WO2017160178A1

WO2017160178A1 - Устройство для формирования динамического изображения и способ его получения

Info

Publication number: WO2017160178A1
Application number: PCT/RU2016/000295
Authority: WO
Inventors: Олег Васильевич БУДАКОВ
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "МеталлЭффект"
Priority date: 2016-03-15
Filing date: 2016-05-17
Publication date: 2017-09-21
Also published as: RU2629150C1

Abstract

Настоящее изобретение относится к области оптики и полиграфии. Устройство для формирования динамического изображения содержит подложку, оптический элемент и окрашенный слой, расположенный между ними, при этом упомянутый окрашенный слой состоит из регулярно расположенных окрашенных или неокрашенных зон по существу одинакового размера, вместе формирующих изображение, упомянутый оптический элемент представляет собой слой по существу прозрачного материала, поверхность которого снабжена регулярно расположенными на ней рельефными светопреломляющими элементами по существу одинаковой формы, при этом толщина упомянутого оптического элемента выбрана таким образом, чтобы упомянутый окрашенный слой находился по существу в фокусе упомянутых светопреломляющих элементов, при этом шаг между упомянутыми светопреломляющими элементами равен или отличается не более чем на 10% от шага между упомянутыми зонами изображения, а угол совмещения по существу равен 0 градусов. Техническим результатом является обеспечение получения динамических изображений при точном совмещении оптического элемента с подложкой только по углу, без какого-либо точного выравнивания оптического элемента и подложки по значению вертикальной или горизонтальной координаты.

Description

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ И СПОСОБ

ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ

ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к области оптики и полиграфии.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известны технологии, обеспечивающие эффект движения рисунка при изменении угла зрения относительно поверхности изображения, основанные на применении эффекта муарового увеличения (патенты РФ на изобретение Ю 2478998, 2547700, 2466030, 2337403, 2452627 и 2273038) .

Общий недостаток известных решений состоит в том, что для получения изделия, обеспечивающего эффект движения, необходимо совмещение матрицы микрооптических элементов с изображением с точностью, намного меньше размера микрооптического элемента. При этом, точное совмещение требуется сразу по двум осям.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является создание устройства для формирования динамического изображения. Под «динамическим изображением» понимается такое изображение, которое при

изменении угла наклона относительно направления взгляда

наблюдателя изменяет свой цвет, положение, взаимное расположение и/или размер отдельных частей, взаимное расположение элементов переднего и заднего плана, таким образом, который не характерен для изображений, полученных традиционными способами, известными в полиграфии .

Технический результат состоит в том, что для получения устройства, обеспечивающего динамический эффект при изменении его (устройства) положения относительно направления взгляда наблюдателя, не требуется совмещать матрицу микрооптических элементов с рисунком на подложке в двух направлениях с

точностью, намного меньшей размера микрооптического элемента.

Вышеуказанная задача решена благодаря тому, что устройство для формирования динамического изображения, содержит в себе: подложку,

оптический элемент и

окрашенный слой, расположенный между ними,

характеризующееся тем, что в нем

упомянутый окрашенный слой состоит из регулярно

расположенных окрашенных или неокрашенных зон по существу одинакового размера, вместе формирующих изображение,

упомянутый оптический элемент представляет собой слой по существу прозрачного материала, поверхность которого снабжена регулярно расположенными на ней рельефными светопреломляющими элементами по существу одинаковой формы, при этом толщина упомянутого оптического элемента выбрана таким образом, чтобы упомянутый окрашенный слой находился по существу в фокусе упомянутых светопреломляющих элементов,

характеризующийся тем, что в нем

шаг между упомянутыми светопреломляющими элементами равен или отличается не более чем на 10 % от шага между упомянутыми зонами изображения, а угол совмещения составляет по существу 0 градусов .

Указанная конструкция позволяет получить динамические изображения при точном совмещении оптического элемента с подложкой только по углу, без какого-либо точного выравнивания оптического элемента и подложки по значению вертикальной или горизонтальной координаты (что в традиционных способах

осуществляется вручную) .

Далее вышеупомянутое устройство, охарактеризованное в общих категориях, поясняется на примере некоторых особенно

предпочтительных форм выполнения, обеспечивающими получение дополнительных преимуществ. Подложка может быть выполнена из любого материала, который подходит для нанесения упомянутого изображения, в частности из из бумаги, картона, флизелина, полимерной пленки или ткани.

Изображение может быть нанесено на упомянутую подложку традиционными, способами, известными в полиграфии, в частности, посредством глубокой или флексографической печати.

Расстояние между упомянутыми светопреломляющими элементами и изображением может быть одинаковым по всей поверхности

изображения, либо расстояние между упомянутыми оптическими элементами и упомянутыми зонами изображения может варьировать таким образом, что, по меньшей мере, у части упомянутых

светопреломляющих элементов оно по существу совпадает с

фокусным, а у другой части может быть больше или меньше

фокусного расстояния. В последнем случае можно добиться эффекта объема изображенных на рисунке предметов, сходного с эффектом объема голографических изображений, либо эффекта цветовых переходов (если элементы изображения содержат несколько цветных зон) , соответствующих отклонениям расстояния между

светопреломляющими элементами и изображением.

Вариации фокусного расстояния могут быть обусловлены

выступами, впадинами и/или неплоскостностью поверхности подложки относительно плоскости, в которой лежат фокусы упомянутых оптических элементов. Такие выступы и впадины могут быть

целенаправленно сформированы в заданных положениях посредством тиснильного клише или тиснильного вала.

Оптический элемент может быть выполнен из любого подходящего по существу прозрачного материала, который может быть нанесен на подложку с изображениями и на поверхности которого могут быть отформованы светопреломляющие элементы известными способами. В частности, подходящими материалами являются термопластичные полимеры, выбранные из группы, включающей поли ( винилхлорид) (ПВХ) , поли (метилакрилат) (ПММА) , поли (виниловый спирт) (ПВС) , поли (винилацетат) (ПВА) , ЭВАЛ ( этиленвинилалкоголь ) ,

поли (винилбутираль ) (ПВБ) и поли(стирол) (ПС), этиленвинилацетат (EVAC) , целлюлозоацетат (CA) , целлюлозоацетобутират (CAB) , целлюлозоацетопроплонат (CAP) , циклоолефин сополимер (COC) , стиролакрилнитрил (SAN), полиамид (РА), полиэтилентерефталат (PET) и полиуретан.

Светопреломляющие элементы могут иметь различную форму.

Предпочтительно, светопреломляющие элементы представляют собой сферические или асферические микролинзы или микропирамиды.

Оптическая сила светопреломляющих элементов по всей

поверхности изображения может быть одинаковой, либо может различаться. В последнем случае, когда различие в оптической силе создано целенаправленно в заданных местах изображения, это позволяет добиться либо объемного эффекта, либо переливов цвета.

Такое различие в оптической силе светопреломляющих элементов может быть обусловлено, в частности, разницей в их

геометрической форме, предпочтительно разницей кривизны

поверхности раздела сред. Самый простой способ сформировать зоны с уменьшенной оптической силой светопреломляющих элементов - нанести поверх изображения более тонкий слой прозрачного

материала, чем поверх остальных зон. В этом случае материал не полностью заполняет впадины клише, но, за счет сил

поверхностного натяжения, образует светопреломляющий элемент, по форме напоминающий приплюснутую сферу.

Светопреломляющие элементы могут быть расположены над изображением различным образом, в частности, в одном из

вариантов выполнения устройства они могут быть расположены таким образом, что рядом с каждым светопреломляющим элементом, кроме крайних, имеется только четыре соседних светопреломляющих

элемента; в другом варианте выполнения устройства упомянутые светопреломляющие элементы расположены таким образом, что рядом с каждым светопреломляющим элементом, кроме крайних, имеется шесть соседних светопреломляющих элементов.

Упомянутое устройство для формирования динамического

изображения может быть изготовлено следующим образом: (а) на подложку наносят изображение, состоящее из регулярно расположенных окрашенных или неокрашенных зон одинакового размера,

(б) поверх изображения наносят слой по существу прозрачного материала ,

(в) используют клише или тиснильный вал, поверхность которого снабжена регулярно расположенными углублениями, при этом шаг между упомянутыми углублениями равен или отличается не более чем на 10 % от шага между упомянутыми окрашенными зонами,

(г) совмещают клише или тиснильный вал и заготовку, полученную на стадии 2 под углом по существу 0 градусов,

(д) осуществляют тиснение, зажимая заготовку, полученную на стадии 2 между пластиной и упомянутого клише, позволяя

упомянутому по существу прозрачному материалу, по меньшей мере, частично заполнить углубления упомянутого клише.

Для целенаправленного получения светопреломляющих элементов с вариацоциями по оптической силе, либо по степени

расфокусированности могут применяться различные приемы отдельно или в комбинации.

В соответствии с одним приемом, на стадии (б) упомянутый слой наносят с предварительно заданной толщиной, соответствующей участку упомянутого рисунка, таким образом, что при тиснении на стадии (в) и (г) степень заполнения углублений упомянутого клише или тиснильного вала на участках с меньшей толщиной меньше, чем на участках с большей толщиной, а кривизна поверхности раздела сред на первых участках меньше, чем на вторых.

В соответствии с другим приемом на стадии (б) слой

упомянутого материала наносят с одинаковой толщиной на всю поверхность рисунка, а на стадии (в) и (г) используют клише или тиснильный вал с разным размером или формой углублений.

В соответствии с третьим приемом дополнительно используют еще одно клише или тиснильный вал с выступами и/или впадинами, расположенными в заданных местах, при этом на стадии (в) и (г) заготовку сжимают между первым и вторым клише или тиснильными валами, получая подложку, деформированую таким образом, что, -по меньшей мере, часть упомянутых зон находится в фокусе упомянутых оптических элементов, а другая часть - не в фокусе.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления способа слой упомянутого материала на стадии (б) наносят посредством трафаретной печати.

В еще одном из предпочтительном варианте осуществления способа упомянутый материал на стадии (б) представляет собой нагретый до размягчения материал, который на стадии (д)

охлаждается и затвердевает.

В другом предпочтительном варианте осуществления способа упомянутый материал на стадии (б) представляет собой

светоотверждаемый материал, который по завершении стадии (д) отверждают ультрафиолетовым излучением.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления способа упомянутый материал на стадии (б) представляет собой

самоотверждающийся материал, который со временем затвердевает в результате химических реакций между его компонентами.

Устройство, описанное выше позволяет достичь следующих оптических эффектов:

- эффект сохранения изображения в неизменной форме при повороте устройства на разные углы (устранение параллакса) ;

- переливы цвета при изменении угла наклона устройства к направлению взгляда;

- эффект движения изображения и/или его отдельных частей при повороте устройства, отличный от обычного изменения изображения в связи с эффектом параллакса;

- эффект объема предметов на изображении, напоминающий голограмму .

Необходимо понимать, что в настоящем тексте изобретение охарактеризовано только такими признаками, которые достаточны для решения поставленной задачи, реализации назначения и

достижения выбранного технического результата; специального упоминания всех без исключения признаков и утилитарных характеристик изобретения не требуется, если специалистам должно быть известно, что изделия того же рода обладают такими

признаками и утилитарными характеристиками и без них не

реализуется основное назначение; тем более не требуется

ограничивать обобщенные признаки какими-либо конкретньми

вариантами, если таковые должны быть известны специалистам и (или) могут быть подобраны по известным правилам.

Конструкция и использование устройства наглядно

иллюстрируется фигурами 1-3 на примере частных и конкретных вариантов воплощения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 изображена схема, поясняющая способ изготовления устройства согласно изобретению с подложкой без впадин и

углублений .

На фиг. 2 изображена схема, поясняющая формирование

светопреломляющих элементов разной формы с помощью клише с углублениями одинаковой формы.

На фиг. 3 изображена схема, аналогичная схеме на фигуре 1, с тем отличием, что в подложке формируют впадины и углубления с помощью дополнительного тиснильного клише.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как показано на фиг. 1 устройство для формирования

динамического изображения, содержит в себе подложку, оптический элемент и окрашенный слой, расположенный между ними. Упомянутый окрашенный слой состоит из регулярно расположенных окрашенных или неокрашенных зон по существу одинакового размера, вместе формирующих изображение . Упомянутый оптический элемент

представляет собой слой по существу прозрачного материала, поверхность которого снабжена регулярно расположенными на ней рельефными светопреломляющими элементами по существу одинаковой формы. Толщина упомянутого оптического элемента выбрана таким образом, чтобы упомянутый окрашенный слой находился по существу в фокусе упомянутых светопреломляющих элементов. Шаг между упомянутыми светопреломляющими элементами равен или отличается не более чем на 10 % от шага между упомянутыми зонами

изображения. Оптические оси упомянутых светопреломляющих

элементов совмещены с упомянутыми зонами изображения с

точностью, по меньшей мере, равной величине шага между

упомянутыми светопреломляющими элементами по существу по всей длине и ширине упомянутого изображения . Для получения

динамических изображений не требуется совмещать оптический элемент с изображением по двум координатным осям в плоскости подложки, достаточно лишь обеспечить совпадение шага между светопреломляющими элементами и зонами изображения с

удовлетворительной точностью 10 % и более и наложить оптический элемент поверх изображения без какого-либо точного

позиционирования, при условии достаточно совмещения осей

оптического элемента и изображения по всей длине и ширине изображения (необходимо исключать перекос) .

Для изготовления устройства для формирования динамического изображения

(а) на подложку наносят изображение, состоящее из регулярно расположенных окрашенных или неокрашенных зон одинакового размера,

(б) поверх изображения наносят слой размягченного по существу прозрачного материала,

упомянутому по существу прозрачному материалу, по меньшей мере, частично заполнить углубления упомянутого клише и затвердеть . В случае, если для изготовления применяют клише с

углублениями одинаковой формы и размеров, а слой прозрачного материала одинаков по всей поверхности - получают устройство, в котором все светопреломляющие элементы являются одинаковыми и расположены на одинаковом расстоянии от упомянутых зон.

Для целенаправленного получения светопреломляющих элементов различной формы, либо элементов, расположенных на разном

расстоянии от упомянутых зон могут применяться приемы, описанные выше .

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Устройство для формирования динамического изображения, содержащее :

подложку,

оптический элемент и

окрашенный слой, расположенный между ними,

характеризующееся тем, что в нем

характеризующийся тем, что в нем

шаг между упомянутыми светопреломляющими элементами равен или отличается не более чем на 10 % от шага между упомянутыми зонами изображения, а угол совмещения по существу равен 0 градусов .

2. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что в нем упомянутая подложка выбрана из бумаги, картона, флизелина, полимерной пленки или ткани.

3. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что в нем упомянутое изображение нанесено посредством глубокой или

флексографической печати.

4. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что в нем расстояние между упомянутыми светопреломляющими элементами и упомянутыми зонами изображения варьирует таким образом, что, по меньшей мере, у части упомянутых светопреломляющих элементов оно по существу совпадает с фокусным, а у другой части может быть больше или меньше фокусного расстояния.

5. Устройство по п.4, характеризующееся тем, что в нем упомянутые различия в фокусном расстоянии обусловлены выступами, впадинами и/или неплоскостностью поверхности подложки

относительно плоскости, в которой лежат фокусы упомянутых оптических элементов.

6. Устройство по п.4, характеризующееся тем, что в нем подложка деформирована таким образом, что, по меньшей мере, часть зон изображения находится по существу в фокусе упомянутых светопреломляющих элементов, а другая часть - не в фокусе.

7. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что в нем упомянутый по существу прозрачный материал представляет собой термопластичный полимер, выбранный из группы, включающей

поли (винилхлорид) (ПВХ) , поли (метилакрилат) (ПММА) ,

поли (виниловый спирт) (ПВС) , поли (винилацетат) (ПВА) , ЭВАЛ

( этиленвинилалкоголь ) , поли (винилбутираль ) (ПВБ) и поли(стирол) (ПС) , этиленвинилацетат (EVAC) , целлюлозоацетат (СА) ,

целлюлозоацетобутират (CAB) , целлюлозоацетопроплонат (САР) , циклоолефин сополимер (СОС) , стиролакрилнитрил (SAN) , полиамид (РА), полиэтилентерефталат (PET) и полиуретан.

8. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что в нем упомянутые светопреломляющие элементы представляют собой

сферические или асферические микролинзы или микропирамиды.

9. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что в нем оптическая сила упомянутых светопреломляющих элементов

различается .

10. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что в нем упомянутое различие в оптической силе упомянутых

светопреломляющих элементов обусловлено разницей в их

поверхности раздела сред.

11. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что в нем упомянутые светопреломляющие элементы расположены таким образом, что рядом с каждым светопреломляющим элементом, кроме крайних, имеется только четыре соседних светопреломляющих элемента.

12. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что в нем упомянутые светопреломляющие элементы расположены таким образом, что рядом с каждым светопреломляющим элементом, кроме крайних, имеется шесть соседних светопреломляющих элементов.

13. Способ получения устройства для формирования

динамического изображения, характеризующийся тем, что в нем:

(а) на подложку наносят изображение, состоящее из регулярно расположенных окрашенных или неокрашенных зон одинакового размера ,

(б) поверх изображения наносят слой по существу прозрачного материала,

упомянутому по существу прозрачному материалу, по меньшей мере, частично заполнить углубления упомянутого клише .

14. Способ по п.1, характеризующееся тем, что в нем на стадии (б) упомянутый слой наносят с предварительно заданной толщиной, соответствующей участку упомянутого рисунка, таким образом, что при тиснении на стадии (в) и (г) степень заполнения углублений упомянутого клише или тиснильного вала на участках с меньшей толщиной меньше, чем на участках с большей толщиной, а кривизна поверхности раздела сред на первых участках меньше, чем на вторых .

15. Способ по п.14, характеризующееся тем, что в нем на стадии (б) слой упомянутого материала наносят с одинаковой толщиной на всю поверхность рисунка, а на стадии (в) и (г) используют клише или тиснильный вал с разным размером или формой углублений .

16. Способ по п.14, характеризующийся тем, что в нем дополнительно используют еще одно клише или тиснильный вал с выступами и/или впадинами, расположенными в заданных местах, при этом на стадии (в) и (г) заготовку сжимают между первым и вторым клише или тиснильными валами, получая подложку, деформированую таким образом, что, по меньшей мере, часть упомянутых зон находится в фокусе упомянутых оптических элементов, а другая часть - не в фокусе.

17. Способ по п.1, характеризующееся тем, что в нем на стадии (б) слой упомянутого материала наносят посредством трафаретной печати.

18. Способ по п.1, характеризующееся тем, что в нем на стадии (б) упомянутый материал представляет собой нагретый до размягчения материал, который на стадии (д) охлаждается и затвердевает .

19. Способ по п.1, характеризующееся тем, что в нем на стадии (б) упомянутый материал представляет собой

20. Способ по п.1, характеризующееся тем, что в нем на стадии (б) упомянутый материал представляет собой