RU2817804C2 - Цветное изображение, сформированное из голограммы - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к технологии формирования цветных изображений и, более конкретно, к документу, включающему в себя голографическую структуру, образующую структуру пикселей, из которых сформировано цветное изображение. Защищенный документ содержит: первый слой, включающий в себя голографическую структуру, образующую структуру пикселей, каждый из которых включает в себя множество подпикселей различных цветов, причем структура пикселей формирует непрерывные линии подпикселей; и средство модуляции цвета, выполненное с возможностью выбирать цвет пикселей путем изменения колориметрического вклада подпикселей по меньшей мере части пикселей относительно друг друга, чтобы отобразить индивидуализированное цветное изображение из структуры пикселей в сочетании с упомянутым средством модуляции. Средство модуляции цвета содержит по меньшей мере одно из: областей голографической структуры, называемых разрушенными областями, которые локально разрушены лазером; средства маскирования, расположенного напротив структуры пикселей, для локального маскирования всех или части подпикселей; и средства усиления, расположенного напротив структуры пикселей, для локального усиления яркости всех или части подпикселей. Изобретение обеспечивает улучшение качества формируемого изображения. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 17 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к технологии формирования цветных изображений и, более конкретно, к документу, включающему в себя голографическую структуру, образующую структуру пикселей, из которых сформировано цветное изображение.

Уровень техники

Сегодняшний рынок удостоверений требует все более надежных документов, удостоверяющих личность (также называемых удостоверениями личности). Эти документы должны быть легко аутентифицируемыми и трудными для подделки (если возможно, защищенными от воровства или неумелого обращения). Этот рынок касается самых разнообразных документов, таких как удостоверения личности, паспорта, пропуски, водительские права и т.д., которые могут быть представлены в различных форматах (карты, буклеты и т.д.).

С течением времени были разработаны различные технологии печати для получения цветной печати. В частности, изготовление документов, удостоверяющих личность, таких как упомянутые выше, требует изготовления цветных изображений защищенным способом, чтобы ограничить риски фальсификации злоумышленниками. Изготовление таких документов, особенно с идентификационным изображением владельца, должно быть достаточно сложным, чтобы затруднить воспроизведение или фальсификацию неуполномоченным лицом.

Таким образом, известное решение состоит в печати на носителе матрицы пикселей, состоящей из цветных подпикселей, и формировании оттенков серого с помощью лазерной карбонизации в слое, чувствительному к лазерному излучению, который расположен напротив матрицы пикселей, чтобы отобразить сугубо индивидуальное цветное изображение, которое трудно подделать или воспроизвести. Примеры осуществления этой технологии описаны, например, в документах EP 2 580 065 B1 (от 6 августа 2014 г.) и EP 2 681 053 B1 (от 8 апреля 2015 г.).

Хотя эта известная технология дает хорошие результаты, все же возможны улучшения, в частности, в отношении качества визуальной передачи сформированного таким образом изображения. Используя эту технологию формирования изображения, действительно трудно достичь высоких уровней насыщенности цвета. Другими словами, цветовая гамма (способность воспроизводить диапазон цветов) этой известной технологии может быть ограничена, что может быть проблематичным в некоторых случаях применения. Это, в частности, является результатом того факта, что цветные подпиксели формируют обычным способом печати, например офсетной печатью, что не позволяет формировать достаточно прямолинейные и непрерывные линии подпикселей, что создает неоднородности во время печати подпикселей (прерывания в линиях пикселей, нерегулярные контуры и т.д.) и ухудшение колориметрической визуализации.

Современные способы печати также дают ограниченную точность позиционирования из-за точности печатающих машин, что также снижает качество окончательного изображения из-за неправильного позиционирования пикселей и подпикселей друг относительно друга (проблемы перекрытия подпикселей, несовпадений, ...) или из-за наличия интервала допуска, в котором отсутствует печать между подпикселями.

На фиг. 1 представлен пример печати 2 путем переноса пикселей 4 в виде линий 6 подпикселей различных цветов. Как показано, контуры каждой линии 6 подпикселей демонстрируют неровности. При позиционировании этих линий необходимо учитывать допуск из-за неточностей позиционирования во время печати.

Как показано на фиг. 1, для компенсации этих неоднородностей и неправильного структуры подпикселей каждого пикселя (и, таким образом, во избежание возможного перекрытия соседних подпикселей и ухудшения требуемых цветов), можно печатать подпиксели так, чтобы между каждым из них оставалась белая область 8. Однако этот способ добавления белых областей имеет недостаток, заключающийся в том, что он ограничивает уровень насыщенности, который может быть получен для данного цвета, что препятствует получению удовлетворительной цветовой гаммы.

Сейчас существует потребность в безопасном формировании индивидуальных цветных изображений, в частности, в таких документах, как документы, удостоверяющие личность, и т.п. В частности, имеется потребность в гибкой и безопасной настройке цветных изображений, чтобы полученное таким образом изображение было трудно подделать или воспроизвести, и его можно было легко аутентифицировать.

Кроме того, ни одно решение, способное предложить соответствующий уровень защищенности и гибкости сегодня, не позволяет получить хороший уровень яркости изображения, а также достаточную цветовую гамму, в частности, для получения оттенков цвета, необходимых для формирования некоторых высококачественных цветных изображений, например, когда области изображения должны иметь высокий уровень насыщенности в данном цвете.

Раскрытие сущности изобретения

С этой целью изобретение касается защищенного документа, содержащего:

- первый слой, включающий в себя голографическую структуру, образующую структуру пикселей, каждый из которых включает в себя несколько подпикселей различных цветов; и

- средство модуляции цвета, выполненное с возможностью выбирать цвет пикселей путем изменения колориметрического вклада подпикселей друг относительно друга по меньшей мере части пикселей, чтобы отобразить индивидуальное цветное изображение из структуры пикселей, объединенного посредством упомянутого средства модуляции,
причем средство модуляции цвета содержит по меньшей мере одно из следующего:

- области голографической структуры, называемые разрушенными областями, которые локально разрушают лазером;

- средство маскирования, расположенное напротив структуры пикселей, для локального маскирования всех или части подпикселей; и

- средство усиления, расположенное напротив структуры пикселей, для локального усиления яркости всех или части подпикселей.

Изобретение преимущественно позволяет создавать цветовые оттенки, чтобы формировать защищенное цветное изображение за счет взаимодействия между средством модуляции цвета и структурой пикселей, сформированных голографическим слоем. Таким образом, цветное изображение формируют комбинацией средства модуляции цвета и структуры пикселей, находящихся напротив. Без добавления средства модуляции цвета для ориентации или разумного выбора прохождения падающего света пиксели образуют только пустое расположение, поскольку в этой структуре нет информации, характеризующей цветное изображение. Именно средство модуляции цвета конфигурируют в зависимости от выбранной структуры подпикселей, для настройки внешнего вида пикселей и, таким образом, для отображения окончательного цветного изображения.

Настоящее изобретение позволяет создавать цветные изображения с хорошим качеством изображения, будучи при этом защищенными и, следовательно, устойчивыми к фальсификации и мошенническому воспроизведению.

В соответствии с одним конкретным вариантом осуществления каждый подпиксель в структуре пикселей образован соответствующей голографической решеткой, выполненной с возможностью генерировать соответствующий цвет упомянутого подпикселя посредством дифракции.

В соответствии с одним конкретным вариантом осуществления каждый пиксель упомянутого структуры пикселей формирует идентичный рисунок цветных подпикселей.

В соответствии с одним конкретным вариантом осуществления каждый пиксель упомянутого структуры пикселей выполнен так, что каждый подпиксель имеет уникальный цвет в упомянутом пикселе.

В соответствии с одним конкретным вариантом осуществления структуру пикселей конфигурируют таким образом, что подпиксели равномерно распределяют на или в подложке.

В соответствии с одним конкретным вариантом осуществления структура пикселей формирует непрерывные линии подпикселей.

В соответствии с одним конкретным вариантом осуществления упомянутые области, разрушенные в голографической структуре, соответствуют разрушенным лазерной абляцией областям голографических решеток, соответствующих всем или части подпикселей в структуре пикселей.

В соответствии с одним конкретным вариантом осуществления упомянутые разрушенные области содержат подпиксели, соответствующая голографическая решетка которых частично разрушена посредством лазерной микроабляции.

В соответствии с одним конкретным вариантом осуществления, упомянутое средство маскирования, образующее часть средства модуляции цвета, содержит по меньшей мере одно из следующего:

- чернильные узоры, напечатанные напротив структуры пикселей, чтобы локально маскировать все или часть подпикселей; и

- лазерные точки с разными оттенками серого, сформированные в слое, называемом вторым слоем, так, чтобы они располагались напротив структуры пикселей для локального маскирования всех или части подпикселей.

В соответствии с одним конкретным вариантом осуществления, упомянутое средство усиления, образующее часть средства модуляции цвета, содержит по меньшей мере одно из следующего:

- матрица линз, расположенный напротив структуры пикселей, чтобы генерировать индивидуальное цветное изображение путем фокусировки или отклонения падающего света через линзы по меньшей мере на части подпикселей; и

- устройство оптического усиления, содержащее прозрачный слой, чувствительный к лазерному излучению, называемый третьим слоем, и прозрачный разделяющий слой, расположенный между первым слоем и третьим слоем, причем упомянутый третий слой содержит области, локально затемненные лазером, обращенные к первому слою, чтобы вызвать усиление яркости подпикселей в упомянутой структуре пикселей в областях, соответствующих упомянутым затемненным областям.

В соответствии с одним конкретным вариантом осуществления каждая линза матрицы линз расположена относительно соответствующего пикселя, находящегося напротив, для фокусировки или отклонения падающего света по меньшей мере на одном из подпикселей упомянутого соответствующего пикселя, чтобы изменять вклад соответствующих цветов подпикселей соответствующего пикселя в области индивидуального цветного изображения, генерируемого посредством упомянутой линзы, относительно узора, по сути сформированного соответствующим пикселем, независимо от упомянутой линзы.

В соответствии с одним конкретным вариантом осуществления документ также содержит прозрачный слой, чувствительный к лазерному излучению, называемый четвертым слоем, обращенный к первому слою, причем упомянутый четвертый слой, по меньшей мере, частично карбонизирован лазерным излучением, чтобы он содержал локально непрозрачные области, обращенные к подпикселям структуры пикселей, для создания оттенков серого в индивидуальном цветном изображении.

В соответствии с одним конкретным вариантом осуществления первый слой содержит:

- первый подслой лака, формирующий рельефы голографической решетки; и

- второй подслой, нанесенный на рельефы первого подслоя, причем упомянутый второй подслой имеет показатель преломления больше, чем первый подслой.

Изобретение также относится к соответствующему способу изготовления. Более конкретно, изобретение относится к способу изготовления документа, содержащему следующие этапы:

- в первом слое создают голографическую структуру, образующую структуру пикселей, каждый из которых включает в себя несколько подпикселей различных цветов;

- формируют средство модуляции цвета для выбора цвета пикселей путем изменения колориметрического вклада подпикселей друг относительно друга по меньшей мере части пикселей, чтобы отобразить индивидуальное цветное изображение из структуры пикселей, объединенного посредством упомянутого средства модуляции цвета,

причем средство модуляции цвета содержит по меньшей мере одно из следующего:

- области голографической структуры, называемые разрушенными областями, которые локально разрушают над всеми или частью подпикселей одним первым лазерным излучением;

- средство маскирования, расположенное напротив структуры пикселей, для локального маскирования всех или части подпикселей; и

- средство усиления, расположенное напротив структуры пикселей, для локального усиления яркости всех или части подпикселей.

В соответствии с одним конкретным вариантом осуществления, упомянутое формирование средства модуляции цвета содержит по меньшей мере одно из следующего:

- локально разрушают посредством единственного первого лазерного излучения (на одной длине волны) посредством лазерной абляции области голографической структуры для удаления всех или части подпикселей в структуре пикселей;

- печатают чернильные узоры, обращенные к первому слою, для локального маскирования всех или части подпикселей в структуре пикселей;

- формируют посредством единственного второго лазерного излучения (на одной длине волны) матрицу линз, расположенную напротив структуры пикселей, чтобы генерировать индивидуальное цветное изображение путем фокусировки или отклонения падающего света через линзы по меньшей мере на части подпикселей структуры пикселей; и

- формируют устройство оптического усиления, содержащее прозрачный слой, чувствительный к лазерному излучению, называемый третьим слоем, и прозрачный разделяющий слой, расположенный между первым слоем и третьим слоем, причем упомянутый третий слой содержит области, локально затемненные посредством одного третьего лазерного излучения (на одной длине волны), обращенные к первому слою, чтобы вызвать усиление яркости подпикселей в упомянутой структуре пикселей в областях, соответствующих упомянутым затемненным областям.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1, уже описанной выше, схематично представлена печать линий цветных подпикселей на носителе.

На фиг. 2 схематично представлено цветное изображение в соответствии с одним конкретным вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 3 схематично представлен защищенный документ в соответствии с одним конкретным вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 4 схематично представлен голографический слой защищенного документа в соответствии с одним конкретным вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 5 схематично представлены рельефы голографического слоя в соответствии с одним конкретным вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 6A и 6B схематично представлен пиксель, образованный областью голографической структуры в соответствии с одним конкретным вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 7A, 7B и 7C схематически представлена структура пикселей и подпикселей в соответствии с конкретными вариантами осуществления изобретения;

на фиг. 8 схематично представлено цветное изображение в соответствии с одним конкретным вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 9 схематично показано частичное разрушение подпикселей в соответствии с одним конкретным вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 10 схематично представлено цветное изображение в соответствии с одним конкретным вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 11 схематично представлено цветное изображение в соответствии с одним конкретным вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 12 схематично представлено цветное изображение в соответствии с одним конкретным вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 13 схематично представлено цветное изображение в соответствии с одним конкретным вариантом осуществления изобретения; и

на фиг. 14 схематически представлен способ изготовления в соответствии с одним конкретным вариантом осуществления изобретения.

Осуществление изобретения

Как указано выше, изобретение в целом относится к формированию цветного изображения и, в частности, касается защищенного документа, включающего в себя такое изображение.

В изобретении предложено формировать цветное изображение защищенным способом с использованием голографического слоя, включающего в себя голограмму, образующую структуру пикселей, при этом сами эти пиксели включают в себя несколько цветных подпикселей, и с использованием средства модуляции цвета, которое выполнено с возможностью выбирать цвет пикселей в голографическом слое путем изменения относительного колориметрического вклада подпикселей друг относительно друга по меньшей мере в части пикселей. Как более подробно описано ниже, возможны различные варианты осуществления. В частности, вышеупомянутое средство модуляции цвета может принимать различные формы, как пояснено ниже со ссылкой на чертежи.

Средство модуляции цвета изменяет колориметрический вклад (или вес) подпикселей относительно соседних подпикселей в соответствующих пикселях, чтобы показать индивидуальное цветное изображение из комбинации структуры пикселей и упомянутого средства модуляции.

Изобретение также относится к способу формирования такого цветного изображения.

Другие аспекты и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из примеров осуществления, описанных ниже со ссылкой на упомянутые чертежи.

В оставшейся части этого документа описаны примеры осуществления изобретения в случае документа, включающего в себя цветное изображение в соответствии с принципом изобретения. Этот документ может представлять собой любой документ, называемый защищенным документом, типа буклета, карточки или т.п. Изобретение находит определенное применение при формировании идентификационных изображений в таких документах, удостоверяющих личность, как: удостоверения личности, дебетовые карты, паспорта, водительские права, пропуска и т.д. Изобретение также применимо к защищенным документам (банкноты, нотариально заверенные документы, официальные сертификаты, ...), включающим в себя хотя бы одно цветное изображение.

В общем, изображение в соответствии с изобретением может быть сформировано на любом подходящем носителе.

Аналогично, описанные ниже примеры осуществления нацелены на формирование идентификационного изображения. Однако понятно, что рассматриваемое цветное изображение может быть любым цветным изображением. Это может быть, например, изображение, представляющее портрет владельца соответствующего документа, однако возможны и другие реализации.

Если не указано иное, элементы, общие или подобные для нескольких фигур, имеют одинаковые ссылочные позиции и обладают идентичными или аналогичными характеристики, так что эти общие элементы, как правило, не описаны повторно для простоты.

На фиг. 2 схематично представлено цветное изображение IG в соответствии с одним конкретным вариантом осуществления изобретения.

Как показано на этой фигуре, цветное изображение IG содержит голографический слой (также называемый первым слоем) 12, связанный со средством 10 модуляции цвета или включающий в себя его. Голографический слой 12 включает в себя голографическую структуру, образующую структуру 29 пикселей 30, каждый из которых включает в себя несколько подпикселей 32 различных цветов.

Как описано ниже, голографический слой 12 по сути формирует структуру 29 пикселей, которое является пустым в том смысле, что пиксели 30 не включают в себя информацию, определяющую рисунок изображения IG, которое требуется сформировать. Именно путем комбинирования этой структуры 29 пикселей со средством 10 модуляции цвета отображают рисунок индивидуального цветного изображения. Для этого средство 10 модуляции цвета выполнено с возможностью выбора цвета пикселей 30 путем изменения колориметрического вклада подпикселей 32 друг относительно друга по меньшей мере в части пикселей 30, сформированных голографическим слоем 12, так чтобы показать индивидуальное цветное изображение IG с использованием структуры 29 пикселей в сочетании со средством 10 модуляции цвета.

Другими словами, средство 10 модуляции цвета выполнено с возможностью вызывать выборочный проход (или модифицированный, путем маскирования, усиления и т.п.) света от голографического слоя 12 к точке наблюдения, внешней по отношению к изображению IG. Это средство 10 модуляции, таким образом, создает цветовые оттенки в пикселях 30, изменяя вклад некоторых подпикселей в визуальную передачу окончательного изображения IG.

Средство 10 модуляции цвета позволяет, в частности, модулировать прохождение света так, чтобы по меньшей мере для части пикселей 30 по меньшей мере один подпиксель имел увеличенный или уменьшенный вклад по сравнению с вкладом по меньшей мере одного другого подпикселя, соседнего с рассматриваемым пикселем.

Как уже указывалось, цветное изображение IG может быть сформировано на любом носителе. Как представлено на фиг. 3, в дальнейшем будет рассматриваться защищенный документ 20, включающий в себя тело 14 документа, в котором или на котором сформировано защищенное изображение IG, как описано выше со ссылкой на фиг. 2.

В следующих примерах осуществления предполагается, что защищенный документ 20 является документом, удостоверяющим личность, например, в форме карты, такой как удостоверение личности, идентификационный значок и т.п. В этих примерах изображение IG представляет собой цветное изображение, рисунок которого соответствует портрету владельца документа. Однако, как уже указывалось, возможны и другие примеры.

В общем, голографический слой 12 имеет голографическую структуру, чтобы создавать структуру 29 пикселей в виде голограммы за счет дифракции, преломления и/или отражения падающего света. Принцип голограммы хорошо известен специалистам в данной области техники. Некоторые элементы приведены ниже для справки. Примеры осуществления голографических структур описаны, например, в документе EP 2 567 270 B1.

На фиг. 4 в соответствии с одним конкретным вариантом осуществления представлен голографический слой 12 цветного изображения IG, упомянутого выше. Для облегчения описания изобретения голографический слой 14 представлен здесь в его изначальной форме, то есть без средства 10 модуляции цвета (которое будет описано позже).

Голографический слой 12 включает в себя слой (или подслой) 22, а также рельефы (или рельефные структуры) 24, содержащие трехмерную информацию, которые сформированы из слоя 22, служащего в качестве носителя. Эти рельефы 24 образуют выступающие части (также называемые "горами"), разделенные углублениями (также называемые "долинами").

Голографический слой 22 также включает в себя слой (или подслой) 28, называемый слоем с высоким показателем преломления, который имеет показатель преломления n2, превышающий показатель преломления n1 рельефов 24 (здесь предполагается, что рельефы 24 образуют неотъемлемую часть слоя 22, служащего носителем, так что рельефы 24 и слой 22 имеют одинаковый показатель преломления n1). Этот слой 28, который может быть металлическим и/или диэлектрическим слоем, покрывает рельефы 24 голографического слоя 12. Как понятно специалистам в данной области техники, рельефы 24 в сочетании со слоем 28 образуют голографическую структуру 27, которая производит голограмму (голографический эффект).

Рельефы 24 голографической структуры 27 могут быть сформированы, например, путем тиснения слоя штамповочного лака (включенного в слой 22 в этом примере) известным способом для создания дифракционных структур. Таким образом, штампованная поверхность рельефов 24 имеет форму периодической решетки, глубина и период которой могут составлять, например, от сотни до нескольких сотен нанометров соответственно. Эта штампованная поверхность покрыта слоем 28, например, посредством вакуумного напыления прозрачного диэлектрического материала (с высоким оптическим индексом) или/или металлического материала. Голографический эффект возникает в результате объединения рельефов 24 и слоя 28, образующего голографическую структуру 27.

Голографический слой 12, как вариант, может содержать другие подслои (не показаны), необходимые для поддержания оптических характеристик голограммы и/или обеспечения механической и химической стойкости изделия.

Слой 28 с высоким показателем преломления (фиг. 4) может быть сформирован по меньшей мере из одного из следующих материалов: алюминия, серебра, меди, сульфида цинка, оксида титана, … .

В примерах осуществления, описанных в этом документе, голографический слой 12 является прозрачным, так что голографический эффект, проявляющий цветное изображение IG, виден посредством дифракции, отражения и преломления. Однако могут быть предусмотрены другие устройства, в которых голографический слой 12 непрозрачен, так что цветное изображение IG видно только при отражении падающего света на голографической структуре 27.

Голографическую структуру 12 изготавливают любым подходящим способом, известным специалистам в данной области техники.

Рельефы 24 имеют показатель преломления, обозначенный через n1, например, порядка 1,56 на длине волны = 656 нм.

В рассматриваемом здесь примере (фиг. 4) слой 22 представляет собой прозрачный слой лака. Голографическая структура 27 покрыта тонким слоем 28, например, из алюминия или сульфида цинка, имеющего высокий показатель преломления n2 (по сравнению с n1), например 2,346 на длине волны = 660 нм для сульфида цинка. Тонкий слой 28 имеет толщину, например, от 30 до 200 нм.

Слой 22 может быть термоформованным слоем, что позволяет формировать рельефы 24 голографической структуры 27 посредством тиснения на слое 22, служащем в качестве носителя. Как вариант, рельефы 24 голографической структуры 27 могут быть выполнены с использованием технологии сшивания в ультрафиолетовом (УФ) диапазоне. Поскольку эти производственные технологии известны специалистам в данной области техники, для простоты они подробно не описаны.

На фиг. 5 представлены примеры рельефов 24 голографической структуры 27, включающие в себя выступающие части и углубления.

По-прежнему со ссылкой на фиг. 4 голографический слой 12 может быть инкапсулирован или объединен с различными другими слоями. Кроме того, как уже указывалось, голографический слой 12 образует структуру 29 пикселей 30. Каждый пиксель 30 содержит несколько цветных подпикселей 32, а именно 3 подпикселя 32 в рассматриваемом здесь примере.

Таким образом, наблюдатель OB в соответствии с конкретным направлением наблюдения может наблюдать структуру 29 пикселей из света, преломленного, отраженного и/или дифрагированного от голографической структуры 27 голографического слоя 12.

Как показано ниже, структура 29 пикселей может принимать различные формы.

На фиг. 6A и 6B в соответствии с одним конкретным вариантом осуществления представлен пиксель 30, образованный областью голографической структуры 27, присутствующей в голографическом слое 12. Более конкретно, здесь полагают, что рельефы 24 голографической структуры 27 (фиг. 4) образуют параллельные линии 34 подпикселей, однако возможны другие реализации. Для каждого пикселя 30 составляющие его подпиксели 32, таким образом, образованы частью соответствующей линии 30, причем эта часть составляет соответствующую голографическую решетку (или часть голографической решетки), выполненную с возможностью создавать посредством дифракции и/или отражения соответствующий цвет упомянутого подпикселя.

Таким образом, в рассматриваемом здесь примере пиксели 30 включают в себя 3 подпикселя различных цветов, однако возможны и другие примеры. Предполагают, что каждый подпиксель 32 является монохроматическим. Каждая голографическая решетка сконфигурирована так, чтобы генерировать цвет в каждом подпикселе 32, соответствующий заранее определенному углу наблюдения, причем этот цвет изменяется под другим углом наблюдения. Например, предполагается, что подпиксели 32 каждого пикселя 30 соответственно имеют отдельный основной цвет (например, зеленый/красный/синий или голубой/желтый/пурпурный) под заранее определенным углом наблюдения.

Как показано на фиг. 6A и 6B, голографические решетки, соответствующие трем линиям 34, которые образуют подпиксели 32 одного и того же пикселя 30, имеют определенные геометрические характеристики, чтобы генерировать требуемый определенный цвет. В частности, голографические решетки, образующие 3 подпикселя 32 в этом примере, имеют ширину, обозначенную через l, и шаг между каждой голографической решеткой, обозначенный через p.

Таким образом, в рассматриваемом примере, где каждый пиксель 30 состоит из 4 подпикселей 32, теоретическая максимальная насыщающая способность S в одном из цветов подпикселей в одном и том же пикселе может быть получена следующим образом:

[формула 1]

В качестве примера можно считать, что l = 60 мкм и p = 10 мкм, что приводит к теоретической максимальной насыщающей способности S = 0,21.

Можно сформировать голографические решетки, образующие подпиксели 32, так, чтобы шаг p стремился к нулю, что позволяет увеличить теоретическую максимальную насыщающую способность цвета на один подпиксель (S тогда стремится к 0,25).

В соответствии с одним конкретным примером, шаг устанавливают равным p = 0, что позволяет достичь теоретической максимальной насыщающей способности S, равной 0,25. В этом случае линии 34 подпикселей, как представлено на фиг. 6A и 6B, являются непрерывными (между линиями подпикселей нет пробелов или белых областей).

Таким образом, изобретение позволяет формировать линии подпикселей, которые являются непрерывными, то есть прилегающими друг к другу, без необходимости оставлять разделяющие белые области между каждой линией, или, возможно, сохраняя разделяющие белые области, но с ограниченным размером между линиями подпикселей (с малым шагом p). Как станет более понятно в свете следующих примеров осуществления, эта конкретная конфигурация голографических решеток позволяет значительно улучшить качество конечного изображения IG (более хорошая насыщенность цвета). Это возможно, в частности, потому что формирование голографических структур позволяет достичь большей точности позиционирования подпикселей и лучшей однородности, чем при традиционной печати подпикселей (офсетной и т.п.).

Как уже указывалось, структура 29 пикселей 30, образованное голографическим слоем 12 (фиг. 2), может принимать различные формы. Примеры осуществления описаны ниже.

В общем, структура 29 пикселей может быть сконфигурировано так, чтобы подпиксели 32 были равномерно распределены в голографическом слое 12. Подпиксели 32 могут, например, образовывать параллельные линии подпикселей или другую решетку в виде шестиугольника (типа Байера), возможны и другие примеры.

Подпиксели 32 могут, например, образовывать ортогональную матрицу.

Пиксели 30 могут быть равномерно распределены в структуре 29, так что один и тот же узор подпикселей 32 периодически повторяется в голографическом слое 12.

Кроме того, каждый пиксель 30 структуры 29 пикселей может быть сконфигурирован так, чтобы каждый подпиксель 32 имел уникальный цвет в упомянутом рассматриваемом пикселе. В соответствии с одним конкретным примером каждый пиксель 32 в структуре 29 пикселей формирует идентичный рисунок цветных подпикселей.

Теперь со ссылкой на фиг. 7A, 7B и 7C будут описаны конкретные примеры структур (или мозаичного размещения) 29 пикселей, которые могут быть реализованы в защищенном документе 20 (фиг. 3). Следует отметить, что эти реализации представлены только в качестве неограничивающих примеров, при этом возможны многие варианты, в частности, с точки зрения структуры и формы пикселей и подпикселей, а также цветов, присвоенных этим подпикселям.

В соответствии с первым примером, представленным на фиг. 7A, пиксели 30 структуры 29 пикселей являются прямоугольными (или квадратными) и содержат 3 подпикселя 32a, 32b и 32c (обозначенные вместе 32) разных цветов. Как уже описано со ссылкой на фиг. 6A-6B, каждый подпиксель 32 может быть сформирован частью линии 34 подпикселей. Таким образом, в этом примере мозаичное размещение 29 образует матрицу строк и столбцов пикселей 30, ортогональных друг другу.

На фиг. 7B приведен вид сверху, представляющий другой пример регулярного мозаичного размещения, в котором каждый пиксель 30 состоит из 3 подпикселей 32, обозначенных через 32a-32c, каждый из которых имеет свой цвет. Подпиксели 32 при этом шестиугольные.

На фиг. 7C приведен вид сверху, представляющий другой пример регулярного мозаичного размещения, в котором каждый пиксель 30 состоит из 4 подпикселей 32, обозначенных через 32a-32d, каждый из которых имеет свой цвет. Подпиксели 32 при этом треугольные.

Для каждого из рассмотренных расположений пикселей можно приспособить форму и размеры каждого пикселя 30, а также размеры существующих разделительных белых областей между подпикселями, где это необходимо, чтобы достичь требуемого максимального уровня насыщенности цвета и требуемого уровня яркости.

Как уже было описано, средство 10 модуляции цвета, содержащееся в изображении IG (фиг. 2-3), может иметь разные формы. Как правило, средство 10 модуляции цвета может содержать по меньшей мере одно из следующего:

- области голографической структуры 12, называемые разрушенными областями, которые локально разрушают лазером;

- средство маскирования, расположенное напротив структуры 29 пикселей 30, для локального маскирования всех или части подпикселей 32; и

- средство усиления, расположенное напротив структуры 29 пикселей 30, для локального усиления яркости всех или части подпикселей 32.

Примеры конкретной реализации защищенного документа 20, содержащего цветное изображение IG, как описано ранее со ссылкой на фиг. 2-7C, описаны ниже. Таким образом, в этих примерах изображение IG (более конкретно обозначаемое IG1-IG5 соответственно) содержит голографический слой 12 и средство 10 модуляции цвета, как уже было описано в целом.

Более конкретно, первый конкретный вариант осуществления защищенного документа 2 (фиг. 1) описан со ссылкой на фиг. 8 и 9. В этом примере голографический слой 12 помещен между прозрачными слоями 40 и 42. В рассмотренных здесь примерах эти два слоя изготовлены из поликарбоната или любого другого подходящего материала для покрытия голографического слоя 12.

Голографический слой 12 включает в себя области RG1 голографической структуры 27, называемые разрушенными областями, которые локально разрушают лазером. Это избирательное разрушение голографической структуры 27 приводит к частичному или полному разрушению одного или нескольких подпикселей 32 по меньшей мере в части пикселей 30, что вызывает изменение голографического эффекта в соответствующих областях. Таким образом, голографический эффект устраняют или уменьшают в разрушенных областях голографической структуры 27, что уменьшает (или полностью устраняет) относительный вклад цвета одного или нескольких подпикселей 32, расположенных напротив разрушенных областей RG1, относительно по меньшей мере одного другого соседнего подпикселя 32 соответствующих пикселей 30. Другими словами, это избирательное разрушение голографической структуры 27 приводит к изменению колориметрического веса некоторых подпикселей 32 в конечном цветном изображении, обозначенном здесь через IG1, относительно по меньшей мере одного другого подпикселя 32, соседнего с соответствующими пикселями 30.

Таким образом, эти разрушенные области RG1 вместе образуют средство 10 модуляции цвета, которое в сочетании с голографическим слоем 12 выполнено с возможностью отображения индивидуального цветного изображения IG1 (фиг. 2-3), как уже описано выше.

Лазерное разрушение вызывает локальное устранение (или деформацию) геометрии голографической структуры 27 и, в частности, рельефов 24 и/или слоя 28, покрывающего упомянутые рельефы. Эти локальные разрушения приводят к модификации поведения света (то есть отражения, дифракции и/или преломления света) в соответствующих пикселях и подпикселях.

В соответствии с одним конкретным примером, эти разрушенные области RG1 в голографической структуре 27 соответствуют областям, разрушенным лазерной абляцией в голографических решетках, соответствующих всем или части подпикселей 32 в структуре 29 пикселей. Таким образом, можно выполнить частичную лазерную абляцию подпикселя 32, как показано в качестве примера на фиг. 9, чтобы уменьшить вклад цвета упомянутого подпикселя в рассматриваемом пикселе 30.

Лазерная абляция (фиг. 8-9) может быть выполнена с помощью лазерного излучения LS1, например, типа Nd:YAG, имеющего одну длину волны, например, порядка 1064 нм.

Теперь со ссылкой на фиг. 10 будет описан второй конкретный вариант осуществления защищенного документа 2 (фиг. 1). В этом примере голографический слой 12, ранее описанный со ссылкой на фиг. 2-7C, также расположен между слоем 40 и слоем 42, как уже было описано со ссылкой на фиг. 9.

Узор 50 дополнительно печатают лицом к голографической структуре 27, то есть обращенным к структуре 29 пикселей 30, чтобы локально маскировать все или часть подпикселей 32. Этот узор 50 сформирован из чернил (или эквивалентного материала), которые позволяют по меньшей мере частично маскировать некоторые области голографической структуры 27.

Добавление этого напечатанного узора 50 в общую структуру позволяет уменьшить (даже полностью исключить) относительный вклад цвета одного или нескольких подпикселей 32, расположенных напротив напечатанного узора 50, относительно по меньшей мере одного другого соседнего подпикселя 32 в соответствующих пикселях 30. Другими словами, это избирательное маскирование голографической структуры 27 приводит к изменению колориметрического веса некоторых подпикселей 32 в конечном цветном изображении, обозначенном здесь через IG2 относительно по меньшей мере одного другого подпикселя 32, соседнего с соответствующими пикселями 30.

Таким образом, этот напечатанный узор 50 образует средство 10 модуляции цвета, которое в сочетании с голографическим слоем 12 выполнено с возможностью отображения индивидуального цветного изображения IG2 (фиг. 2-3), как уже описано выше. Поскольку этот узор 50 предназначен для локального маскирования некоторых подпикселей, он, в частности, представляет собой средство маскирования в понимании изобретения.

Чернила, используемые для формирования этого напечатанного узора 50, могут иметь черный, белый или любой другой цвет в зависимости от требуемого маскирующего эффекта, чтобы модулировать цвет пикселей 30 в структуре 29 пикселей.

В частности, возможно выполнить, например, струйную печать, чтобы замаскировать только часть подпикселя 32 (даже весь подпиксель 32), что позволяет уменьшить относительный вклад цвета упомянутого подпикселя 32 в соответствующем пикселе 30.

В примере, представленном на фиг. 10, узор 50 напечатан на верхней стороне голографического слоя 12, напротив голографической структуры 27. Однако возможны и другие варианты осуществления. Например, можно напечатать узор 50 на другом слое, обращенном к голографическому слою 12, например, на слое 40, на слое 42 или на дополнительном слое, который не представлен. Печать узора 50 также возможна на нижней стороне голографического слоя 12.

Теперь со ссылкой на фиг. 11 будет описан третий конкретный вариант осуществления защищенного документа 2 (фиг. 1). В этом примере голографический слой 12, уже описанный со ссылкой на фиг. 2-7C, также расположен между прозрачными слоями 40 и 42, как уже было описано со ссылкой на фиг. 9.

В этом примере прозрачный слой 60, чувствительный к лазеру, называемый слоем, чувствительным к лазерному излучению, также расположен на границе раздела между голографическим слоем 12 и слоем 40. Этот слой 60, чувствительный к лазерному излучению, может быть локально затемнен с помощью лазерного излучения LS2, чтобы по меньшей мере частично блокировать прохождение света, что, таким образом, позволяет по меньшей мере частично маскировать один или несколько подпикселей.

Как показано, слой 40, чувствительный к лазерному излучению, таким образом, содержит области (или объемы) 62, называемые непрозрачными областями, локально затемненными лазерным излучением LS2, эти непрозрачные области расположены напротив голографической структуры 27, чтобы локально маскировать все или часть подпикселей 32. Более конкретно, эти непрозрачные области 62 представляют собой лазерные точки переменной формы и степени непрозрачности, которые формируют за счет локальной карбонизации слоя 60, чувствительного к лазерному излучению,. Путем особой настройки мощности лазера LS2 и/или продолжительности воздействия могут быть сформированы требуемые непрозрачные области 62. Таким образом, степень зачернения является функцией энергии, приложенной лазерным излучением LS2.

Непрозрачные (неотражающие) области 60 сформированы обращенными к некоторым подпикселям 32, чтобы создавать оттенки серого в конечном цветном изображении, обозначенном здесь через IG3.

Добавление этих непрозрачных областей 62 позволяет уменьшить (даже полностью исключить) относительный вклад цвета одного или нескольких подпикселей 32, расположенных напротив друг друга, относительно по меньшей мере одного другого подпикселя 32, соседнего для соответствующих пикселей 30. Другими словами, это избирательное маскирование голографической структуры 27 приводит к изменению колориметрического веса некоторых подпикселей 32 в конечном цветном изображении IG1 относительно по меньшей мере одного другого подпикселя 32, соседнего с соответствующими пикселями 30.

Таким образом, эти непрозрачные области 62 вместе образуют средство 10 модуляции цвета, которое в сочетании с голографическим слоем 12 выполнено с возможностью отображения индивидуального цветного изображения IG3 (фиг. 2-3), как уже описано выше. Поскольку эти непрозрачные области 62 предназначен для локального маскирования некоторых подпикселей, они, в частности, представляют собой средство маскирования в понимании изобретения.

В примере, представленном на фиг. 11, слой 60, чувствительный к лазерному излучению, расположен под голографическим слоем 12, на стороне голографической структуры 27. Однако возможны и другие реализации. Слой 60, чувствительный к лазерному излучению, в частности, может быть расположен над голографическим слоем 12, на стороне, противоположной голографической структуре 27. Как вариант, несколько слоев, чувствительных к лазерному излучению, включающих в себя непрозрачные области, могут быть расположены над и под голографическим слоем 12.

Материалы, чувствительные к лазерному излучению, которые могут быть использованы для формирования слоя (слоев), чувствительного(их) к лазерному излучению, описанного в этом документе, в качестве неограничивающих примеров представляют собой поликарбонаты, некоторые обработанные поливинилхлориды, обработанные акрилонитрил-бутадиен-стиролы или обработанный полиэтилентерефталаты.

Теперь со ссылкой на фиг. 12 будет описан четвертый конкретный вариант осуществления защищенного документа 2 (фиг. 1). В этом примере голографический слой 12, уже описанный со ссылкой на фиг. 2-7C, также расположен между прозрачными слоями 40 и 42a. Слои 40 и 42а могут быть выполнены из поликарбоната или любого другого подходящего материала.

В этом примере матрица 68 линз, включающая в себя множество линз LN, обращена к структуре 29 пикселей, сформированных голографическим слоем 12, для создания индивидуального цветного изображения - обозначенного здесь через IG4 - путем фокусировки или отклонения падающего света посредством линз LN по меньшей мере на части подпикселей 32.

Матрица 68 линз сформирована в этом примере на поверхности верхнего слоя 42a, хотя возможны и другие реализации. Линзы LN могут быть сформированы, например, путем проецирования лазерного излучения LS3. Например, можно использовать лазерное излучение типа CO₂ или подобное для создания поверхностных деформаций, задающих линзы LN матрицы 68 линз. Сам слой 42a располагают на голографическом слое 12 или, как вариант, на промежуточном слое, расположенном между слоем 42а и голографическим слоем 12.

Каждая линза может быть расположена (или сконфигурирована) относительно пикселя 30 (называемого соответствующим пикселем), расположенного напротив, для фокусировки или отклонения падающего света по меньшей мере на один из подпикселей 32 упомянутого соответствующего пикселя, чтобы изменять вклад соответствующих цветов подпикселей соответствующего пикселя в области цветного изображения IG4, сформированного посредством линзы, относительно узора, по сути сформированного соответствующим пикселем 30 независимо от (или без) упомянутой линзы.

Другими словами, каждая линза LN может быть расположена (или сконфигурирована) относительно соответствующего пикселя 30, расположенного напротив, для фокусировки или отклонения падающего света по меньшей мере на одном из подпикселей 32 упомянутого соответствующего пикселя так, чтобы изменить относительный вклад соответствующего цвета по меньшей мере одного подпикселя соответствующего пикселя в области цветного изображения, соответствующей упомянутому пикселю, относительно соответствующего вклада цвета другого подпикселя (подпикселей), соседнего с упомянутым соответствующим пикселем.

Линзы LN, таким образом, позволяют усилить яркость некоторых подпикселей 32 и уменьшить яркость других подпикселей 32, что создает цветовые оттенки, позволяющие показать окончательное цветное изображение IG4 за счет взаимодействия между матрицей 68 линз и структурой 29 пикселей, образованным голографической структурой 27. Таким образом, для одной и той же пустой структуры 29 пикселей 30 можно адаптировать конфигурацию линз LN так, чтобы генерировать различные цветные изображения IG4.

Таким образом, матрица 68 линз образует средство 10 модуляции цвета, которое в сочетании с голографическим слоем 12 выполнено с возможностью отображения индивидуального цветного изображения IG4 (фиг. 2-3), как уже описано выше. Поскольку этот матрица 68 линз предназначена, в частности, для усиления яркости одних подпикселей относительно других, он, в частности, представляет собой средство усиления в понимании изобретения.

В соответствии с одним конкретным примером линзы LN (или по меньшей мере их часть) представляют собой собирающие линзы, выполненные с возможностью фокусировать принимаемый падающий свет, чтобы акцентировать относительный вклад цвета по меньшей мере одного подпикселя 32 соответствующего пикселя (пикселя, расположенного напротив) в соответствующей области цветного изображения IG4, сформированного посредством упомянутой линзы, относительно соответствующего вклада цвета каждого другого подпикселя 32, соседнего с упомянутым соответствующим пикселем 30.

В соответствии с одним конкретным примером линзы LN сконфигурированы так, чтобы фокусировать свет на одном подпикселе 32 соответствующего пикселя 30, чтобы маскировать цвет каждого другого подпикселя 32, соседнего с соответствующим пикселем 30 в соответствующей области цветного изображения IG4, сформированного с помощью упомянутой линзы.

Также возможно сконфигурировать линзы LN в матрице 68 линз так, чтобы они фокусировали свет на подпикселях 32 одного и того же цвета в пикселях 30 данной области голографической структуры 27, так чтобы в индивидуальном цветном изображении IG4 появлялась монохромная область.

Как вариант, можно сконфигурировать линзы LN в матрице 68 линз так, чтобы они фокусировали свет по меньшей мере на двух подпикселях 32, соседних с соответствующим пикселем 30, тем самым создавая гибридный цвет в результате сочетания цвета упомянутых по меньшей мере двух соседних подпикселей 32 в соответствующей области цветного изображения IG4.

В соответствии с одним конкретным примером, по меньшей мере часть рассеивающих линз LN сконфигурирована так, чтобы отклонять падающий свет, принимаемый линзой, чтобы уменьшить вклад цвета по меньшей мере одного подпикселя 32 соответствующего пикселя 30 в соответствующей области цветного изображения IG4, сформированного посредством упомянутой линзы, относительно соответствующего вклада цвета другого подпикселя (подпикселей) 32, соседнего с соответствующим пикселем 30.

Вышеуказанные устройства описаны только в качестве примера, возможны другие реализации матрицы 68 линз. В примере, представленном на фиг. 12, матрица 68 линз расположена над голографическим слоем 12. Как вариант, матрица 68 линз может быть сформирована на многослойном слое (например, слое 40) под голографическим слоем 12 (на стороне голографической структуры 27).

Теперь со ссылкой на фиг. 13 будет описан пятый конкретный вариант осуществления защищенного документа 2 (фиг. 1). В этом примере голографический слой 12, уже описанный со ссылкой на фиг. 2-7C, также расположен между прозрачными слоями 40 и 42, как уже было описано выше.

Цветное изображение, обозначенное здесь через IG5, образовано комбинацией голографического слоя 12, уже описанного выше, и устройства 74 оптического усиления, содержащего прозрачный слой, чувствительный к лазерному излучению, и прозрачный разделительный слой 70, расположенный между голографическим слоем 12 и прозрачным слоем, чувствительным к лазерному излучению. Прозрачный слой, чувствительный к лазерному излучению, и прозрачный разделительный слой 70 расположены под голографическим слоем 12, то есть на стороне голографической структуры 27, образованной рельефами 24 и слоем 28 с высоким показателем преломления. Как объяснено ниже, прозрачный разделительный слой 70 позволяет поддерживать зазор, обозначенный через e1, между голографическим слоем 12 и прозрачным слоем, чувствительным к лазерному излучению.

В рассматриваемом здесь примере упомянутый выше прозрачный слой, чувствительный к лазерному излучению, представляет собой слой 40, расположенный под голографическим слоем 12, хотя возможны и другие расположения.

Еще в этом примере слой 40, чувствительный к лазерному излучению, содержит области 72, локально затемненные посредством лазерного излучения LS4, обращенные к голографическому слою 12, чтобы вызвать усиление яркости подпикселей 32 в структуре 30 пикселей в областях окончательного цветного изображения IG5, соответствующих непрозрачным областям 72. Технология формирования непрозрачных областей 72 идентична технологии, описанной выше со ссылкой на фиг. 11, для формирования непрозрачных областей 62. Слой 40, чувствительный к лазерному излучению, может быть идентичен слою 60, чувствительному к лазерному излучению, который описан со ссылкой на фиг. 11. В частности, непрозрачные области 72, частично или полностью блокирующие свет, создают посредством лазерной карбонизации некоторых областей слоя 40, чувствительного к лазерному излучению.

Прозрачный разделительный слой 70 позволяет поддерживать зазор e1 между голографической структурой 27 и непрозрачными областями 72. Формирование непрозрачных областей 72 в слое 40, чувствительном к лазерному излучению, на расстоянии от голографической структуры 27 позволяет генерировать явление локального усиления яркости подпикселей 32, расположенных напротив упомянутых непрозрачных областей 72. Для получения этого эффекта оптического усиления необходимо, чтобы толщина e1 прозрачного разделяющего слоя 70 была больше или равнялась половине самой длинной длины волны - обозначенной через λmax - в видимой области спектра. Другими словами, необходимо, чтобы выполнялось:

[формула 2]

где λmax = 750 нм

В соответствии с одним конкретным примером толщина e1 составляет от 0,375 мкм до 100 мкм (включительно) и предпочтительно от 0,375 мкм до 5 мкм (включительно).

Каждая непрозрачная область 72 в слое 40, чувствительном к лазерному излучению, расположена напротив по меньшей мере одного подпикселя 32, чтобы усилить его относительный колориметрический вклад в области конечного цветного изображения IG5 относительно по меньшей мере одного другого соседнего подпикселя 32 рассматриваемого пикселя 30.

Таким образом, устройство 74 оптического усиления образует средство 10 модуляции цвета, которое в сочетании с голографическим слоем 12 выполнено с возможностью отображения индивидуального цветного изображения IG (фиг. 2-3), как уже описано выше. Поскольку это устройство 74 оптического усиления предназначено для усиления яркости одних подпикселей относительно других, он, в частности, представляет собой средство усиления в понимании изобретения.

В общем, со ссылкой на каждый из вариантов осуществления, описанных выше, можно также создать контраст в полученном таким образом цветном изображении IG путем включения в общую структуру слоя, чувствительного к лазерному излучению, если такой слой еще не имеется в упомянутой структуре. Этот слой, чувствительный к лазерному излучению, может быть локально карбонизирован с помощью лазера так же, как описано выше со ссылкой на слой 60, чувствительный к лазерному излучению (фиг. 11), или на слой 40, чувствительный к лазерному излучению (фиг. 13), чтобы создать контраст в конечном цветном изображении и, таким образом, улучшить качество его визуальной передачи.

Более конкретно, общая структура цветного изображения также может содержать такой прозрачный слой, чувствительный к лазерному излучению, который обращен к голографическому слою 12, этот слой, чувствительный к лазерному излучению, по меньшей мере частично карбонизируют лазерным излучением, чтобы он содержал локально затемненные области, обращенные к подпикселям 32 структуры 29 пикселей, для получения оттенков серого в индивидуальном цветном изображении.

В общем, изобретение преимущественно позволяет создавать цветовые оттенки, чтобы формировать защищенное цветное изображение посредством взаимодействия между средством модуляции цвета и структурой пикселей, сформированных голографическим слоем. Таким образом, цветное изображение формируют комбинацией средства модуляции цвета и структуры пикселей, расположенных напротив. Без добавления средства модуляции цвета для ориентации или разумного выбора прохождения падающего света пиксели образуют только пустую структуру, поскольку в этой структуре нет информации, характеризующей цветное изображение. Именно средство модуляции цвета конфигурируют в зависимости от выбранной структуры подпикселей, для настройки внешнего вида пикселей и, таким образом, для отображения окончательного цветного изображения.

Настоящее изобретение позволяет создавать цветные изображения с хорошим качеством изображения, будучи при этом защищенными и, следовательно, устойчивыми к фальсификации и мошенническому воспроизведению.

В частности, изобретение позволяет получить повышенное качество изображения, а именно более хорошую общую яркость конечного изображения (большую яркость, более яркие цвета) и более хорошую насыщающую способность. Другими словами, изобретение позволяет получить высококачественное цветное изображение с улучшенной колориметрической гаммой по сравнению с печатным изображением.

Использование голографической структуры для формирования структуры пикселей выгодно тем, что этот способ обеспечивает высокую точность позиционирования сформированных таким образом пикселей и подпикселей. Этот способ позволяет, в частности, избежать наложений или несовпадений между подпикселями, что улучшает общую визуальную передачу.

Как уже было описано со ссылкой на фиг. 6A-6B, из-за повышенной точности позиционирования по сравнению со случаем традиционной технологии печати изобретение позволяет уменьшить, даже устранить, разделяющие белые области, которые в противном случае необходимо было бы обеспечить между подпикселями (например, между строками подпикселей), чтобы избежать возможных перекрытий между подпикселями. Таким образом, благодаря изобретению больше нет необходимости сохранять разделяющие белые линии между подпикселями, чтобы поддерживать допуск при позиционировании подпикселей, что позволяет увеличить максимальную насыщенность цвета каждого подпикселя (меньше белого на пиксель и, следовательно, больше основных цветов).

Однако белые подпиксели, возможно, уменьшенного размера, могут остаться в структуре пикселей для достижения требуемого уровня яркости. Можно даже удалить белые подпиксели, потому что голограмма по своей природе обладает высокой яркостью и, в частности, позволяет получить большую яркость, чем при использовании печатных красок. Таким образом, в структуре пикселей можно сохранить только подпиксели основного цвета, что позволяет получить повышенную насыщенность цвета. Например, можно сформировать пиксели только из 3 подпикселей (например, в соответствии с шестиугольным шаблоном), что позволяет достичь теоретической максимальной насыщенности 33% для каждого основного цвета.

Реализуя принцип изобретения, можно легко обнаружить подделку, если изображение было сфальсифицировано или незаконно воспроизведено. Кроме того, этот уровень сложности и защищенности изображения, достигаемый благодаря изобретению, достигают не за счет качества визуальной визуализации изображения.

Средство модуляции цвета в соответствии с принципом изобретения может принимать различные формы: (1) разрушенные области голографической структуры, (2) средство маскирования или (3) средство усиления, как описано ранее. Тем не менее, цветное изображение IG в соответствии с изобретением может содержать любую комбинацию или меньшую комбинацию по меньшей мере двух из форм (1), (2) и (3), упомянутых выше (например, (1) и (2), или даже (1) и (3) или даже (2) и (3)).

Теперь, со ссылкой на фиг. 14 будет описан способ изготовления цветного изображения IG, описанного выше, в соответствии с одним конкретным вариантом осуществления. Например, предполагается, что цветное изображение IG сформировано в документе 20, как показано на фиг. 3.

На этапе создания S2 в голографическом слое 12 создают голографическую структуру 27, которая формирует структуру 29 пикселей 30, как описано ранее. Каждый пиксель 30 содержит несколько подпикселей 32 различных цветов в соответствии с одним из уже описанных примеров.

Слой 22 (фиг. 4) может быть термоформованным слоем, что позволяет формировать рельефы 24 голографической структуры 27 посредством тиснения на слое 22, служащем в качестве носителя. Как вариант, рельефы 24 голографической структуры 27 могут быть выполнены с использованием технологии УФ-сшивания, как уже было указано. Поскольку эти производственные технологии известны специалистам в данной области техники, для простоты они подробно не описаны.

Слой клеящего вещества и/или клея (не показан) также может быть использован для обеспечения адгезии голографического слоя 12 на носителе (например, на слое 42 или 42a, уже описанном выше).

На этапе S4 формирования выполняют средство 10 модуляции цвета, как уже было описано выше, для выбора цвета пикселей 30 путем изменения относительного колориметрического вклада подпикселей 32 друг относительно друга по меньшей мере в части пикселей 30, так чтобы отобразить индивидуальное цветное изображение IG из структуры 29 пикселей в сочетании со средством 10 модуляции цвета.

Как уже было описано, сформированное таким образом средство 10 модуляции цвета может содержать по меньшей мере одно из следующего:

- области (RG1) голографической структуры, называемые разрушенными областями, которые локально разрушают над всеми или частью подпикселей 32 одним первым лазерным излучением LS1 (фиг. 8);

- средство (50; 60-62) маскирования, расположенное напротив структуры 29 пикселей 30, для локального маскирования всех или части подпикселей 32 (фиг. 10-11); и

- средство (68; 70-72) маскирования, расположенное напротив структуры 29 пикселей 30, для локального усиления яркости всех или части подпикселей 32 (фиг. 12-13).

Таким образом, разрушенные области RG1, представленные на фиг. 8, образованы локальным разрушением с помощью единственного лазерного излучения LS1 посредством лазерной абляции областей голографической структуры для устранения всех или части подпикселей в структуре пикселей.

Средство 50 маскирования, представленное на фиг. 10, сформировано печатными узорами, обращенными к голографическому слою 12, полученному на этапе S2, так, чтобы локально маскировать все или часть подпикселей в структуре пикселей.

Матрица 68 линз, представленная на фиг. 12, образована деформацией поверхности слоя 42a посредством единственного лазерного излучения LS3, причем эта матрица линз находится напротив структуры 29 пикселей, чтобы генерировать индивидуальное цветное изображение путем фокусировки (или отклонения) падающего света через линзы по меньшей мере на части подпикселей структуры пикселей. Как вариант, для формирования линз на поверхности прозрачного слоя 42a выполняют отложение прозрачного материала с помощью головки 3D-принтера.

Устройство 74 оптического усиления, представленное на фиг. 13, сформировано так, чтобы оно содержало прозрачный слой 40, чувствительный к лазерному излучению, а также прозрачный разделительный слой 70, расположенный между голографическим слоем 12 и прозрачным слоем 40, чувствительным к лазерному излучению. Также локально формируют непрозрачные области 72 с помощью единственного лазерного излучения LS4 путем карбонизации в слое 40, чувствительном к лазерному излучению, который обращен к голографическому слою 12, чтобы вызвать усиление яркости подпикселей 32 в структуре 30 пикселей в областях, соответствующих упомянутым непрозрачным областям.

Таким образом, можно сформировать средство 10 модуляции цвета с использованием одного лазерного излучения, а именно одного из LS1, LS2, LS3 и LS4, в зависимости от типа средства 10 модуляции цвета, которое требуется сформировать. Другими словами, средство 10 модуляции цвета может быть сформировано с использованием одного лазерного излучения из следующих:

- лазерное излучение LS1, необходимое для создания разрушенных областей RG1, как уже было описано (фиг. 8);

- лазерное излучение LS2, необходимое для образования непрозрачных областей 62, как уже было описано (фиг. 11);

- лазерное излучение LS3, необходимое для формирования матрицы 68 линз, как уже было описано (фиг. 12); и

- лазерное излучение LS4, необходимое для образования непрозрачных областей 72, как уже было описано (фиг. 13).

В соответствии с одним конкретным примером средство 10 модуляции цвета может быть сформировано с использованием максимум двух различных лазерных излучений из излучений LS1 и LS4, описанных выше.

В соответствии с одним конкретным примером, лазерные излучения LS2 и LS4 идентичны.

Таким образом, изобретение позволяет безопасно генерировать высококачественное индивидуализированное цветное изображение с помощью сравнительно несложного способа изготовления.

Специалисты в данной области техники поймут, что варианты осуществления и варианты, описанные в этом документе, представляют собой только неограничивающие примеры реализации изобретения. В частности, специалисты в данной области техники могут предусмотреть любую адаптацию или комбинацию характеристик и вариантов осуществления, описанных выше, для удовлетворения конкретных потребностей.

Claims (35)

1. Защищенный документ (2), содержащий:

первый слой, включающий в себя голографическую структуру, образующую структуру пикселей, каждый из которых включает в себя множество подпикселей различных цветов, причем структура пикселей формирует непрерывные линии подпикселей; и

средство модуляции цвета, выполненное с возможностью выбирать цвет пикселей путем изменения колориметрического вклада подпикселей по меньшей мере части пикселей относительно друг друга, чтобы отобразить индивидуализированное цветное изображение из структуры пикселей в сочетании с упомянутым средством модуляции,

причем средство модуляции цвета содержит по меньшей мере одно из:

областей голографической структуры, называемых разрушенными областями, которые локально разрушены лазером;

средства маскирования, расположенного напротив структуры пикселей, для локального маскирования всех или части подпикселей; и

средства усиления, расположенного напротив структуры пикселей, для локального усиления яркости всех или части подпикселей.

2. Документ по п. 1, в котором каждый подпиксель в структуре пикселей образован соответствующей голографической решеткой, выполненной с возможностью генерирования посредством дифракции соответствующего цвета указанного подпикселя.

3. Документ по п. 1 или 2, в котором каждый пиксель упомянутой структуры пикселей формирует идентичный рисунок цветных подпикселей.

4. Документ по любому из пп. 1-3, в котором каждый пиксель упомянутой структуры пикселей выполнен так, что каждый подпиксель имеет уникальный цвет в упомянутом пикселе.

5. Документ по любому из пп. 1-4, в котором структура пикселей выполнена так, что подпиксели равномерно распределены на или в подложке.

6. Документ по любому из пп. 1-5, в котором упомянутые области, разрушенные в голографической структуре, соответствуют разрушенным лазерной абляцией областям голографических решеток, соответствующих всем или части подпикселей в структуре пикселей.

7. Документ по п. 6, в котором упомянутые разрушенные области содержат подпиксели, соответствующая голографическая решетка которых частично разрушена посредством лазерной микроабляции.

8. Документ по любому из пп. 1-7, в котором упомянутое средство маскирования, образующее часть средства модуляции цвета, содержит по меньшей мере одно из:

чернильных узоров, напечатанных напротив структуры пикселей, чтобы локально маскировать все или часть подпикселей; и

лазерных точек с различными оттенками серого, сформированных в слое, называемом вторым слоем, так чтобы они располагались напротив структуры пикселей для локального маскирования всех или части подпикселей.

9. Документ по любому из пп. 1-8, в котором упомянутое средство усиления, образующее часть средства модуляции цвета, содержит по меньшей мере одно из:

матрицы линз, расположенной напротив структуры пикселей, для генерирования индивидуального цветного изображения путем фокусировки или рассеяния падающего света через линзы по меньшей мере для части подпикселей; и устройства оптического усиления, содержащего прозрачный слой, чувствительный к лазерному излучению, называемый третьим слоем, и прозрачный разделяющий слой, расположенный между первым слоем и третьим слоем, причем упомянутый третий слой содержит области, локально затемненные лазером, напротив первого слоя, чтобы вызвать усиление яркости подпикселей в упомянутой структуре пикселей в областях, соответствующих упомянутым затемненным областям.

10. Документ по п. 9, в котором каждая линза матрицы линз расположена относительно соответствующего пикселя, находящегося напротив, для фокусировки или рассеяния падающего света по меньшей мере на одном из подпикселей упомянутого соответствующего пикселя, чтобы изменить вклад соответствующих цветов подпикселей соответствующего пикселя в области индивидуализированного цветного изображения, генерируемого посредством упомянутой линзы, относительно узора, сформированного соответствующим пикселем самим по себе независимо от упомянутой линзы.

11. Документ по любому из пп. 1-10, дополнительно содержащий прозрачный слой, чувствительный к лазерному излучению, называемый четвертым слоем, обращенный к первому слою, причем упомянутый четвертый слой по меньшей мере частично карбонизирован лазерным излучением, чтобы он содержал локально затемненные области, обращенные к подпикселям структуры пикселей, для создания оттенков серого в индивидуализированном цветном изображении.

12. Документ по любому из пп. 1-11, в котором первый слой содержит:

первый подслой лака, формирующий рельефы голографической решетки; и

второй подслой, нанесенный на рельефы первого подслоя, причем упомянутый второй подслой имеет показатель преломления больше, чем у первого подслоя.

13. Способ изготовления документа, содержащий этапы, на которых:

создают (S2) в первом слое голографическую структуру, образующую структуру пикселей, каждый из которых включает в себя множество подпикселей различных цветов, причем структура пикселей формирует непрерывные линии подпикселей;

формируют (S4) средство модуляции цвета для выбора цвета пикселей путем изменения колориметрического вклада подпикселей по меньшей мере части пикселей относительно друг друга, чтобы отобразить индивидуализированное цветное изображение из структуры пикселей в сочетании с упомянутым средством модуляции,

причем средство цветовой модуляции содержит по меньшей мере одно из:

областей голографической структуры, называемых разрушенными областями, которые локально разрушены на всех или части подпикселей одним первым лазерным излучением;

средства маскирования, расположенного напротив структуры пикселей, для локального маскирования всех или части подпикселей; и

средства усиления, расположенного напротив структуры пикселей, для локального усиления яркости всех или части подпикселей.

14. Способ по п. 13, в котором этап формирования средства модуляции цвета содержит по меньшей мере один из следующих этапов, на которых:

локально разрушают посредством одного первого лазерного излучения посредством лазерной абляции области голографической структуры для удаления всех или части подпикселей в структуре пикселей;

печатают чернильные узоры напротив первого слоя для локального маскирования всех или части подпикселей в структуре пикселей;

формируют посредством одного второго лазерного излучения матрицу линз, расположенную напротив структуры пикселей, для генерирования индивидуализированного цветного изображения путем фокусировки или рассеяния падающего света через линзы по меньшей мере на части подпикселей структуры пикселей; и

формируют устройство оптического усиления, содержащее прозрачный слой, чувствительный к лазерному излучению, называемый третьим слоем, и прозрачный разделяющий слой, расположенный между первым слоем и третьим слоем, причем упомянутый третий слой содержит области напротив первого слоя, локально затемненные посредством одного третьего лазерного излучения, чтобы вызвать усиление яркости подпикселей в упомянутой структуре пикселей в областях, соответствующих упомянутым затемненным областям.