RO115993B1 - Holograma avand o culoare de referinta standard - Google Patents

Abstract

Inventia se refera, in general, la domeniul sistemelor optice de difractie a luminii, cum ar fi retele de difractie si holograme cu relief de suprafata. In particular, inventia se refera la o holograma "curcubeu", avand o culoare de referinta standard, destinata a fi utilizata, indeosebi, ca mijloc de securitate prin marcarea si autentificarea unor documente sau a unor bunuri comerciale si articole de valoare, pentru a diminua sau elimina riscurile de contrafacere. Holograma avand o culoare de referinta standard, prezinta doua seturi de spectre (60 si 70) astfel, incat la iluminarea cu o lumina alba (10), incidenta sub un unghi (13) predeterminat, va aparea, pentru un observator (11), o "culoare-cheie" de referinta, obtinuta prin suprapunerea celor doua zone de dispersie spectrala aflate la extremitatile diferite (63 si 71) ale spectrelor vizibile. Aparitia "culorii cheie" de referinta se produce numai intr-o pozitie unica a hologramei, pozitie in care in restul hologramei apare o alta culoare, predeterminata.

Description

Invenția se referă, în general, la domeniul sistemelor de difracție a luminii, cum ar fi rețele de difracție și holograme cu relief de suprafață. Invenția se referă, în particular, dar nu restrictiv, la o hologramă ‘‘curcubeu”, având o culoare de referință standard, folosită pentru a forma compoziții grafice sau decorative, în care o imagine este formată din două sau mai multe culori, prin intermediul unor suprafețe contrastante de lumină difractată.

Holograma, având o culoare de referință standard, este destinată, în special, utilizării, ca mijloc de securitate, prin marcarea și autentificarea unor documente sau a unor bunuri comerciale și articole de valoare și diminuarea sau chiar eliminarea riscurilor de contrafacere. Modelele de difracție, generate holografic sau hologramele, având culori spectrale multiple, în care este prevăzută o culoare-cheie”, Magenta, permit identificarea poziției corecte, de privire, din care un observator trebuie să examineze imaginea, pentru a vedea toate celelalte culori, în nuanțele lor corecte.

Folosirea rețelelor de difracție, pentru a compune modele și desene multicolore, fără a utiliza vreun tip de cerneală sau pigmenți convenționali, este descrisă, de exemplu, în brevetul US 1354471, în care bijuterii, embleme și alte articole sunt “decorate” cu culori provenind din difracția luminii albe incidente, în culori spectrale irizante. Modelele de difracție a luminii, precum acelea descrise în brevetul menționat mai sus, sunt realizate, prin trasarea mecanică a unor linii fine, paralele, pe un substrat adecvat, diferitele combinații de umbre și culori fiind obținute, prin variația numărului și direcției liniilor trasate. Un procedeu de realizare a rețelelor de difracție, prin mijloace optice, este descris în brevetul US 3578845, procedeu în care se utilizează două fascicule de lumină coerentă, provenind de la un laser, pentru a forma o rețea de difracție holografică. Utilizarea rețelelor de difracție, formate holografic, pentru a produce modele decorative, care pot fi imprimate în relief pe material plastic, este descrisă de M.C. Hutleyîn publicația Național Physical Laboratory Newsletter, 1979, pag.6-7. în acest procedeu sunt folosite mai multe măști fotografice complementare pentru a forma rețele cu suprafață în relief pe un fotorezistor, în scopul obținerii modelului decorativ dorit. Un procedeu mai elaborat este descris în brevetul US 4629282, în care o hologramă curcubeu, de tipul celei descrisă în brevetul US 3633989, este realizată dintr-o suprafață care difuzează lumina, cum ar fi o placă de sticlă mată, pentru a produce efecte de culoare de difracție. O variantă a acestui procedeu este descrisă în brevetul US 4998785, în care holograma de transmisie cu fascicul laser dublu este înlocuită printr-un sistem de lentile.

în ambele procedee, se formează o rețea de difracție pe un fotorezistor, prin intermediul interferenței reciproce a două sau mai multe fascicule de lumină monocromatice coerente, provenind de la un laser, pentru a realiza o matriță cu o suprafață în relief, în scopul imprimării ulterioare, în relief, pe material plastic sau alte materiale, care pot fi imprimate în relief. Procedeul de multiplicare a hologramelor cu model de suprafață, formate în fotorezistor, pentru a obține matrițe din nichel, care sunt ulterior folosite la imprimarea hologramelor în materiale plastice, a fost descris, în detaliu, de o serie de autori, de exemplu Bartolini și alții în lucrarea Applied OpticsvoL

9-10, oct. 1970, pag.2283-2290. Aceste procedee au fost îmbunătățite pentru a realiza holograme imprimate și rețele de difracție în scopuri decorative și de securitate. De exemplu, brevetul US 4913504 descrie un procedeu de imprimare a hologramelor,

RO 115993 Bl pentru a obține un dispozitiv de securitate, în scopul marcării documentelor sau a articolelor de valoare.

Hologramele imprimate și rețelele de difracție conduc la un grad ridicat de securitate, în comparație cu modelele tipărite convențional, deoarece culorile curcubeu de difracție ale hologramelor imprimate și ale rețelelor de difracție nu pot fi reproduse 50 prin procedee de tipărire convenționale sau prin procedee de fotocopiere sau fotografice.

Hologramele curcubeu și compozițiile cu rețele de difracție furnizează un mijloc ieftin pentru garantarea autenticității unui document sau pentru marcarea unui produs ca fiind original, pentru a-l deosebi de contrafaceri.

Datorită utilității lor ca dispozitive de securitate, pentru marcarea documentelor 55 și a produselor, folosirea hologramelor imprimate în relief, s-a extins pe plan mondial, în timp ce publicul este mai puțin familiarizat cu hologramele și cu discernerea imaginilor holografice multicolore sau a compozițiilor de difracție.

Una din principalele probleme pentru observatorii neinițiați ai hologramelor curcubeu, multicolore și compozițiilor cu rețele de difracție, constă în faptul: culorile de 60 difracție nu rămân constante, ci își schimbă nuanța, în funcție de unghiul de observare sau direcția de iluminare. Observatorii care sunt familiarizați cu culorile obținute cu pigmenți nu întâmpină nici o greutate în distingerea culorii “roșu” de culoarea “verde” atunci când culorile sunt formate cu cerneluri convenționale sau pigmenți, dar vor avea deseori dificultăți în diferențierea unei culori de difracție de o alta, deoarece toate culorile 65 parcurg întregul spectru pe măsură ce capul observatorului sau holograma se deplasează sau unghiul de iluminare se modifică.

Pe măsura creșterii răspândirii hologramelor multicolore, imprimate, și a desenelor cu rețele de difracție, apare necesitatea mărită ca observatorul să fie capabil să-și stabilească poziția corectă de privire din care să observe holograma. 7o

Obiectul prezentei invenții este realizarea unui mijloc prin care culorile de difracție, cinetice, într-o hologramă curcubeu, multicoloră, sau într-o compoziție cu rețea de difracție să fie definite fără echivoc.

Prezenta invenție înlătură dezavantajele prezentate mai sus, prin realizarea unei holograme multicolore sau a unei compoziții de difracție cu o “culoare cheie”, care 75 permite unui observator să identifice, neambiguu, poziția corectă, de privire, a hologramei sau a compoziției de difracție.

Această hologramă este practic imposibil sau, în orice caz, mult mai dificil de reprodus și astfel reprezintă un dispozitiv de securitate mai eficient pentru garantarea autenticității documentelor sau pentru indicarea originalității produselor și bunurilor 8 o comerciale, pe care este aplicată holograma sau compoziția de difracție.

Holograma, având o culoare de referință standard, conform invenției, cuprinde o porțiune de difracție care, la iluminarea cu lumină albă sub un unghi predeterminat de iluminare, prezintă o culoare de referință, obținută prin suprapunerea a două zone de difracție de dispersie, spectrală aflate la capetele extreme, diferite, ale spectrului vizibil, 85 care apare pentru un observator, numai în poziția de observare corectă, simultan cu o culoare predeterminată, prezentă în restul hologramei; odată ce a apărut culoarea de referință în hologramă, o ușoară clătinare a suprafeței hologramei sau o deplasare verticală a poziției observatorului sau o modificare a unghiului de iluminare determină schimbarea bruscă a lungimii de undă, care generează culoarea de referință, din partea 90 vizibilă în partea invizibilă a spectrului și, ca o consecință, culoarea de referință dispare;

RO 115993 Bl culoarea de referință este obținută prin suprapunerea a două zone de dispersie spectrală, astfel încât poziția în care cele două zone se suprapun să se afle la capătul extrem, chiar înainte de infraroșul spectrului vizibil și la capătul extrem chiar înainte de ultravioletul spectrului vizibil al celeilalte zone; cele două zone de dispersie spectrală care se suprapun pentru a forma culoarea de referință sunt obținute prin dubla expunere, succesivă, a unui fascicul de referință conjugat unui fascicul-obiect care este deplasat, cu o mărime predeterminată, între două expuneri consecutive.

Prin aplicarea invenției, se obțin următoarele avantaje:

- definirea, fără echivoc, a culorilor de difracție, în mișcare, ale hologramei curcubeu, multicolore, sau ale compoziției cu rețea de difracție având o culoare de referință standard și, pe această baza, identificarea sigură a hologramei originale;

- sporirea gradului de dificultate a încercărilor de a realiza reproduceri neautorizate ale hologramei sau ale compoziției cu rețea de difracție și, implicit, creșterea gradului de siguranță privind autenticitatea unor documente, produse sau articole de valoare, care au fost marcate cu ajutorul hologramei sau a compoziției de difracție, având o culoare de referință standard.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției, în legătură și cu fig.

1...6, care reprezintă:

- fig.1, schema optică, ilustrând realizarea unei holograme sau a unei rețele de difracție, conform stadiului tehnicii;

- fig.2, iluminarea unei holograme curcubeu sau a unei rețele de difracție cu lumină albă, conform stadiului tehnicii;

- fig.3, dispersia culorilor spectrale, într-o hologramă curcubeu sau într-o rețea de difracție;

- fig.4, deplasarea hologramei curcubeu sau a rețelei de difracție ori a sursei de iluminare, care dă naștere unei deplasări a culorii;

-fig.5, ilustrarea obținerii “culorii cheie”, Magenta, conform prezentei invenții, prin combinarea a două spectre, astfel aranjate, încât pozițiile lor se suprapun foarte puțin, numai într-o singură poziție, și orice modificare ușoară - fie a unghiului hologramei curcubeu, fie a sursei de iluminare - determină ca unul sau altul dintre spectre să se deplaseze în regiunea invizibilă a spectrului fie în infraroșu, fie în ultraviolet;

- fig.6, hologramă curcubeu, complet colorată sau o compoziție cu rețea de difracție, în care culoarea Magenta este folosită pentru a defini corect unghiul de privire al unui observator, pentru a vedea imaginea în culoarea ei naturală.

După cum se poate vedea în fig. 1, un fascicul Ί de lumină monocromatică, coerentă, de la un laser, iluminează o placă fotosensibilă 2 și interferează cu un al doilea fascicul 3 care poate fi numit fascicul “obiect”, provenind de la o hologramă de transmisie laser 4, sau poate fi, de asemenea, un fascicul provenind de la un ecran de difuzie sau un sistem de lentile, sau alte mijloace de direcționare a fasciculului “obiect” 3, spre placa fotosensibilă 2, pentru a forma tipul dorit de hologramă sau rețea de difracție. Detaliile privind expunerea și procesarea ulterioară a plăcii fotosensibile 2 sunt descrise în literatura de specialitate.

Când holograma este iluminată în lumină albă, ca în fig.2, fasciculul 10, provenit de la soare sau de la o sursă artificială de lumină albă, iluminează placa fotosensibilă 2,

RO 115993 Bl

140 pentru a furniza o imagine reală a hologramei de transmisie laser 4, sub forma unui spectru de dispersie 40, în care fiecare lungime de undă, în lumina albă, dă, în mod separat, imaginea reală a hologramei de transmisie laser 4.

Fig. 3 redă o hologramă de dispersie spectrală sau o rețea de difracție așa cum este văzută de un observator. Placa fotosensibilă 2, iluminată sub un unghi 12 de fasciculul de lumină albă 10, reprezentat ca o singură rază, pentru mai multă claritate, furnizează o dispersie spectrală 40, în care culoarea văzută de un observator 11, într-o zonă 41, este roșie la capătul îndepărtat al spectrului vizibil, verde într-o zonă 42 din centrul dispersiei spectrale și albastră într-o zonă 43 aflată la celălalt capăt al spectrului vizibil.

Dacă placa fotosensibilă 2 este înclinată într-o poziție 20 sau 21, ca în fig.4, sau dacă fasciculul de lumină albă 10 este deplasat spre pozițiile 101 sau 102, atunci culoarea văzută de observatorul 11, în zona 40, se va modifica. în mod similar, culoarea văzută de observatorul 11 se va modifica, dacă placa hologramă 2 este deplasată vertical în sus, în poziția 31 sau în jos, în poziția 32. în mod asemănător, culoarea văzută de observatorul 11 se va modifica, dacă acesta se deplasează vertical în sus, spre poziția 33 sau în jos, în poziția 34.

Holograma având o culoare de referință standard, conform invenției, utilizează o configurație cu două seturi de spectre 60 și 70, astfel încât fasciculul de lumină albă 10, de referință, care iluminează holograma 2 sau compoziția cu rețea de difracție, va determina ca observatorul 11 să vadă culoarea Magenta, care este folosită ca o “culoare cheie”, de referință.

Culoarea Magenta este obținută prin combinarea extremității albastre 63, îndepărtate, a primului spectru de dispersie 60, cu extremitatea roșie 71, îndepărtată, a celui de-al doilea spectru de dispersie 70. Orice mișcare ușoară a observatorului 11 sau deplasări ale plăcii 2, de genul celor ilustrate în fig.4, vor produce dispariția “culoriicheie, Magenta, în momentul în care fie dispersia spectrală 60 va dispărea dincolo de punctul 63, în partea ultravioletă a spectrului, fie dispersia spectrală 70 va dispărea dincolo de punctul 71, în partea infraroșie a spectrului. Cele două zone de dispersie spectrală, care se suprapun și care împreună determină zona de difracție având o “culoare-cheie”, Magenta, pot fi realizate prin expunerea dublă, succesivă, a unui fasciculobiect și a unui fascicul de referință, în care fasciculul de referință este deplasat la un unghi predeterminat, între cele două expuneri. Unghiurile exacte în raport cu placa 2, ale celor două poziții ale fasciculului de referință, necesare pentru a obține zona de difracție având “culoarea-cheie”, Magenta, sunt dependente de lungimea de undă a laserului utilizat și de unghiul optim de observare dorit.

Conform unui alt procedeu, cele două zone suprapuse pot fi obținute prin expunerea dublă, succesivă, a unui fascicul de referință conjugat cu un fascicul-obiect care este deplasat cu o mărime predeterminată, între cele două expuneri consecutive. Deplasarea verticală a fasciculului-obiect, provenit de la o fantă pentru o hologramă de transmisie laser, de la un element difuzor sau de la un sistem de lentile, este de asemenea dependentă de lungimea de undă a laserului și de parametrii de observare doriți, ceruți de hologramă sau de compoziția de difracție.

145

150

155

160

165

170

175

RO 115993 Bl “Culoarea cheie”, Magenta, poate fi utilizată împreună cu oricare altă culoare de difracție, care poate fi obținută dintr-una sau din mai multe expuneri realizate, în mod uzual, conform procedeelor din stadiul cunoscut al tehnicii. în completarea hologramei curcubeu, multicolore, sau a compoziției cu rețea de difracție, “culoarea cheie”, Magenta, este folosită ca punct de referință pentru a stabili, fără echivoc, poziția exactă pentru examinarea și identificarea culorilor în imagine, deoarece ea este vizibilă numai pentru un scurt moment, înaintea dispariției uneia sau alteia dintre cele două zone de dispersie spectrală din suprapunerea cărora ea rezultă. Dacă celelalte culori, în hologramă sau în rețeaua de difracție, sunt obținute folosind unghiuri arbitrare sau amestecuri întâmplătoare de expuneri duble sau triple cu diferite valori ale luminozității, holograma rezultată va avea valori de culoare care sunt unice și foarte dificil de reprodus cu exactitate. Un amestec complex de culori ar fi, în mod normal, foarte dificil de recunoscut, dar prin utilizarea culorii cheie”, Magenta, ca un punct de referință pentru stabilirea poziției exacte, din care trebuie să fie examinate culorile, pot fi identificate și verificate de către un observator amestecuri foarte subtile de culori de difracție.

Așa cum se utilizează culoarea cheie”, Magenta, ca mijloc de referință, pentru a stabili poziția corectă pentru citirea culorilor care au fost generate arbitrar, tot așa, “culoarea cheie”, Magenta, poate fi folosită ca un mijloc de a stabili poziția corectă de vizionare a unei holograme sau a unei compoziții de difracție, concepută să reprezinte o imagine în culori complet naturale. în acest caz, cele două zone de difracție, care împreună constituie zona de difracție a “culorii cheie”, Magenta, sunt aliniate cu o a treia zonă de dispersie spectrală, astfel încât, împreună, ele se însumează într-o zonă neutră de difracție, compusă din aceeași valoare de culoare ca și lumina albă, utilizată pentru iluminare.

Fig. 6 prezintă o hologramă curcubeu, multicoloră, sau o compoziție cu rețea de difracție, în care culoarea Magenta a fost folosită ca o “culoare cheie”, pentru a defini unghiul corect de vizionare al unui observator, pentru a vedea imaginea în culori naturale. Pe o placă 80, există niște suprafețe de culoare difractată, în care, o zonă 81 este Magenta, în timp ce alte regiuni 82, 83 și 84 sunt regiuni de culoare de difracție, astfel încât regiunea 81 apare Magenta, regiunea 82 apare ca un roșu primar, regiunea 83 apare ca un verde primar, iar regiunea 84 apare ca albastru primar. Dacă unghiurile relative de difracție a zonelor regiunilor 82, 83 și 84 sunt corecte, atunci o regiune 85 va apărea în albastru deschis sau cian, iar o regiune 86 va apărea galbenă. Confirmarea că zonele de difracție din regiunile 82, 83 și 84 sunt corecte, poate fi obținută dintr-o regiune 87, unde zonele de difracție trebuie să se însumeze pentru a rezulta un alb neutru, perfect.

în cadrul exemplului de realizare prezentat, “culoarea cheie”, Magenta, este folosită ca o componentă dominantă a imaginii. Cu toate acestea, “culoarea cheie”,

Magenta, poate fi, de asemenea, utilizată într-o hologramă curcubeu, multicoloră, sau într-o compoziție de difracție, ca o parte a modelului general sau poate forma o porțiune separată a imaginii alăturată modelului, cum ar fi o parte a diagramei cromatice servind numai ca o referință pentru observator în stabilirea, cu certitudine absolută, a poziției corecte de vizionare a hologramei sau a compoziției de difracție.

Claims (4)

1. Hologramă având o culoare de referință standard, caracterizată prin aceea că aceasta cuprinde o porțiune de difracție care, la iluminarea cu lumină albă (10), sub un unghi (13) predeterminat de iluminare, prezintă o culoare de referință, obținută prin suprapunerea a două zone de difracție (60 și 70), de dispersie spectrală, aflate la capetele extreme diferite ale spectrului vizibil (63 și 71), care apare pentru un observator (11) numai în poziția de observare corectă, simultan cu o culoare predeterminată prezentă în restul hologramei.

2. Hologramă având o culoare de referință standard, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că, odată ce a apărut culoarea de referință în hologramă, o ușoară clătinare a suprafeței hologramei, o deplasare verticală a poziției observatorului (11) sau o modificare a unghiului (13) de iluminare determină schimbarea bruscă a lungimii de undă, care generează culoarea de referință, din partea vizibilă în partea invizibilă a spectrului și, ca o consecință, culoarea de referință dispare.

3. Hologramă având o culoare de referință standard, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că culoarea de referință este obținută prin suprapunerea a două zone de dispersie spectrală, astfel încât poziția în care cele două zone se suprapun să se afle la capătul extrem, chiar înainte de infraroșul spectrului vizibil(71) și la capătul extrem, chiar înainte de ultravioletul spectrului vizibil al celeilalte zone (63).

4. Hologramă având o culoare de referință standard, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că cele două zone de dispersie spectrală (60 și 70), care se suprapun, pentru a forma culoarea de referință, sunt obținute prin dubla expunere, succesivă, a unui fascicul de referință (1), conjugat unui fascicul-obiect (3), care este deplasat, cu o mărime predeterminată, între două expuneri consecutive.