított nyomóminta előállításához átmásolnak, és ezzel a műanyagba dombornyomással benyomható hologramok készítéséhez elkészítik a nyomóbélyeget, számos szerző ismerteti (lásd például Bartolini és tsai: Applied Optics, 9. kötet, 1970. október 10., 22832290. old.). Ezeket a módszereket továbbfejlesztették annak érdekében, hogy dekorációs és biztonsági célra alkalmas dombornyomású hologramokat és elhajlási rácsokat alakítsanak ki. Ilyen továbbfejlesztést ismertet az US 4913504 jelű szabadalmi irat, amely azt az eljárást foglalja magában, amelynek segítségével értékes dokumentumok és árucikkek jelölésére alkalmas biztonsági eszközt képező hologramot készítenek dombornyomással.

A dombornyomással készített hologramok és elhajlási rácsok a hagyományos, nyomtatott jelzésekhez vagy mintákhoz képest nagymértékű biztonságot adnak, mivel a dombornyomok, hologramok és elhajlási rácsok dii^akciós úton létrehozott szivárványos színezete nem másolható hagyományos nyomtatási technikával vagy fénymásolással vagy fotografikus módszerekkel.

A szivárvány^-hologramok és elhajlási rácsot tartalma zó mintázatok olcsó eszközt adnak a dokumentumok eredetisé gének a garantálásához vagy valamely termék eredetiségének jelzéséhez a hamisított termékektől való megkülönböztetés céljából.

Dokumentumok és termékek biztonságos jelölésére való alkalmasságuk miatt a dombornyomott hologramok világszerte

80621-1770 • · elterjedtek, azonban a köztudatban nem ismert eléggé a ho-

logramok mibenléte és az sem, hogyan kell az ilyen többszínű hologrammal készített képeket vagy elhajlási rácsokat megfigyelni.

Az avatatlan szemlélő számára többszínű szivárvány^ — —hologramok és elhajlási ráccsal létrehozott kompozíciók megtekintésekor az egyik fő problémát az jelenti, hogy az elhajlás okozta színek nem maradnak állandóak, hanem színárnyalatuk függ a megtekintés vagy megvilágítás szögétől. Az olyan szemlélő számára, aki ismeri a pigment típusú festékeket, nem jelent problémát a különböző színek, például a zöld és a vörös egymástól való megkülönböztetése, amennyiben ezeket hagyományos festékkel vagy színezékkel állítják elő, azonban gyakran nehézséget okoz számukra a di frakció útján keletkező színek egymástól való megkülönböztetése, mivel valamennyi szín változhat a teljes színspektrumon belül, miközben a megfigyelő változtatja fejének vagy a hologramnak a helyzetét, vagy megváltozik a megvilágítás szöge.

Ahogy egyre elterjedtebbé válnak a dombornyomású, többszínű hologramok és elhajlási rácsok útján létrehozott mintázatok, egyre inkább szükség van arra, hogy a megfigyelő képes legyen meghatározni azt a helyzetet, amelyből helyesen lehet megfigyelni a hologramot.

A találmánnyal célunk olyan megoldás kidolgozása, amelynek segítségével többszínű szivárványos hologram vagy elhajlási rácsot tartalmazó mintázat változó dii^akciós színei egyértelműen meghatározhatók, megítélhetők.

80621-1770 • < ·« · ♦ ·

A fent körvonalazott problémákat a találmány szerinti megoldás azáltal küszöböli ki, hogy a többszínű hologramokat vagy diffrakciós kompozíciókat kulcsszínnel látja el, amely lehetővé teszi a megfigyelő számára a helyes megfigyelési helyzet egyértelmű meghatározását, amelyből a hologramot vagy di áakciös kompozíciót vizsgálni kell.

Egy ilyen típusú hologramot gyakorlatilag lehetetlen (de legalábbis sokkal bonyolultabb) lemásolni, és ezáltal hatékonyabb biztonsági eszközt nyújt dokumentumok eredetiségének garantálására, vagy valamely kereskedelmi termék ere detiségének jelzésére, amennyiben a hologramot vagy difrak ciós kompozíciót ráhelyezik ai-fonatkcg^ kereskedelmi termékre.

A találmány szerinti megoldás esetében a hologram vagy

diffrakciós kompozíció olyan kép, amely több di££akciós színt és a kép legalább egy részén kulcsszint (bíborvörös) tartalmaz, amely kulcsszint spektrális törés két egymást átfedő tartománya képezi olymódon, hogy abban a helyzetben, amikor a két tartomány átlapolódik, az a látható spektrumnak közvetlenül az infravöröst megelőző szélső tartománya, másrészt a látható tartománynak az ultraibolyával szomszédos másik szélső tartománya.

Ezt a két átlapoló tartományt egymás utáni kettős expozícióval hozzuk létre egy tárgynyalábbal és egy referencianyalábbal, miközben a referencianyalábot a két expozíció között egy meghatározott szöggel elmozdítjuk.

A találmányt a továbbiakban a mellékelt rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon:

80621-1770

az 1. ábra hologram vagy elhajlási rács létrehozására szolgáló hagyományos elrendezés a 2. ábra szivárvány^-hologram vagy elhajlási rács fehér fénnyel való ismert megvilágítását mu tatja a 3. ábra szivárvány^-hologram vagy elhajlási rács színspektrumának szóródását mutatja a

vagy a megvilágítási forrás színeltolódást okozó elmozdítását szemlélteti az 5. ábra a találmány szerinti bíborvörös kulcsszín képződését mutatja két kismértékben átlapo lódó spektrum kombinációjaként egy meghatá rozott megtekintési helyzetben a 6. ábra teljes színes szivárványq(s/-holog:

hologramot vagy elhajlási rácsot tartalmazó kompozíció, amelyben a kép természetes színeinek viszszaadására alkalmas helyes látószög megha tározására bíborvörös színt tartalmaz.

Amint az az 1. ábrán látható, koherens monokromatikus fén^ibocsátó 1 lézer sugárnyalábja fényérzékeny 2 lapot világít meg, és második 3 sugárnyalábbal lép interferenciába, amelyet tárgynyalábnak” nevezünk, és amely lézeres transz missziós 4 hologramból lép ki, de amely lehet egy diffuzorból vagy lencserendszerből vagy más egyéb- eszközből kilépő sugárnyaláb, amely a tárgynyalábot a 2 lapra bocsátja és ott létrehozza a kívánt fajtájú hologramot vagy elhajlási rá80621-1770 • · • *♦» csőt. A lap megvilágítása és ezt követő előhívása és kezelése a technika állásából ismert.

Amennyiben a hologramot a 2. ábrának megfelelően fehér fénnyel megvilágítjuk, a napból vagy háztartási fényforrásból származó 10 sugárnyalábbal és az így megvilágított 2 lap a 4 lézer transzmissziós hologram valóságos képéből szórt 40 spektrumot állít elő, amelyben a fehér fény minden egyes hullámhossza külön-külön létrehozza a lézer transzmissziós hologram valóságos képét.

A 3. ábra a hologram vagy elhajlási rács megfigyelő által látott szórt spektrumát szemlélteti. A hologramot hordozó 2 lapot fehér 10 fénynyaláb világítja meg, amelyet az egyszerűbb ábrázolhatóság kedvéért szórás nélkül jelöltük be az ábrán, és amely a 2 lappal 12 szöget zár be, és szórt 40 spektrumot hoz létre, amelyben a 41 helyzetben elhelyezkedő 11 megfigyelő által látott szín a látható spektrum vörös felé eső végső tartománya, míg 42 helyzetben, a szórt spektrum közepén zöld színű, továbbá 43 helyzetben a látható spektrum másik végére eső szélső tartományában kék.

A 4. ábra mutatja, hogy a 2 lapnak 20 vagy 21 helyzetbe való elfordításának vagy pedig a megvilágító 10 sugárnyaláb 101 vagy 102 helyzetbe való elmozdításának hatására a 40 helyzetben levő 11 megfigyelő által észlelt szín megváltozik. Hasonlóképpen megváltozik a 11 megfigyelő által látott szín, ha a hologramot hordozó 2 lapot függőleges irányban felfelé vagy lefelé a 31 illetve 32 helyzetbe csúsztatjuk el. Ugyancsak megváltozik a 11 megfigyelő által látott szín,

80621-1770 • « • · ha saját helyzetét függőleges irányba felfelé vagy lefelé a vagy 34 helyzetbe mozdítja el.

Az 5. ábra a jelen találmány szerinti megoldásra jellemző elrendezést mutatja, amelynek segítségével két különböző 60 és 70 spektrumkészlet jön létre, mikor a fehér megvilágító 10 sugárnyaláb vagy referencia nyaláb előre meghatározott 13 szöget zár be a 2 lappal, és így világítja meg a hologramot vagy elhajlási rácsot tartalmazó kompozíciót, és ebben az állásban a 11 megfigyelő a kulcsszint, vagyis bíborvörös színt fog látni. A bíborvörös szín az első 60 spektrumkészlet egyik szélére eső 63 kék szakasznak a második 73 spektrumkészlet másik végére eső 71 vörös szakasznak a kombinációjából képződik. A 11 megfigyelő bármilyen kis helyzetváltozása vagy a 2 lapnak a 4. ábra szerinti elmozdulása azt eredményezi, hogy a bíborvörös kulcsszín eltűnik, mivel az egyik összetevő akár az első 60 spektrumkészletből a látható 63 kék szakaszból az ultraibolya tartományba vagy a második 70 spektrumkészletből, a 71 vörös szakaszból az infravörös tartományba vált át, és így láthatatlanná válik.

Az 5. ábra mutatja, hogy a 63 kék szakasz és a 71 vörös szakasz csak kis mértékben fedi át egymást egy meghatározott megtekintési helyzetben és így a szivárványos hologram vagy elhajlási rács szöghelyzetének vagy a megvilágítási forrásnak a kismértékű helyzetváltozása azt vonja magával, hogy a szemlélő felé jutó spektrum eltolódik a láthatatlan ultraibolya vagy infravörös tartományba.

A két szórt spektrum egymást átfedő tartományai együtt hordozzák a bíborvörös kulcsszint okozó elhajlási tarto80621-1770 » · mányt, amely létrehozható egy tárgysugárral és referenciasugárral végrehajtott kettős expozíció vagy megvilágítás útján, amelynek során a referenciasugarat a két megvilágítás között előre meghatározott szöggel el kell mozdítani. A szögnek a 2 laphoz képesti pontos értékét a bíborvörös kulcsszint” létrehozó elhajlási zóna kialakításához annak a hullámhossznak a függvényében kell meghatározni, amelyet a felhasznált lézer kibocsát, és ez a szűk szög függ a megkívánt optimális látószögtől.

Egy további módszer szerint az átlapoló tartományok egymás utáni kettős megvilágítással létrehozhatók, a tárgysugárral összefüggésben alkalmazott referencianyalábbal, és a két egymást követő megvilágítás között a tárgynyalábot meghatározott mértékkel elmozdítjuk. Egy lézer transzmisszi/ ós hologram résén vagy diffuzorán vagy lencserendszerén nyert tárgynyaláb függőleges irányú elmozdítása hasonló módon függ a lézer hullámhosszától, és a megtekintéshez kívánt paraméterektől, amelyek szükségesek a hologramhoz vagy difrakciós kompozícióhoz.

A bíborvörös kulcsszín” bármely egyéb difraktív színekkel együtt használható, amelyek a technika állásából ismert szokásos módon létrehozhatók egyetlen vagy többszörös megvilágítás útján. A többszínű szivárványos hologramot vagy elhajlási rácsot tartalmazó kompozíció készítésekor a bíborvörös kulcsszint lehet annak a referenciapontnak használni, amellyel egyértelműen meg lehet határozni a megtekintés pontos helyzetét és a képben levő egyes színeket, mivel ez a bíborvörös kulcsszín csak egy egészen rövid időre látható,

80621-1770 ♦ »· » amíg az általa tartalmazott két törési tartomány közül az egyik ki nem esik. Ha a kompozícióban levő egyéb színeket tetszőleges szögek vagy kétszeres vagy háromszoros megvilágítások és különböző megvilágítási értékek felhasználásával készítjük el, akkor az eredményül kapott hologramnak a színértékei egyediek lesznek, amelyek pontos reprodukálása igen nehéz. A színek bonyolult keveréke általában véve nagyon nehezen ismerhető fel, azonban a bíborvörös kulcsszín felhasználása a színek kiértékelésére alkalmas helyzet pontos meghatározására lehetővé teszi, hogy a különböző difraktív színek bonyolult keveréke a megfigyelő által pontosan azonosítható és megkülönböztethető legyen.

Azonfelül, hogy a bíborvörös kulcsszín felhasználható vonatkoztatási vagy referencia eszközként azon pont meghatározására, ahonnan a tetszőleges módon előállított színek leolvashatók, ez a bíborvörös kulcsszín felhasználható olyan eszközként is, amellyel meghatározható egy hologramot vagy elhajlási rácsot tartalmazó kompozíció helyes megtekintési helyzete, amelyből látszik a kép teljes természetes színvilága. Ebben az esetben a bíborvörös kulcsszint létrehozó két elhajlási tartomány hozzáigazítandó a szórt spektrum egy harmadik tartományához, és ezek együttesen összegeződve semleges elhajlási tartományt hoznak létre, amelynek színértékét a megvilágításra használt fehér fény színei adják.

A 6. ábra teljesen színes szivárványos hologramot vagy elhajlási rácsot tartalmazó kompozíciót mutat, amelyben a bíborvörös szín mint kulcsszín használható fel a megtekintés helyes látószögének meghatározására, amelyből a képet

80621-1770 tekintve láthatóvá válik annak természetes színe. A kompozíciót hordozó 80 lapon szórt színeket megjelenítő tartományok vannak, amelyekből a 81 tartomány bíborvörös, a 82, 83 és 84 tartományok más difrakciós színeket hordoznak olymódon, hogy mikor a 81 tartomány bíborvörösnek látszik, akkor a 82 tartomány primer vörösnek, a 83 tartomány primer zöldnek és a 84 tartomány primer kéknek látszik. Ha a 82, 83 és 84 tartományok viszonylagos elhajlási szöge helyes, akkor a 85 tartomány világoskék vagy kékeszöld, a 86 tartomány pedig sárga színű lesz. Úgy lehet meggyőződni arról, hogy a 82, 83, 84 tartományok törési tartománya helyes-e, hogy a 87 tartományban a difrakciós tartományok összegeként teljesen semleges fehér színnek kell adódnia. A találmány szerinti megoldás előnyös változása esetében a bíborvörös kulcsszín a kép uralkodó összetevőjeként használatos, azonban a bíborvörös kulcsszín sokszínű szivárványos hologramban vagy elhajlási rácsot tartalmazó kompozícióban felhasználható a mintázat részeként, vagy pedig a bíborvörös kulcsszín a mintázat szélén levő külön tartományt képezhet, és részét képezheti például egy olyan színes rajzolatnak, amely csupán vonatkoztatási lehetőséget nyújt a megfigyelő számára annak teljesen egyértelmű megállapításához, hogy honnan kell megtekinteni a hologramot vagy elhajlási rácsot tartalmazó kompozíciót.

Claims (5)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás hologram vagy diffrakciós kép előre meghatározott színének azonosítására, azzal jellemezve, hogy a hologramba szórt spektrumok két egymást átfedő szakasza által képzett előre meghatározott színt alakítunk ki, amely lehetővé teszi a hologram azon helyzetének egyértelmű meghatározását, amely megadja az előre meghatározott színt.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szórt spektrumok két szakaszát úgy választjuk meg, hogy a szakaszok átlapolási helyzete a látható tartománynak közvetlenül az infravörös tartománnyal szomszédos végső szakaszára és az ibolyán túli tartománnyal közvetlenül szomszédos végső szakaszára essenek.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a referencia színnek a hologramban való megjelenése után a hologram felületének kismértékű elbillentése vagy a megfigyelési helyzet függőleges irányú megváltoztatása vagy a megvilágító sugár szögének változtatása a hullámhosszúság hirtelen megváltozását okozza, és a referencicuszínt a spektrum látható tartományából a láthatatlan tartományba csúsztatja, és ezáltal a referencia szín eltűnik.
4. 4. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szórt spektrum referencia színt előállító és egymást átfedő zónáit egymást követően végrehajtott kettős megvilágítással hozzuk létre referencia sugárnyalábbal és ahhoz tartozó tárgysugárral, amelyet a két egymást követő megvilágítás között előre meghatározott mértékkel elmozdítunk.

   80621-1770 ·’*· ·**· ··*. .......:

   • »*·. : í ··· ···· ·· ·· .·.·
5. 5. Az 1. igénypont szerinti eljárás, ássál jellenesve, hogy a hologramot vagy diffrakciós képet hitelesítendő dokumentumra vagy kereskedelmi termékekre és árucikkekre visszük fel.