СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГОЛОГРАММЫ, А ТАКЖЕ ЗАЩИТНЫЙ ЭЛЕМЕНТ И ЗАЩИЩЕННЫЙ ДОКУМЕНТ
METHOD FOR MANUFACTURE OF HOLOGRAM, AS WELL AS PROTECTIVE ELEMENT AND PROTECTED DOCUMENT

Изобретение относится к способу изготовления голограммы, а также к защитному элементу и защищенному документу.
Для повышения степени защиты от подделки защищенных документов, таких как паспорта, банкноты, вставляемые карты, карты Visa, кредитные карты или сертификаты, используются оптически изменяемые защитные элементы. Помимо повышения защиты от подделки этих защитных элементов, предоставляемые защитными элементами оптически изменяющиеся эффекты легко и однозначно распознаются неспециалистами, так что неспециалист без особых усилий может определить подлинность защищенного документа, оснащенного таким защитным элементом, и может распознать фальсификации или подделки в защищенном документе.
В качестве защитных элементов в частности часто используются дифракционные структуры, такие как дифракционные решетки или голограммы.
Голограммы в этом случае, как правило, изготавливаются с помощью голографических способов. Для этого трехмерная модель, например, освещается когерентным пучком света, и отраженный от трехмерной модели свет накладывается на когерентный опорный пучок света, и сформированная таким образом интерференционная картина записывается.
Кроме того, известны способы для изготовления голограмм, которые опираются на математические вычисления. Так, например, в ЕР 0766103 В1 описан способ изготовления голограммы, при котором действуют следующим образом: один или несколько шаблонов изображения разделяются на подобласти, в частности, подобласти в форме полосы. В зависимости от соответствующего значения шкалы уровней серого этой подобласти определяется соотнесенная с ней дифракционная решетка, и затем определенные таким образом дифракционные решетки растрируются одна в другую, чтобы генерировать соответствующее голографическое представление.
Однако недостатком подобного способа является то, что из-за разделения на подобласти на их переходах возникают нежелательные дифракционные эффекты. Кроме того, также возникают ограничения, касающиеся оптических эффектов, которые могут генерироваться посредством подобных способов.
В основе настоящего изобретения лежит задача обеспечить способ изготовления голограммы, с помощью которого можно улучшить защиту от фальсификации и/или защиту от подделки голограммы, а также обеспечить улучшенный элемент защиты и улучшенный защищенный документ.
Задача решается посредством способа изготовления голограммы, в частности голограммы для защитных элементов и/или защищенных документов. Этот способ осуществляется следующим образом:
- располагают одну или несколько виртуальных плоскостей голограммы перед и/или позади одной или нескольких виртуальных моделей, и/или располагают одну или несколько виртуальных плоскостей голограммы таким образом, что они пересекают одну или несколько виртуальных моделей,
- на одной или нескольких подобластях поверхности одной или нескольких виртуальных моделей располагают один или несколько виртуальных источников света,
- вычисляют одно или несколько виртуальных электромагнитных полей, исходящих от по меньшей мере одного из виртуальных источников света, в одной или нескольких зонах одной или нескольких виртуальных плоскостей голограммы,
- в одной или нескольких зонах вычисляют соответственно виртуальное полное электромагнитное поле на основе суммы двух или нескольких, в частности всех, из виртуальных электромагнитных полей в соответствующей зоне,
- вычисляют одно или несколько фазовых изображений из виртуальных полных электромагнитных полей в одной или нескольких зонах,
- из одного или нескольких фазовых изображений вычисляют профиль высот голограммы, и вводят профиль высот голограммы в подложку для обеспечения голограммы.
Кроме того, задача решается посредством защитного элемента. Защитный элемент содержит подложку, в которую введен профиль высот голограммы. Голограмма вычисляется из одного или более фазовых изображений. Одно или более фазовых изображений вычисляются из одного или нескольких виртуальных полных электромагнитных полей в одной или более зонах одной или нескольких виртуальных плоскостей голограммы. Каждое из виртуальных полных электромагнитных полей вычисляется соответственно на основе суммы двух или более виртуальных электромагнитных полей, соответственно исходящих от по меньшей мере одного виртуального источника света, преимущественно исходящих от по меньшей мере двух виртуальных источников света, в соответствующей зоне. Два или более виртуальных источников света расположены на одной или нескольких подобластях поверхности одной или нескольких виртуальных моделей. Одна или более виртуальных плоскостей голограммы расположены перед и/или позади одной или более виртуальных моделей, и/или одна или более из виртуальных плоскостей голограммы пересекают одну или более из виртуальных моделей.
Кроме того, задача решается посредством защищенного документа, который имеет по меньшей мере одни подобный защитный элемент.
Такой способ для изготовления голограммы характеризуется тем, что могут производиться экономичные голограммы, которые характеризуются высокой сложностью и/или оптическими эффектами, которые не могут быть реализованы известными способами. За счет этого обеспечивается дополнительное преимущество, состоящее в том, что голограммы, изготовленные этим способом, не могут копироваться известными способами или могут воспроизводиться только с большими затратами.
Соответствующие изобретению защитные элементы и защищенные документы характеризуются, таким образом, значительно улучшенной защитой от фальсификации и/или защитой от подделки.
Под «виртуальным» понимается, в частности, «моделируемое компьютером». Например, виртуальная плоскость голограммы представляет собой плоскость голограммы, которая моделируется компьютером. Подобные моделируемые компьютером голограммы также упоминаются как генерируемые компьютером голограммы (CGH) (CGH=computer generated hologram).
h
h
h
h
Под «виртуальной плоскостью голограммы» понимается плоскость в виртуальном пространстве, в частности трехмерном пространстве, которое определяется осями координат х, y, z. Оси координат х, y, z предпочтительно расположены ортогонально друг к другу, в результате чего каждое из направлений, определяемых осями координат х, y, z, расположено ортогонально, то есть под прямым углом, друг к другу. В частности, оси координат х, y, z имеют общее начало координат в виртуальной точке (х=0, y=0, z=0). Виртуальные плоскости голограммы (х, y) определяются плоскостью (х=х, y=y, z) в виртуальном пространстве, в частности, как одномерное или двумерное частичное тело виртуального пространства (х, y, z), в частности трехмерного виртуального пространства. При этом z может принимать значение нуля или также значения, отличные от нуля.
h
h
i
i
i
h
h
Определяемое осями координат х, y, z и/или х=х, y=y виртуальное пространство или виртуальные плоскости голограммы состоят, в частности, из множества дискретных виртуальных точек (х, y, z) или (х, y), причем индекс i или индекс h преимущественно выбирается из подмножества натуральных чисел.
Под «дискретными виртуальными точками» понимаются виртуальные точки в виртуальном пространстве, которые разнесены на одинаковые или различные расстояния друг от друга. В частности, смежные из дискретных виртуальных точек разнесены на одинаковые или различные расстояния друг от друга.
i
i
i
h
h
h
h
h
h
Например, индекс i для каждой из трех осей координат х, y, z может изменяться от 1 до 1000, при этом виртуальное пространство представляется посредством 1000×1000×1000 виртуальных точек (х, y, z) относительно осей координат х, y, z, и индекс h для каждой из двух осей координат х=х, y=y может изменяться от 1 до 5000, при этом плоскость голограммы представляется посредством 5000×5000 виртуальных точек (х, y). Одна или несколько из виртуальных плоскостей голограммы продолжаются в направлениях, определенных координатами х=х, y=y, преимущественно не полностью по виртуальному пространству в соответствующих направлениях.
Под «виртуальной моделью» понимается одна или более одномерных изогнутых или прямых линий и/или одна или более двумерных изогнутых или не изогнутых плоскостей и/или одна или более двумерных изогнутых или не изогнутых поверхностей или подобластей поверхностей одного или более трехмерных объектов или тел. Одна или более виртуальных моделей преимущественно расположены в виртуальном пространстве. Виртуальные точки на виртуальных моделях могут выступать в качестве виртуальных источников света при компьютерном моделировании.
Под «виртуальным источником света» понимается начало координат одного из виртуальных электромагнитных полей в виртуальном пространстве, причем одно или более электромагнитных полей моделируются электромагнитными волновыми уравнениями.
h
h
Под «фазовым изображением» (фазовым портретом) понимается изображение, в частности двумерное изображение, которое включает в себя фазы одного или более полных электромагнитных полей в одной или более из зон и/или в одной или более из виртуальных плоскостей голограммы. Предпочтительно, фаза в виртуальной точке (х, y) в одной из плоскостей голограммы соотнесена с соответствующей точкой одного из соответствующих фазовых изображений. В частности, фазовые изображения имеют такое же разрешение, что и соответствующие зоны и/или виртуальные плоскости голограммы.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Предпочтительно одна или более из виртуальных моделей выполнена соответственно как виртуальная 2D-модель (2D=двумерная) или как виртуальная 3D-модель (3D=трехмерная).
Под виртуальной 2D-моделью здесь предпочтительно понимается одна или более связанных или частично связанных или не связанных двумерных плоскостей. Одна или более из двумерных плоскостей выполнены, в частности, открытыми, как, например, круговая плоскость. Например, 2D-модель соответствует подобласти поверхности трехмерного тела, например головы человека. Под виртуальной 3D-моделью понимается, в частности, замкнутая поверхность трехмерного тела, такая как поверхность сферы.
Можно расположить одну или более из 2D- и/или 3D-моделей перед и/или позади одной или более  плоскостей голограммы и/или расположить таким образом, что одна или более из 2D- и/или 3D-моделей пересекаются с одной или более  плоскостей голограммы.
Преимущественно виртуальное электромагнитное поле, которое исходит от двух или более из виртуальных источников света, в частности от всех виртуальных источников света, имеет одинаковую интенсивность и/или одинаковое распределение интенсивности по всему пространственному (телесному) углу.
Под «интенсивностью» понимается доля полной мощности излучения, которая испускается от одного или нескольких из виртуальных источников света в предопределенный пространственный угол, причем мощность излучения рассматривается, в частности, как количество энергии, которое переносится в пределах заданного временного интервала электромагнитным полем, в частности одним или несколькими из виртуальных электромагнитных полей. Мощность излучения указывается в ваттах.
Под «распределением интенсивности» понимается соответствующая мощность излучения в одном или нескольких различных пространственных углах. Соответствующие мощности излучения одного или нескольких из различных пространственных углов, в частности, отличаются друг от друга.
Под «диапазоном пространственных углов» или «пространственным углом» понимается содержимое подповерхности сферической поверхности, которая выделяется квадратом радиуса R сферы. Диапазон пространственных углов указывается, в частности, в безразмерных единицах - стерадианах. Полный пространственный угол соответствует поверхности единичной сферы, то есть сферы радиуса один, то есть 4π.
Предпочтительно виртуальное электромагнитное поле, которое исходит от двух или более из виртуальных источников света, в частности от всех виртуальных источников света, имеет различные интенсивности и/или различные распределения интенсивности в одном или более диапазонах пространственных углов, в частности в полном пространственном угле.
Предпочтительно виртуальное электромагнитное поле, которое исходит от одного или более из виртуальных источников света, в частности от всех из виртуальных источников света, имеет изотропное или анизотропное распределение интенсивности в одном или более пространственных углах, в частности в полном пространственном угле.
Под «изотропным распределением интенсивности» понимается распределение интенсивности, мощность излучения которого одинакова во всех пространственных углах.
Под «анизотропным распределением интенсивности» понимается распределение интенсивности, мощность излучения которого в по меньшей мере первом пространственном угле отличается от таковой в по меньшей мере втором пространственном угле.
В частности, один или более или все из виртуальных источников света, в частности один или несколько или все из виртуальных точечных источников света, имеют одинаковую интенсивность и/или одинаковое распределение интенсивности.
Предпочтительно один или более из виртуальных источников света, в частности все виртуальные источники света, образуют виртуальный точечный источник света, причем виртуальные точечные источники света предпочтительно излучают виртуальную сферическую волну.
Точка, которая освещается плоской волной, испускает сферическую волну. Интерференционная картина, которая возникает при этом в плоскости голограммы, называется зонной пластинкой Френеля. Поэтому голограмма одной точки является зонной пластинкой Френеля. Если объект состоит из множества точек, то каждая точка формирует при записи голограммы или расчете голограммы ее собственную зонную пластинку Френеля. Эти зонные пластинки Френеля перекрываются и вместе образуют голограмму объекта.
Под «сферической волной» подразумевается волна, которая распространяется от источника света, в частности виртуального источника света, во всем пространственном угле в концентрических волновых фронтах. Виртуальный источник света предпочтительно рассматривается как точечный источник сферической волны.
Предпочтительно конус излучения виртуального источника света, в частности виртуального точечного источника света, при помощи одной или нескольких виртуальных диафрагм ограничивается диапазоном пространственных углов ±45°, предпочтительно диапазоном пространственных углов ±35°, более предпочтительно диапазоном пространственных углов ±25° и в частности предпочтительно ±15°.
Предпочтительно одна или более из виртуальных диафрагм имеет круговое, эллиптическое, квадратное, прямоугольное или кольцевое отверстие. Возможно, что виртуальные диафрагмы имеют другие формы, такие как звездообразные.
Один или более диапазонов пространственных углов расположены, в частности, симметрично или несимметрично относительно нормали к плоскости, в частности относительно средней нормали к плоскости, виртуальной плоскости голограммы. Один или более из диапазонов пространственных углов охватывают, в частности, угловой диапазон от 0° до 45°, предпочтительно угловой диапазон от 0° до 30°, в частности предпочтительно угловой диапазон от 0° до 15°, к соответствующим нормалям соответствующих виртуальных плоскостей голограммы, в частности к средней нормали к плоскости. В частности, диапазон пространственных углов может охватывать угловой диапазон от 5° до 30°, в частности предпочтительно от 5° до 15°.
В случае наложения множества мотивов (содержаний) того же самого и/или различных объектов в одном или различных направлениях наблюдения является предпочтительным, когда пространственный угол разделен на эквидистантные или не эквидистантные угловые диапазоны. Например, диапазон пространственных углов от 0° до 30° при применении 30 мотивов разделяется на угловые диапазоны шириной 1° на каждый мотив. Угловые диапазоны могут также перекрываться полностью или частично. Это имеет преимущество для представления непрерывных или квази-непрерывных эффектов движения и/или трансформации, подобно фильму из скомпонованных вместе, слегка отличающихся неподвижных изображений.
Одна или более виртуальных диафрагм ограничивают, в частности, одно или более виртуальных электромагнитных полей, в частности пространственный угол одного или более из виртуальных электромагнитных полей, одного или нескольких виртуальных источников света таким образом, что просуммированное из виртуальных электромагнитных полей виртуальное полное электромагнитное поле вычисляется только в соответствующих одной или нескольких зонах одной или более виртуальных плоскостей голограммы. Это приводит к выгодному уменьшению требуемого времени вычисления на компьютере.
i
i
i
i
h
h
h
Предпочтительно виртуальное электромагнитное поле U, которое исходит от i-го виртуального точечного источника света в точке (х, y, z), вычисляется в точке (х, y, z) по меньшей мере одной зоны, в частности по меньшей мере одной зоны в плоскости голограммы, с помощью уравнения
h
i
h
h
i
i
i
h
h
h
Расстояние z электромагнитного поля U до плоскости голограммы или зоны, которая определена координатами (х, y), составляет, например, нуль в специальном случае неизогнутой плоскости голограммы, которая помещена в начале координат. Буква «i» в аргументе экспоненциальной функции обозначает мнимую единицу. Расстояние r описывает евклидово расстояние между точкой (х, y, z) в виртуальном пространстве и точкой (х, y, z=0) в виртуальной плоскости голограммы.
i
Опционально, z-компонент z может еще варьироваться на случайную величину, предпочтительно в пределах ±10-кратной длины волны λ, используемой для расчета, более предпочтительно ±5-кратной λ, и в частности предпочтительно ±0,5-кратной λ. Это имеет преимущество, состоящее в том, что рассчитанное фазовое изображение не имеет или имеет значительно сниженные периодические структурные составляющие, которые приводят к нежелательным дифракционным эффектам и/или цветовым эффектам.
Возможно, что одна из зон определяется из одного или нескольких пересечений одного или нескольких пространственных углов и одной или нескольких плоскостей голограммы. Например, диапазон пространственных углов, который охватывает определенный объем, может пересекать несколько расположенных друг за другом и/или расположенных рядом друг с другом плоскостей голограммы, так что соотнесенная с этим пространственным углом зона составляется из соответствующих пересечений пространственного угла и плоскостей голограммы.
Предпочтительно виртуальные источники света, которые расположены на одной или более из подобластей поверхности одной из виртуальных моделей, по меньшей мере в одном направлении расположены периодически на одной или более из подобластей поверхности виртуальной модели и/или по меньшей мере в одном направлении расположены случайным или псевдослучайным образом на одной или нескольких более из подобластей поверхности виртуальной модели.
В одном варианте реализации, виртуальные источники света сначала располагаются в плоской плоскости, а затем виртуально проецируется на поверхность объекта, подлежащего представлению.
Предпочтительно при виртуальной 2D-модели, виртуальные источники света располагаются в пределах замкнутой формы, окружающей виртуальную 2D-модель, в частности, вне виртуальной 2D-модели. Окрестная или окружающая форма предпочтительно образует геометрическую форму, например круг или прямоугольник, в частности, плоскость свободной формы. Сформированная таким образом голограмма предпочтительно представляет собой негативное изображение поверхности виртуальной 2D-модели.
Возможно, что распределение виртуальных источников света, распределенных в по меньшей мере одном направлении случайным или псевдослучайным образом, подчиняется гауссову распределению, в частности асимметричному распределению. В частности, виртуальные источники света располагаются на одной или нескольких из подобластей поверхности виртуальной модели в форме облака точек или волнообразной форме.
Преимущественно расстояния между смежными виртуальными источниками света лежат предпочтительно между 5 мкм и 500 мкм, более предпочтительно между 10 мкм и 200 мкм.
Возможно, что виртуальные источники света расположены как одномерный растр, в частности линейный растр, или двумерный растр, в частности точечный растр.
Преимущественно расположение виртуальных источников света, в частности виртуальных точечных источников света, выполнено как перекрестный растр, причем расстояние между соседними виртуальными источниками света составляет между 5 мкм и 500 мкм, в частности между 10 мкм и 200 мкм.
Преимущественно один или более из виртуальных источников света имеют форму микросимволов. При этом микросимволы выбираются, в частности, из: буквы, портрета, изображения, буквенно-цифрового знака, печатного знака, геометрической свободной формы, квадрата, треугольника, круга, звезды, луны, знака номинала, специфического для страны символа (например, швейцарский крест, орел на гербе ФРГ, кленовый лист), изогнутой линии или контура (например, контура границ страны).
Также возможно, что один или более из виртуальных источников света имеют форму микросимволов, такую как одна или более букв, портреты, рисунки, буквенно-цифровые знаки, печатные знаки, геометрические свободные формы, квадраты, треугольники, круги, звезда, луна, знак номинала, специфический для страны символ (например, швейцарский крест, орел на гербе ФРГ, кленовый лист), изогнутые линии или контура (например, контур границ страны), причем виртуальные источники света расположены с предопределенными интервалами вдоль контуров микросимволов.
Преимущественно поперечные размеры микросимволов на одной или более из подобластей поверхности одной или более виртуальных моделей лежат между 5 мкм и 500 мкм, в частности между 10 мкм и 200 мкм.
Исследования показали, что при наблюдении человеком голограммы, при расчете которой используются виртуальные источники света в форме микросимволов, распознаются только одна или более из основных виртуальных моделей, а не микросимволы, из которых строится модель. В частности, микросимволы могут обнаруживаться только с помощью увеличительной оптики, предпочтительно лупы или камеры, причем можно различить, что мотивы состоят из микросимволов.
В частности предпочтительно предусмотрено использование плоскости голограммы, в частности использование двух или более виртуальных плоскостей голограммы, причем каждая из виртуальных плоскостей голограммы имеет одну или более из зон.
Преимущественно две или более виртуальных плоскостей голограммы различаются по их ориентации, позиционированию, размеру и/или кривизне. Также две или более (несколько) виртуальных плоскостей голограммы различаются, в частности в соответствующих зонах, по их ориентации, позиционированию, размеру и/или кривизне.
Под «ориентацией» понимается, в частности, угол или углы соответствующих нормалей к плоскостям, определяемым плоскостями голограммы, относительно одной или нескольких из осей, определенных координатами (х, y, z).
h
h
h
h
h
h
Под «позиционированием» понимается, в частности, положение одной или нескольких из плоскостей голограммы и/или одной или нескольких точек (х, y, z), в частности одной или нескольких точек (х, y, z=0), одной или нескольких из виртуальных плоскостей голограммы в виртуальном пространстве, определяемом координатами (х, y, z).
Под «размером» понимается, в частности, протяженность или протяженности одной или нескольких плоскостей голограммы вдоль направлений, определяемых в виртуальном пространстве координатами (х, y, z).
Под «кривизной» понимается, в частности, локальное отклонение кривой от прямой линии. Под кривизной некоторой кривой понимается, в частности, изменение направления на пройденной длине и/или отрезке достаточно короткого участка кривой или профиля кривой. Кривизна прямой линии всюду равна нулю. Круг с радиусом R имеет везде одинаковую кривизну, а именно 1/R. Для большинства кривых, кривизна изменяется от точки кривой к точке кривой. В частности, кривизна изменяется от точки кривой к точке кривой непрерывно, так что кривые не имеют, в частности, никаких перегибов и/или разрывов. Кривизна кривой в точке Р, таким образом, указывает, насколько сильно кривая в непосредственной окрестности от точки Р отклоняется от прямой линии. Величина кривизны называется радиусом кривизны, и это соответствует обратному значению величины локального радиус-вектора. Радиус кривизны является радиусом круга, который только касается тангенциальной точки Р и/или в локальной окрестности тангенциальной точки P представляет наилучшее приближение. Кривая представляет, например, двумерную поверхность сферы или круговую плоскость.
Преимущественно предусмотрена виртуальная модель, также предпочтительно предусмотрены две или более виртуальных моделей.
Преимущественно каждая из одной или более виртуальных моделей соотнесена с одной из виртуальных плоскостей голограммы. В частности, в одной или более зонах соответствующей виртуальной плоскости голограммы вычисляются одно или более виртуальных электромагнитных полей, исходящих от одного или более виртуальных источников света соотнесенной виртуальной модели.
Преимущественно виртуальная модель или каждая из одной или нескольких виртуальных моделей соотнесены с одной или несколькими виртуальными плоскостями голограммы, и в одной или более зонах соответствующей виртуальной плоскости голограммы вычисляются одно или более виртуальных электромагнитных полей, исходящих от одного или более виртуальных источников света соотнесенной виртуальной модели или соотнесенных виртуальных моделей.
Преимущественно для вычисления одного или более фазовых изображений, виртуальные полные электромагнитные поля двух или более из зон, в частности двух или более из зон, которые являются зонами различных виртуальных плоскостей голограммы, накладываются. В частности, для вычисления одного или нескольких фазовых изображений, виртуальные полные электромагнитные поля двух или нескольких из зон, в частности двух или более из зон, которые являются зонами различных виртуальных плоскостей голограммы, накладываются, основываясь на заданном опорном направлении.
Преимущественно одна или более виртуальных моделей соотнесены соответственно с одним или более мотивами, которые генерируются обеспеченными голограммами. В частности, геометрическое формообразование одного или более мотивов, сгенерированных посредством обеспеченной голограммы, соответствует геометрическому формообразованию одной или более виртуальных моделей, при необходимости еще с дополнительным влиянием от функции преобразования, которая, в частности, включает уменьшенную, увеличенную или геометрически искаженную проекцию.
Под голограммой предпочтительно понимается структура, которая при освещении видимым и/или невидимым светом генерирует один или более мотивов в диапазоне видимого и/или невидимого света. При этом голограмма может быть видимой для человека-наблюдателя и/или обнаруживаемой оптическим датчиком.
Например, мотивы при рассмотрении могут принимать форму одной/одного или более букв, портретов, ландшафтных или конструкционных представлений, изображений, штрих-кода, QR-кода, буквенно-цифровых знаков, печатных знаков, геометрических свободных форм, квадратов, треугольников, кругов, изогнутых линий и/или контуров или форму комбинаций одной или более из указанных выше форм и/или их негативов.
Кроме того, возможно, что один или более мотивов составляются соответственно из одного или более узоров и/или их наложений(перекрытий), причем узоры преимущественно имеют геометрию и/или форму, которые, в частности, соответственно выбираются или комбинируются из: линии, прямой линии, мотива, изображения, треугольника, штрих-кода, QR-кода, волны, прямоугольника, многоугольника, изогнутой линии, круга, овала, трапеции, параллелограмма, ромба, креста, серпа, ветвистой структуры, звезды, эллипса, случайного узора, псевдослучайного узора, множества Мандельброта, в частности фрактала или Apfelmännchen (яблочный человечек), причем узоры, в частности, накладываются и/или дополняются друг другом.
Путем выбора одной или нескольких виртуальных моделей преимущественно оказывается влияние на или устанавливается формообразование одного или более из мотивов, предоставленных обеспеченной голограммой. Путем выбора соответствующего расположения одной или более виртуальных плоскостей голограммы по отношению к одной или более виртуальным мотивам, также преимущественно оказывается влияние на или устанавливается оптически изменяемый внешний вид одного или более мотивов, предоставленных обеспеченной голограммой, а также их расположение. Оптически изменяемый внешний вид может, например, если в качестве мотива выбрана рыбка, имитировать движение плавания рыбки. Кроме того, оптически изменяемый внешний вид предпочтительно зависит от соответствующего выбора параметров и расположения виртуальных источников света, посредством которых дополнительно предпочтительным образом также соответственно оказывается влияние на или устанавливается цвет и яркость мотивов и их профиль.
Это поясняется ниже со ссылкой на несколько предпочтительных вариантов реализации:
Преимущественно две или более зон, наложенных для вычисления одного или более фазовых изображений, перекрываются относительно предопределенного опорного направления по меньшей мере частично, предпочтительно полностью. Тем самым преимущественно осуществляется то, что два или более мотивов, предоставленных различными зонами в обеспеченной голограмме, генерируются относительно предопределенного опорного направления в пересекающихся областях поверхности обеспеченной голограммы.
Преимущественно две или более зон, наложенных для вычисления одного или более фазовых изображений, не перекрываются относительно предопределенного опорного направления, так что предпочтительно два или более мотивов, предоставленных различными зонами в обеспеченной голограмме, генерируются относительно предопределенного опорного направления в отдельных областях поверхности обеспеченной голограммы.
В качестве опорного направления может быть выбрано любое направление относительно осей координат х, y, z.
Преимущественно одна или более виртуальных плоскостей голограммы в одной или более из зон по меньшей мере вдоль опорного направления имеют ненулевую кривизну. Виртуальные плоскости голограммы являются изогнутыми, в частности, выпуклыми или вогнутыми. Предпочтительно виртуальные плоскости голограммы имеют локальную кривизну, причем соотнесенный с локальной кривизной радиус кривизны лежит, в частности, между 5 мм и 50 мм, предпочтительно между 10 мм и 30 мм. Локальная кривизна может, в частности, иметь форму кругового сегмента или форму параболического сегмента.
Преимущественно геометрия соответствует одной или более из виртуальных плоскостей голограммы в одной или более из зон соответственно боковой поверхности цилиндрического сегмента или поверхности свободной формы.
Под «поверхностью свободной формы» понимается, в частности, открытая или замкнутая двумерная поверхность в трехмерном пространстве, которая является плоской или изогнутой по меньшей мере в одном направлении. Так, например, поверхность сферы или поверхность тора являются замкнутыми поверхностями свободной формы. Седловидная поверхность или изогнутая круговая поверхность являются, например, открытыми поверхностями свободной формы.
Преимущественно один или более из виртуальных плоскостей голограммы в одной или более из зон имеют предопределенную кривизну. В частности, виртуальное полное электромагнитное поле вычисляется в одной или более зонах соответственно на основе виртуальных электромагнитных полей одной или более первых из одной или более виртуальных моделей. Таким образом, обеспеченная голограмма при изгибании или искривлении подложки согласно профилю кривизны одной или более зон может обнаруживаться частично или полностью наблюдателем и/или датчиком. Преимущественно один или более первых мотивов, соотнесенных с одной или более первыми виртуальными моделями, при изгибании или искривлении подложки согласно профилю кривизны одной или более зон могут обнаруживаться частично или полностью наблюдателем и/или датчиком. Преимущественно эти один или более первых мотивов для наблюдателя являются не обнаруживаемыми или по меньшей мере трудно обнаруживаемыми, когда подложка не изогнута или не искривлена, а является плоской.
В качестве датчика применяется, например, фотодетектор, камера, в частности CCD- (ПЗС) или CMOS- (КМОП) чип, который обнаруживает электромагнитное излучение видимого диапазона электромагнитного спектра или одной или нескольких частей электромагнитного спектра. Например, датчик может представлять собой камеру смартфона или другого мобильного устройства или стационарного устройства с камерой. Опционально, освещение голограммы может выполняться с помощью светодиодного (LED-) фонарика смартфона и другого устройства. Это имеет преимущество, состоящее в том, что, во-первых, узконаправленное освещение присутствует при съемке изображения камерой, и, во-вторых, что направление освещения относительно датчика определяется относительно точно.
Также возможно, что обеспеченная голограмма обнаруживается в ИК(IR)-диапазоне и/или диапазоне света, видимого невооруженным глазом человека, и/или УФ(UV)-диапазоне с помощью одного или более датчиков (IR=инфракрасное=излучение одной или более частей инфракрасного диапазона электромагнитного спектра, UV=ультрафиолетовое=излучение одной или более частей ультрафиолетового диапазона электромагнитного спектра) и опционально делается обнаруживаемой для наблюдателя.
Преимущественно один или более первых мотивов при изгибании или искривлении подложки согласно профилю кривизны одной или более зон показывают для наблюдателя по меньшей мере один фрагмент большего мотива или полного мотива, причем полный мотив включает, в частности, один или более мотивов, предпочтительно один или более первых мотивов. Например, выполненный таким образом защитный элемент в форме полосы при изгибании или искривлении показывает полосообразный фрагмент моста. Если выполненный таким образом защитный элемент применен на защищенном документе, например, на банкноте, которая, в частности, до полосообразного фрагмента показывает полное изображение моста, то дизайн банкноты в плоском состоянии предпочтительно показывается не полностью, так как мотив в полосообразном защитном элементе, в частности, неразличим или только трудно различим. При изгибании или искривлении банкноты теперь предпочтительно недостающая часть моста также становится видимой и дополняет или восполняет при этом дизайн банкноты.
Преимущественно один или более первых мотивов при изгибании или искривлении подложки согласно профилю кривизны одной или более зон могут обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком полностью выше и/или ниже и/или внутри образованной подложкой плоскости. Предпочтительно расстояние между одним или более первыми мотивами и образованной подложкой плоскостью предпочтительно лежит между -30 мм и +30 мм, предпочтительно между -15 мм и +15 мм, в частности предпочтительно между -10 мм и +10 мм, более предпочтительно, между -5 мм и +5 мм и наиболее предпочтительно между -3 мм и +3 мм.
Преимущественно две или более из виртуальных плоскостей голограммы в одной или более первых из зон имеют различный профиль кривизны и/или различную ориентацию относительно профиля кривизны в одной или более вторых из зон. Предпочтительно виртуальные полные электромагнитные поля в одной или более первых и вторых зонах вычисляются соответственно, основываясь на виртуальных электромагнитных полях одной или более первых или вторых из одной или более виртуальных моделей. В частности, обеспеченная при этом голограмма при изгибании или искривлении подложки согласно профилю кривизны одной или более первых или вторых зон или при ориентации согласно ориентации первых или вторых зон могут обнаруживаться частично или полностью наблюдателем и/или датчиком. Профиль кривизны одной или более первых и вторых зон, в частности, не одинаков.
Преимущественно виртуальные полные электромагнитные поля в одной или более первых зонах вычисляются, основываясь соответственно на виртуальных полных электромагнитных полях одной или более первых виртуальных моделей. Предпочтительно виртуальные полные электромагнитные поля в одной или более вторых зонах соответственно вычисляются, основываясь на виртуальных полных электромагнитных полях одной или более вторых виртуальных моделей. В частности, при этом один или несколько первых мотивов, соотнесенных с одной или более первыми виртуальными моделями, при изгибании или искривлении подложки согласно профилю кривизны одной или более первых зон могут обнаруживаться частично или полностью наблюдателем и/или датчиком. Предпочтительно один или более вторых мотивов, соотнесенных с одной или более вторыми виртуальными моделями, при изгибании или искривлении подложки согласно профилю кривизны одной или более вторых зон могут обнаруживаться частично или полностью наблюдателем и/или датчиком.
Преимущественно один или несколько первых мотивов при изгибании или искривлении подложки согласно профилю кривизны одной или нескольких зон показывают для наблюдателя по меньшей мере один фрагмент большего мотива или полного мотива, причем полный мотив включает в себя, в частности, один или несколько мотивов, предпочтительно один или несколько первых и/или вторых мотивов.
Также возможно, что виртуальные полные электромагнитные поля в одной или более (нескольких) первых зонах соответственно вычисляются, основываясь на виртуальных электромагнитных полях одной или нескольких первых виртуальных моделей, и/или что виртуальные полные электромагнитные поля в одной или нескольких вторых зонах соответственно вычисляются, основываясь на виртуальных электромагнитных полях одной или нескольких вторых виртуальных моделей таким образом, что первая часть одного или нескольких первых мотивов, соотнесенных с одной или несколькими первыми виртуальными моделями, и/или что вторая часть одного или нескольких вторых мотивов, соотнесенных с одной или несколькими вторыми виртуальными моделями, при изгибании или искривлении подложки, в частности, согласно профилю кривизны одной или нескольких зон, первых зон и/или вторых зон, могут обнаруживаться частично или полностью наблюдателем и/или датчиком, и/или в плоском или не изогнутом или не искривленном состоянии подложки, в частности, согласно профилю кривизны одной или нескольких зон, первых зон и/или вторых зон, не могут, в частности могут частично, обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком, причем предпочтительно один или несколько первых мотивов генерируют первый полный мотив, включающий в себя первую часть одного или нескольких первых мотивов, и/или предпочтительно один или несколько вторых мотивов генерируют второй полный мотив, включающий в себя вторую часть одного или нескольких вторых мотивов.
Также возможно, что первый полный мотив и/или второй полный мотив образуют полный мотив.
Преимущественно виртуальные полные электромагнитные поля в одной или нескольких первых зонах соответственно вычисляются, основываясь на виртуальных электромагнитных полях одной или нескольких первых виртуальных моделей. В частности, виртуальные полные электромагнитные поля в одной или нескольких вторых зонах соответственно вычисляются, основываясь на виртуальных полных электромагнитных полях одной или нескольких вторых виртуальных моделей. В частности, тем самым один или несколько первых мотивов, соотнесенных с одной или несколькими первыми виртуальными моделями, при ориентации подложки согласно ориентации одной или нескольких первых зон могут обнаруживаться частично или полностью наблюдателем и/или датчиком. В частности, один или несколько вторых мотивов, соотнесенных с одной или несколькими вторыми виртуальными моделями, при ориентации подложки согласно ориентации одной или нескольких вторых зон могут обнаруживаться частично или полностью наблюдателем и/или датчиком.
Преимущественно две или несколько из зон соотнесены соответственно с одной из виртуальных плоскостей голограммы. Предпочтительно виртуальные полные электромагнитные поля в одной или нескольких зонах соответственно вычисляются, основываясь на виртуальных электромагнитных полях одной или нескольких зон. В частности, тем самым одна или несколько виртуальных моделей при наклоне и/или повороте подложки могут обнаруживаться частично или полностью наблюдателем и/или датчиком могут обнаруживаться частично или полностью наблюдателем и/или датчиком как последовательность одного или нескольких мотивов, соотнесенных с одной или несколькими виртуальными моделями. Последовательность одного или нескольких мотивов, соотнесенных с одной или несколькими виртуальными моделями, имеет, в частности, параллактический эффект движения или ортопараллактический эффект движения или комбинацию из параллактического эффекта движения и ортопараллактического эффекта движения.
Под «параллактическим эффектом движения» понимается, в частности, оптический эффект движения, при котором наблюдатель и/или датчик обнаруживает кажущееся изменение положения одного или нескольких из мотивов, причем подложка наклоняется и/или поворачивается в том же направлении, вдоль которого может обнаруживаться оптический эффект движения.
Под «ортопараллактическим эффектом движения» понимается, в частности, оптический эффект движения, при котором наблюдатель и/или датчик обнаруживает кажущееся изменение положения одного из мотивов, причем подложка наклоняется и/или поворачивается в направлении, которое ортогонально направлению, вдоль которого может обнаруживаться оптический эффект движения.
Также может быть реализован антипараллактический эффект движения, при котором подложка наклоняется вправо, а объект кажется перемещающимся влево.
Исследования показали, что наблюдатель и/или датчик может обнаруживать тем более сильный оптический эффект движения одного или нескольких мотивов при наклоне и/или повороте подложки, чем дальше соотнесенные с мотивами виртуальные модели удалены от соответствующей виртуальной плоскости голограммы или соответствующих виртуальных плоскостей голограммы. Предпочтительно, при наклоне и/или повороте подложки мотивы парят на расстоянии между 0,01 мм и 30 мм, в частности между 0,1 мм и 10 мм и в частности между 0,5 мм и 5 мм от соответствующей соотнесенной виртуальной плоскости голограммы.
В частности, оптический эффект обеспеченной голограммы, в числе прочего, зависит от шероховатости подложки, на которой она предпочтительно применяется. Чем более шероховата подложка, тем слабее проявляется, в частности, обеспеченная голограмма, или предпочтительно мотивы голограммы. Предпочтительно, обеспеченная голограмма рассчитывается таким образом, что влияния шероховатости подложки на оптический эффект предпочтительно заранее скомпенсированы. Эту пред-компенсацию можно осуществлять, в числе прочего, в частности, за счет сокращения расстояния от мотивов до виртуальной плоскости голограммы.
В альтернативном варианте реализации, можно создать голограмму без эффекта движения. При этом для каждого угла наблюдения применяется одинаковая перспектива объекта для различных направлений наблюдения. Это создает для наблюдателя иллюзию статического мотива.
Преимущественно одна или несколько из виртуальных моделей при наклоне и/или повороте подложки могут обнаруживаться частично или полностью наблюдателем и/или датчиком как последовательность одного или нескольких мотивов, соотнесенных с одной или несколькими виртуальными моделями. Предпочтительно, один или несколько из мотивов имеют различные или одинаковые скорости движения и/или различные или одинаковые направления движения. В частности, расстояние между одним или несколькими из виртуальных мотивов, в частности предпочтительно геометрическими центрами тяжести одного или нескольких из виртуальных мотивов и плоскостью, образованной подложкой, лежит предпочтительно между -30 мм и +30 мм, предпочтительно между -15 мм и +15 мм, в частности предпочтительно между -10 мм и +10 мм, более предпочтительно между -5 мм и +5 мм и еще более предпочтительно между -3 мм и +3 мм.
Преимущественно один или несколько из виртуальных мотивов, соотнесенных с одной или несколькими виртуальными моделями, могут частично или полностью обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком с различных направлений наблюдения. В частности, мотивы при наблюдении с различных направлений наблюдения составляются в растр из точек и/или полос, в частности линейный штрих-код или 2D штрих-код, предпочтительно QR-кода (QR=Quick Response (быстрый отклик)). Предпочтительно одна или несколько из точек или одна или несколько полос расположены соответственно на различных расстояниях от плоскости, образованной подложкой, в частности выше и/или ниже и/или внутри плоскости, образованной подложкой.
Под «штрих-кодом» понимается, в частности, последовательность машиночитаемых, имеющих различные поперечные размеры областей, как, например, полос, пикселов и расположенных между ними промежутков. При этом в последовательности областей и промежутков может быть закодирована одна или несколько информаций, в частности двоичных. Например, штрих-коды считываются оптическими устройствами считывания, в частности камерами, содержащими CCD-чипы, предпочтительно, камерами смартфонов, считывателями штрих-кода или сканерами и/или обрабатываются электронным способом.
Под «QR-кодом» понимается, в частности, проходящая в двух направлениях последовательность машиночитаемых, имеющих различные поперечные размеры, первых областей, которые обеспечивают первый цвет, и вторых областей, которые обеспечивают второй цвет или не имеют цвета. При этом в двумерной последовательности первых и вторых областей могут кодироваться одна или несколько информаций, в частности двоичных. Первые области предпочтительно являются белыми, а вторые области предпочтительно являются контрастными к ним, в частности темнее, чем первые области. В частности, первые и вторые области являются соответственно квадратными и/или прямоугольными.
Например, штрих-коды и/или QR-коды считываются оптическими устройствами считывания, в частности камерами, содержащими CCD-чипы, предпочтительно камерами смартфонов, считывателями штрих-кода или сканерами и/или обрабатываются электронным способом.
Возможно, что одна или несколько частей растра из точек и/или полос, в частности штрих-кода, предпочтительно QR-кода, может обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком под двумя или несколькими различными углами, причем растр из точек и/или полос в электронной дальнейшей обработке составляется из различных зависимых от угла снимков растра из точек и/или полос, чтобы проверить и верифицировать подлинность защитного элемента или защищенного документа, имеющего растр из точек и/или полос.
Кроме того, две или несколько виртуальных моделей при вычислении относительно одной или нескольких виртуальных плоскостей голограммы можно располагать на различных расстояниях друг от друга и/или до виртуальных плоскостей голограммы. Тем самым преимущественно обеспечивается голограмма, мотивы которой при наклоне и/или повороте подложки, которая имеет обеспеченную голограмму, согласно различным при вычислении голограммы расстояниям виртуальных моделей друг от друга и/или относительно виртуальных плоскостей голограммы, обеспечивают различные скорости движения. В частности, наблюдатель и/или датчик обнаруживает с различных направлений наблюдения обеспеченной голограммы и/или при различных углах наклона и/или углах поворота обеспеченной голограммы различные мотивы или расположения мотивов. Такая обеспеченная голограмма за счет ее высокой сложности предоставляет оптически изменяемый эффект движения, который для фальсификатора крайне сложно имитировать.
Исследования показали, что простая идентификация или также верификация вышеописанной обеспеченной голограммы возможна с помощью смартфона или другого мобильного устройства или также стационарного устройства с камерой. Например, голограмма может вычисляться из поля зрения камеры смартфона с учетом геометрии камеры и оптики камеры, а также вспышки камеры в качестве виртуального источника света в зависимости от положения, расстояния и ориентации относительно голограммы и сравниваться с реальным обнаружением обеспеченной голограммы. В случае, если достаточно большое совпадение между вычисленным изображением и реальным изображением голограммы найдено на смартфоне посредством программы, в частности программного обеспечения, то может верифицироваться подлинность защищенного документа, который включает в себя обеспеченную голограмму.
В альтернативной форме выполнения, голограмма может быть выполнена таким образом, что мотив при ненаправленном освещении для наблюдателя-человека и/или датчика является неразличимым или лишь едва различимым. Предпочтительно, применяемый при вычислении голограммы объект представляет собой двумерный - то есть плоский - объект в качестве мотива, например, иконку, одну или две или несколько букв, логотип или штрих-код, который, в частности, предпочтительно, имеет виртуальное расстояние от виртуальной плоскости голограммы более 10 мм, в частности более 20 мм и более предпочтительно более 40 мм и еще более предпочтительно более 100 мм. Программное обеспечение смартфона может снять только два изображения подобной голограммы. Одно без освещения вспышкой камеры в качестве источника света и другое с освещением вспышкой камеры. Освещение вспышкой камеры является сильно направленным освещением, при котором мотив обнаруживается. При освещении без вспышки камеры преобладает диффузное - то есть ненаправленное - освещение, в результате чего мотив не обнаруживается или лишь с трудом обнаруживается. Программное обеспечение проверяет, с одной стороны, с помощью соответствующего распознавания образов, имеется ли в области голограммы мотив в изображении, который снимался с освещением вспышкой камеры. С другой стороны, оно проверяет, будет ли этот мотив недостаточно хорошо представленным в изображении без освещения, чтобы исключить имитации, например, с напечатанной версией мотива. Описанным способом также возможна простая идентификация или верификация вышеупомянутой обеспеченной голограммы с помощью смартфона или другого мобильного устройства, а также стационарного устройства с камерой.
В частности, расстояние от смартфона до защищенного документа, который включает обеспеченную голограмму, составляет от 5 см до 50 см, предпочтительно от 20 см до 30 см, в частности предпочтительно от 23 см до 27 см.
Преимущественно один или несколько мотивов, которые соответственно соотнесены с виртуальной моделью, могут обнаруживаться датчиком и/или наблюдателем обеспеченной голограммы.
Преимущественно один или несколько мотивов первого множества мотивов при плоском или не искривленном расположении подложки обнаруживаются наблюдателем и/или датчиком. В частности, один или несколько мотивов второго множества мотивов при изгибании или искривлении подложки согласно профилю кривизны или одной из виртуальных плоскостей голограммы в одной из зон могут частично или полностью обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком. Предпочтительно мотивы первого множества мотивов и мотивы второго множества мотивов являются частично или полностью различными. Предпочтительно комбинация первых и вторых мотивов дает воспринимаемый наблюдателем смысл. Например, при плоском расположении подложки знак номинала банкноты (например, «€» или «$») может обнаруживаться как первый мотив, а при изгибании или искривлении подложки сумма стоимости (например, «50») банкноты может обнаруживаться как второй мотив. Первый мотив и второй мотив находятся при этом, в частности, в смысловой связи, как в этом примере номинал и относящаяся к нему сумма стоимости.
Преимущественно один или несколько мотивов третьего множества мотивов при наклоне и/или повороте подложки предоставляют частично или полностью обнаруживаемый наблюдателем и/или датчиком параллактический эффект движения. Предпочтительно один или несколько мотивов четвертого множества мотивов при наклоне и/или повороте подложки предоставляют обнаруживаемый наблюдателем и/или датчиком ортопараллактический эффект движения. В частности, мотивы третьего множества мотивов и мотивы четвертого множества мотивов являются частично или полностью различными.
Преимущественно один или несколько мотивов пятого множества мотивов имеют одинаковые пространственные расстояния или различные пространственные расстояния до одного или нескольких мотивов шестого множества мотивов. В частности, мотивы пятого множества мотивов и мотивы шестого множества мотивов являются частично или полностью различными.
Преимущественно один или несколько мотивов седьмого множества мотивов и/или один или несколько мотивов восьмого множества мотивов перекрываются один под другим или взаимно полностью или частично. Предпочтительно, один или несколько мотивов седьмого множества мотивов и/или один или несколько мотивов восьмого множества мотивов полностью или частично пространственно отделены друг от друга. В частности, мотивы седьмого множества мотивов и мотивы восьмого множества мотивов являются частично или полностью различающимися.
Преимущественно один или несколько мотивов, соотнесенных с одной или несколькими из виртуальных моделей, представляются белыми при наблюдении, ортогональном к плоскости, образованной подложкой, в частности при ортогональном наблюдении наблюдателем и/или датчиком. Например, один или несколько мотивов, соотнесенных с одной или несколькими из виртуальных моделей, при угле наблюдения от 30° до 34° относительно угла падения света при длине волны от 440 нм до 460 нм обнаруживаются в синем свете, предпочтительно наблюдателем и/или датчиком, и/или при угле наблюдения от 38° до 42° относительно угла падения света при длине волны от 530 нм до 550 нм обнаруживаются в зеленом цвете, предпочтительно наблюдателем и/или датчиком, и/или при угле наблюдения от 49° до 53° относительно угла падения света при длине волны от 640 нм до 660 нм обнаруживаются в красном цвете, предпочтительно наблюдателем и/или датчиком.
Преимущественно цвет одного или несколько мотивов, соотнесенных с одной или несколькими из виртуальных моделей, изменяется при наклоне и/или повороте подложки.
Преимущественно один или несколько мотивов, соотнесенных с одной или несколькими из виртуальных моделей составляются из по меньшей мере одного красного мотива первой виртуальной модели, из по меньшей мере одного зеленого мотива второй виртуальной модели и/или из по меньшей мере одного синего мотива третьей виртуальной модели в изображение истинного цвета.
Под «изображением истинного цвета» понимается, в частности, обеспеченная голограмма, которая при освещении для наблюдения в отраженном свете и/или наблюдения в проходящем свете по меньшей мере на участках демонстрирует соотнесенный истинный цвет.
Под «истинным цветом» понимается, в частности, цвет, который может быть сформирован, в частности, путем смешения цветов из одного или нескольких спектральных цветов. Изображение истинного цвета демонстрирует при освещении истинный цвет по меньшей мере на участках.
Преимущественно интенсивности по меньшей мере красного, по меньшей мере зеленого и/или по меньшей мере синего мотива соответственно соотнесенных первой, второй или третьей виртуальных моделей соответственно взвешиваются согласно профилю спектра падающего света и/или профилю функции отклика человеческого глаза.
Под «функцией отклика человеческого глаза» понимается, в частности, функция, которая описывает, каким образом в глазу цвет падающего излучения в определенном частотном диапазоне или в определенном диапазоне длин волн преобразуется в обнаруживаемый или воспринимаемый цвет.
Преимущественно в одной или нескольких зонах, в частности во всех зонах, соответственно вычисляется виртуальное полное электромагнитное поле на основе суммы двух или нескольких, в частности всех, из виртуальных электромагнитных полей в соответствующей зоне, умноженных на одно или несколько комплексно-сопряженных опорных полей одного или нескольких виртуальных опорных источников света в одной или нескольких зонах.
Преимущественно одно или несколько из виртуальных опорных полей имитируют анизотропное или не-изотропное освещение 2D-модели и/или 3D-модели. Предпочтительно одно или несколько из виртуальных опорных полей имитируют освещение одним или несколькими виртуальными опорными источниками света, соотнесенными с одним или несколькими виртуальными опорными полями.
Преимущественно направление распространения одного или нескольких виртуальных полей имеет угол между 10° и 50°, в частности между 15° и 45°, предпочтительно от 30° до 40° к нормалям к плоскостям или к средней нормали к плоскости одной или нескольких из виртуальных плоскостей голограммы. В частности, конус излучения одного или нескольких из виртуальных опорных источников света имеют угол раскрытия между 0 и 45°, предпочтительно 0° и 15°. Предпочтительно один или несколько из виртуальных опорных источников света имеют расстояние до одной или нескольких виртуальных плоскостей голограммы между 0,01 м и 10 м, предпочтительно 0,1 м и 2 м и в частности предпочтительно, 0,2 м и 1 м. В предпочтительной форме выполнения виртуальный опорный источник света расположен бесконечно далеко от плоскости голограммы. В этом случае опорный источник света излучает плоские волны на плоскость голограммы.
Под «направлением распространения» понимается, в частности, направление распространения электромагнитной волны, в частности направление распространения каждого из одного или нескольких виртуальных электромагнитных полей, в частности направление распространения каждого из одного или нескольких виртуальных опорных полей.
Под «конусом излучения» понимается, в частности, пространственный угол, в котором распространяются электромагнитная волна, в частности одно или несколько из виртуальных электромагнитных полей, предпочтительно одно или несколько виртуальных опорных полей.
Опорное поле предпочтительно используется для того, чтобы пространственный угол, в котором обеспеченная голограмма обнаруживается наблюдателем и/или датчиком, скомпенсировать к нормальному, и/или для компенсации неидеального освещения, как, например, освещения карманным фонариком или дисплеем или LED-светом (LED=Light emitting diode, светоизлучающий диод) смартфона или мобильного телефона или другого мобильного устройства или также стационарного устройства с камерой и устройством освещения, предпочтительно с расстояния от 15 см до 35 см. Без использования опорного поля, обеспеченная голограмма может обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком только с направления наблюдения, которое расположено параллельно к нормали, проходящей через виртуальную плоскость голограммы. Обеспеченная голограмма имеет в этом случае сильно ахроматическое цветовое восприятие.
Преимущественно один или несколько диапазонов пространственных углов, в частности полный диапазон пространственных углов, в котором один или несколько мотивов могут обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком полностью или частично, расположены симметрично относительно нормали к плоскости, в частности относительно средней нормали к плоскости голограммы. Предпочтительно один или несколько диапазонов пространственных углов стягивают угловой диапазон от 0° до 30°, предпочтительно от 0° до 20°, в частности предпочтительно от 0° до 15°, к нормалям к плоскостям, в частности к средней нормали к плоскости.
Под «средней нормалью к плоскости» понимается среднее значение нормали к плоскости в каждой точке изогнутой кривой или одного или нескольких участков изогнутой кривой.
Кроме того, возможно, что обеспеченная голограмма имеет один или несколько из мотивов, причем мотивы только при освещении приближенно коллимированным источником света, в частности коллимированным источником света, могут обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком. При освещении диффузно излучающими источниками света или множеством протяженных источников света (например, люминесцентными трубками), напротив, обеспеченная голограмма представляется, в частности, как нечеткая (бледная) плоскость. Практически направленно излучающим источником света является, например, LED-потолочный светильник или LED-фонарик смартфона или другого мобильного устройства или также стационарного устройства с камерой и/или устройством освещения. При освещении обеспеченной голограммы, является предпочтительным, что расстояния от соответствующих мотивам виртуальных моделей до одной или нескольких виртуальных плоскостей голограммы больше 10 мм, в частности больше 20 мм, предпочтительно больше 40 мм и в частности предпочтительно больше 100 мм. Оптический эффект обеспеченной голограммы зависит, в числе прочего, в частности, от шероховатости подложки, на которой она предпочтительно применяется. Чем более шероховатой является подложка, тем более нечеткой представляется, в частности, обеспеченная голограмма или предпочтительно мотивы голограммы. Предпочтительно, обеспеченная голограмма, в частности, теперь вычисляется таким образом, что влияния шероховатости подложки на оптический эффект предпочтительно предварительно скомпенсированы. Эта пред-компенсация может достигаться, в числе прочего, в частности, посредством уменьшения расстояния от мотива до виртуальной плоскости голограммы.
Под «коллимированным источником света» понимается предпочтительно по меньшей мере один источник света и/или по меньшей мере один источник излучения, который излучает или испускает свет или электромагнитное излучение, предпочтительно одной или нескольких частей инфракрасного, видимого и/или ультрафиолетового спектра электромагнитного излучения, причем направления распространения и/или направления продвижения одной или нескольких частей электромагнитного излучения и/или двух или нескольких или всех электромагнитных волн электромагнитного излучения и/или двух или нескольких или всех фотонов электромагнитного излучения отличаются на угол и/или на средний угол и/или от предопределенного направления менее чем на 10°, в частности, или менее чем на 5°, предпочтительно менее чем на 1° друг от друга и/или от предопределенного направления, предпочтительно не отличаются друг от друга и/или ориентированы параллельно друг другу.
Подобная оптимизированная для освещения практически коллимированными источниками света обеспеченная голограмма предпочтительно растрирована в дизайн, в частности в Kinegram или Trustseal. Тем самым достигается то, что только этот дизайн при всех освещениях источниками света, не являющимися практически коллимированными, обнаруживается наблюдателем и/или датчиком, а обеспеченная голограмма для наблюдателя и/или датчика представляется матовой и/или бледной. При освещении растрированной в дизайн обеспеченной голограммы практически коллимированным источником света, один или несколько мотивов обеспеченной голограммы предпочтительно на различных расстояниях от подложки, которая включает дизайн и обеспеченную голограмму, могут обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком.
Подобная, оптимизированная для освещения практически коллимированными источниками света обеспеченная голограмма, представлена предпочтительно как по меньшей мере один элемент дизайна. Например, она может быть предусмотрена со 100% поверхности в глазу некоторого элемента дизайна в форме льва. При освещении коллимированным источником света предусмотренный мотив появляется предпочтительно только в глазу льва. В частности, голограмма представлена, например, с 50% поверхности, растрированной во всем дизайне. При освещении коллимированным источником света предусмотренный мотив появляется предпочтительно во всем дизайне. Один или несколько мотивов и/или предусмотренный мотив появляется при этом периодически, в частности, также периодически. Например, дизайн включает один или несколько элементов дизайна. Также возможно, что дизайн, в частности, включает один элемент дизайна.
В частности, возможно, что виртуальные полные электромагнитные поля в одной или нескольких первых зонах соответственно, основываясь на виртуальных полных электромагнитных полях одной или нескольких первых виртуальных моделей, вычисляются таким образом, и/или что виртуальные полные электромагнитные поля в одной или нескольких вторых зонах соответственно, основываясь на виртуальных полных электромагнитных полях одной или нескольких вторых виртуальных моделей, вычисляются таким образом, что один или несколько первых мотивов, соотнесенных с одной или несколькими первыми виртуальными моделями, и/или что один или несколько вторых мотивов, соотнесенных с одной или несколькими вторыми виртуальными моделями, в частности согласно профилю кривизны одной или нескольких зон, первых зон и/или вторых зон, не могут обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком, в частности, при освещении неколлимированным светом, предпочтительно при диффузном освещении, и/или могут обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком, в частности, при освещении коллимированным светом, предпочтительно при освещении LED-фонариком, в частности предпочтительно при освещении LED-фонариком смартфона.
Возможно, что один или несколько или все из мотивов, в зависимости от угла освещения и угла наклона обеспеченной голограммы, оптимизированной для освещения практически коллимированными источниками света, двигаются и/или что один или несколько или все из мотивов, в зависимости от угла освещения и угла наклона обеспеченной голограммы, оптимизированной для освещения практически коллимированными источниками света, исчезают. В частности, никакое движение мотивов не обнаруживается, когда диаметр обнаруженного наблюдателем и/или датчиком пространственного угла меньше, чем 20°, предпочтительно меньше, чем 10°. Предпочтительно, мотивы появляются и исчезают в зависимости от угла наклона. Возможно, что вообще никакое движение мотивов не может обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком в зависимости от угла наклона подложки, которая включает по меньшей мере обеспеченную голограмму.
Преимущественно, при вычислении профиля высот голограммы, одно или несколько из фазовых изображений преобразуются, в частности, линейно преобразуются в один или несколько соотнесенных профилей высот. Предпочтительно, профиль высот обеспеченной голограммы вычисляется посредством суперпозиции и/или растрирования профилей высот, соотнесенных с одним или несколькими фазовыми изображениями.
Преимущественно один или несколько из соотнесенных профилей высот вводятся в подложку для обеспечения голограммы. В частности, соотнесенные профили высот присутствуют в подложке предпочтительно наложенными и/или растрированными.
Преимущественно соотнесенные профили высот и/или профиль высот обеспеченной голограммы кодируются (кодируется) как изображение серой шкалы (уровней серого). В частности, с уровнями серого соотнесены, в частности, нормированные значения высоты. Уровни серого и/или значения высоты имеют предпочтительно минимальное значение высоты 0 и максимальное значение высоты 2π.
Кроме того, возможно, что уровни серого и/или значения высоты нормируются любыми минимальными и максимальными значениями высоты, причем соответствующее максимальное значение высоты больше, чем соответствующее минимальное значение высоты.
Преимущественно разница между минимальным значением высоты введенного в подложку профиля высот и максимальным значением высоты введенного в подложку профиля высот соответствует оптической разности путей, равной половине или кратному половины опорной длины волны, в частности в случае выполнения обеспеченной голограммы как голограммы в отраженном свете.
В частности, разница между минимальным значением высоты введенного в подложку профиля высоты и максимальным значением высоты введенного в подложку профиля высоты соответствует оптической разности путей, равной опорной длине волны или кратному опорной длины волны, предпочтительно в случае выполнения обеспеченной голограммы как просветной голограммы (в проходящем свете).
Преимущественно соотнесенные профили высот и/или профиль высот обеспеченной голограммы вводятся в подложку, в частности, в подложку, имеющую фоторезистивный слой, посредством способа, выбранного из: лазерно-лучевой литографии и электронно-лучевой литографии. При обоих способах, изображение уровней серого, кодирующее профиль высот, записывается в резистивный слой посредством вариации интенсивности применяемого луча. После проявления освещенного резистивного слоя обеспечивается профиль высот в резистивном слое.
Преимущественно соотнесенные профили высот и/или профиль высот обеспеченной голограммы водятся (вводится) в подложку посредством способа реплицирования, в частности, посредством термической репликации или UV репликации.
Преимущественно соотнесенные профили высот и/или профиль высот обеспеченной голограммы вводятся (вводится) способом гальваники, рекомбинации и репликации с рулона на рулон (Roll-to-Roll Replikation) в пленку, в частности, в пленку, имеющую по меньшей мере один металлический слой и/или прозрачный высоко- или низкопреломляющий слой. В качестве высокопреломляющего слоя здесь обозначается слой с высоким коэффициентом преломления, в частности, с коэффициентом преломления выше 1,5. В качестве низкопреломляющего слоя здесь обозначается слой с низким коэффициентом преломления, в частности, с коэффициентом преломления ниже 1,5. В частности, пленка имеет HRI-слой (HRI=High Refractive Index, высокий коэффициентом преломления). Металлический слой и/или прозрачный высоко- или низкопреломляющий слой обычно наносится после этапа репликации с рулона на рулон на профиль(и) высот на пленке.
Профиль(и) высоты могут комбинироваться с дополнительными слоями, в частности, встраиваться между этими дополнительными слоями. Такие дополнительные слои могут быть защитными слоями, слоями, повышающими адгезию (промоутера адгезии), клеящими слоями, барьерными слоями, декоративными слоями, отражательными слоями.
Слои могут располагаться на несущей подложке (например, из полиэстера, в частности, PET), с возможностью отделения или как неотделяемые.
Одна или несколько из декоративных слоев имеют, например, один или несколько из следующих слоев:
Один или несколько из декоративных слоев имеют предпочтительно один или несколько металлических слоев, которые предпочтительно соответственно предусмотрены не на всей площади, а только на участках в защитном элементе. При этом металлические слои могут быть выполнены непрозрачными, просвечивающими или полупрозрачными. Преимущественно металлические слои образованы из различных металлов, которые имеют явно различающиеся спектры отражения и/или пропускания. Например, металлические слои выполняются из алюминия, меди, золота, серебра, хрома, цинка или сплава этих металлов. Кроме того, металлические области могут растрироваться и/или выполняться с локально различными толщинами слоя.
При этом один или несколько металлических слоев предпочтительно структурированы в форме узора, так что они включают один или несколько элементов изображения, в которых предусмотрен металл металлического слоя, и область фона, в которой не предусмотрен металл металлических слоев. При этом элементы изображения могут быть выполнены в форме буквенно-цифровых знаков, а также графики и комплексного представления объектов.
Один или несколько из декоративных слоев дополнительно включают, в частности, один или несколько красочных слоев, в частности, просвечивающей краски. В случае красочных слоев речь идет предпочтительно о красочных слоях, которые наносятся способом печати и которые содержат один или несколько красящих веществ и/или пигментов, которые связаны в матрице связующего. Красочные слои, в частности краски, могут быть прозрачными, светлыми, частично рассеивающими, просвечивающими или непрозрачными или покрывными.
Кроме того, один или несколько из декоративных слоев предпочтительно имеют одну или несколько оптически активных рельефных структур, которые предпочтительно введены соответственно в поверхность реплицированного лакового слоя. В случае этих рельефных структур речь идет предпочтительно о дифракционных рельефных структурах, таких как голограммы, дифракционные решетки, френелевские поверхности свободной формы, дифракционные решетки с симметричными или асимметричными формами профиля и/или дифракционные структуры нулевого порядка. В случае этих рельефных структур речь может также идти об изотропных и/или анизотропных рассеивающих матовых структурах, профилированных решетках и/или действующих в основном на отражение и/или пропускание рельефных структурах, таких как микролинзы, микропризмы или микрозеркала.
Один или несколько из декоративных слоев имеют, в частности, один или несколько слоев жидких кристаллов, которые генерируют, с одной стороны, зависимое от поляризации падающего света, а с другой стороны, избирательное по длине волны отражение и/или пропускание падающего света в зависимости от ориентации жидких кристаллов.
2
Под «HRI-слоем» понимается, в частности, слой с высоким индексом преломления, который, например, полностью или частично состоит из TiO или ZnS или из напыленного слоя из оксида металла, сульфида металла, двуокиси титана и т.д. В частности, HRI-слой имеет толщину от 10 нм до 150 нм.
Преимущественно соотнесенные профили высот и/или профиль высот обеспеченной голограммы вводятся в тонкопленочную структуру, в частности, пленочную структуру Фабри-Перо. Обычно тонкопленочная структура наносится на реплицированный профиль высот голограммы. Предпочтительно, пленочная структура Фабри-Перо имеет по меньшей мере один первый полупрозрачный поглощающий слой, по меньшей мере один прозрачный промежуточный слой и по меньшей мере один второй полупрозрачный поглощающий слой или непрозрачный отражающий слой.
Под «тонкопленочной структурой» понимается, в частности, структура тонкопленочных элементов, которая генерирует зависимый от угла обзора эффект изменения цвета на основе расположения слоев, которая имеет оптическую толщину в диапазоне половины длины волны (λ/2) или четверти длины волны (λ/4) падающего света или падающей электромагнитной волны, в частности, падающего виртуального электромагнитного поля. Конструктивная интерференция в интерференционном слое с индексом преломления n и толщиной d вычисляется следующим образом:
2nd cos(ϴ) = mλ,
где ϴ представляет собой угол между направлением освещения и направлением наблюдения, λ - длина волны света и m - целое число. Эти слои включают предпочтительно промежуточный слой, в частности, расположенный между поглощающим слоем и отражающим слоем или предпочтительно образованы слоем, включающим пигменты тонкопленочного слоя.
Под «полупрозрачным» понимается, в частности, пропускание в инфракрасном, видимом и/или ультрафиолетовом диапазоне длин волн, которое лежит между 10% и 70%, предпочтительно между 10% и 50%, причем предпочтительно не являющаяся пренебрежимо малой часть падающих электромагнитных волн, в частности, падающего света, поглощается.
Преимущественно первый полупрозрачный поглощающий слой имеет толщину слоя между 5 нм и 15 нм. Поглощающий слой состоит предпочтительно, из алюминия, серебра, меди, цинка, никеля, инконеля (коррозионностойкие сплавы на основе никеля фирмы Special Metals Corporation, Huntington, West Virginia, USA), титана или хрома.
2
2
Преимущественно прозрачный промежуточный слой имеет толщину слоя между 300 нм и 600 нм. Промежуточный слой состоит предпочтительно из полимера, SiO или MgF.
Преимущественно прозрачный промежуточный слой состоит из печатного полимерного слоя, который наносится, в частности, посредством глубокой печати, шлицевого литья или струйной печати.
Преимущественно непрозрачный зеркальный слой имеет толщину слоя между 5 нм и 50 нм. Зеркальный слой состоит предпочтительно из алюминия, серебра, меди, цинка или хрома.
Преимущественно соотнесенные профили высот и/или профиль высот обеспеченной голограммы вводятся(ится) в или наносятся(ится) на непрозрачную подложку, в частности, в/на непрозрачные бумажные документы или в/на непрозрачные бумажные банкноты.
Под «непрозрачным» понимается, в частности, то, что никакой свет не передается в инфракрасном, видимом и/или ультрафиолетовом диапазоне длин волн или лишь пренебрежимо малое количество света передается в инфракрасном, видимом и/или ультрафиолетовом диапазоне длин волн, в частности менее 10%, предпочтительно менее 5% через непрозрачную подложку, в частности через непрозрачные бумажные документы, предпочтительно через непрозрачные бумажные банкноты.
Преимущественно соотнесенные профили высот и/или профиль высот обеспеченной голограммы вводятся(ится) в или наносятся(ится) на по меньшей мере одну область окна, в частности в или на по меньшей мере одну область окна ID1-карты или в/на прозрачную подложку, в частности в или на прозрачную полимерную банкноту, из-за чего профиль высот голограммы может обнаруживаться по меньшей мере с передней и задней стороны и/или при наблюдении в проходящем свете. Область окна может, в частности, представлять собой ажурную область подложки и/или не ажурную прозрачную область подложки.
Под «прозрачным» понимается, в частности, пропускание в инфракрасном, видимом и/или ультрафиолетовом диапазоне длин волн, которое лежит между 70% и 100%, предпочтительно между 80% и 95%, причем предпочтительно пренебрежимо малая часть падающих электромагнитных волн, в частности падающего света, поглощается.
Под «ID1-картой» понимается, в частности, защищенный документ или карта с размером 85,6 мм × 53,99 мм, причем размеры защищенного документа или карты соответствуют ID1-формату. В частности, радиус защищенных документов или карт со скругленными углами согласно ID1-форму находится в пределах от 2,88 мм до 3,48 мм.
Возможно, что подложка перед или после введения профиля высот для обеспечения голограммы снабжается полупрозрачным красочным слоем, который имеет функцию цветового фильтра. Снабжение полупрозрачным красочным слоем может также осуществляться перед введением профиля высот и нанесением металлического слоя и/или прозрачного высоко- или низкопреломляющего слоя. Например, полупрозрачный красочный слой изменяет ахроматический белый внешний вид обеспеченной голограммы для наблюдателя и/или датчика на монохроматический внешний вид.
Преимущественно голограмма вводится в подложку посредством освещения материала объемной голограммы, причем волна объекта исходит от соотнесенного с голограммой профиля высот и/или соотнесенных профилей высот. В частности, соотнесенные профили высоты и/или профиль высот голограммы трансформируются(ется) в профиль брэгговских плоскостей объемной голограммы генерируемой таким образом.
Возможно, что соотнесенные профили высот и/или профиль высот голограммы вводятся(ится) в регулировочную (калиброванную) прокладку, и эта регулировочная прокладка освещается в качестве эталона для генерации объемной голограммы. При этом оптический изменяемый эффект голограммы переносится, в частности, на объемную голограмму, и оптический изменяемый эффект объемной голограммы может обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком предпочтительно в цвете лазерного света, применяемого для освещения. В частности, освещение эталона для генерации объемной голограммы осуществляется посредством одного или нескольких, в частности, монохроматических лазеров, например, одного или нескольких красного, желтого, зеленого, бирюзового и синего лазера.
Исследования при этом показали, что предпочтительно согласовывать максимальную высоту или максимальную глубину профиля высот с длиной волны лазера, который используется для освещения эталона для генерации объемной голограммы. В частности, длина волны всех виртуальных источников света, предпочтительно всех виртуальных точечных источников света, совпадает с длиной волны лазера. Разность между минимальной глубиной и максимальной глубиной или минимальной высотой и максимальной высотой соотнесенного введенного в эталон профиля высот и/или профиля высот голограммы соответствует предпочтительно половине оптической длины волны или кратному половины оптической длины волны лазера, в частности при выполнении эталона как отражательной голограммы.
Преимущественно в подложку дополнительно к соотнесенным профилям высот и/или к профилю высот голограммы вводится профиль высот по меньшей мере одной дополнительной оптически изменяемой структуры, выбранной из: дифракционной рельефной структуры, в частности, дифракционной решетки, френелевской линзы свободной формы, дифракционной структуры нулевого порядка, профилированной решетки, микрозеркальной структуры, изотропной или анизотропной матовой структуры, микролинзовой структуры.
Преимущественно соотнесенные профили высот и/или профиль высот голограммы вводятся(ится) в одну или несколько первых областей подложки, и профиль высот по меньшей мере одной дополнительной оптической изменяемой структуры вводится, в частности, в одну или несколько вторых областей подложки.
Преимущественно по меньшей мере одна или несколько вторых областей и одна или несколько первых областей по меньшей мере частично перекрываются.
Преимущественно одна или несколько первых областей не перекрывают одну или несколько вторых областей. Предпочтительно одна или несколько первых областей и одна или несколько вторых областей расположены смежно друг с другом. Далее предпочтительно одна или несколько первых областей и одна или несколько вторых областей расположены вложенными одна в другую, и/или одна из первых или вторых областей окружает другую из первых или вторых областей.
В частности, угол наблюдения устанавливает, в каком пространственном угле обеспеченная голограмма может наблюдаться наблюдателем и/или датчиком. Обычно голограмма может распознаваться вблизи прямого отражения. Путем добавления опорной волны при вычислении голограммы можно сдвинуть угол наблюдения от прямого отражения. Предпочтительно, обеспеченная голограмма вычисляется таким образом, чтобы видеть ее при наклоне подложки, причем угол наблюдения относительно нормалей к плоскости, которая проходит через плоскость подложки, составляет от 15°±10° до 25°±10°, предпочтительно 20°±10°. Обеспеченная голограмма может также вычисляться таким образом, чтобы видеть ее при сильном наклоне подложки, причем угол наблюдения относительно нормалей к плоскости предпочтительно составляет от 30°±25° до 65°±25°, более предпочтительно от 20°±15° до 75°±15°, в частности предпочтительно от 10°±5° до 85°±5°.
Возможно, что свет падает ортогонально, то есть параллельно к нормали к плоскости подложки, на подложку и что мотивы обеспеченной голограммы тем самым могут обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком, в частности, под косым углом, предпочтительно от 30°±25° до 65°±25°, более предпочтительно от 20°±15° до 75°±15°, в частности предпочтительно от 10°±5° до 85°±5°.
Кроме того, возможно, что мотивы обеспеченной голограммы могут обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком с антипараллельного или обратного направления, такого как направления падения света, который предпочтительно падает на подложку под косым углом.
Предпочтительно обеспеченная голограмма растрируется с поверхностным рельефом, например френелевской линзой свободной формы, друг в друга. При этом предпочтительно, что один и тот же 3D-объект реализуется в одинаковой величине обоими типами структур. Например, 3D-объект может представлять собой вид горы, например, Маттерхорн. Растрированная или наложенная комбинация обоих эффектов дает более сложный внешний вид, чем соответствующий внешний вид только одного из обоих эффектов. Это значительно повышает затраты на фальсификацию защитного элемента, который включает обеспеченную голограмму, и/или защищенного документа, который включает обеспеченную голограмму.
Кроме того, возможно дополнять обеспеченную голограмму френелевскими линзовыми элементами свободной формы, так что при одном или нескольких мотивах из статических или движущихся частей, статические могут выполняться как френелевские линзы свободной формы, а динамические части выполняются как обеспеченная голограмма. Например, можно было бы сформировать тело льва, в частности, включая лапы, как поверхностный рельеф, а голову льва, напротив, как обеспеченную голограмму. При наклоне защитного элемента, в частности, голова льва будет представлять движение или оптический изменяемый эффект и легко поворачиваться, например, вокруг оси, проходящей через нормаль к поверхности подложки, в то время как тело льва, в частности, является статическим или создает лишь слабый оптический изменяемый эффект.
Кроме того, возможно вычислять обеспеченную голограмму таким образом, что она возникает на малом расстоянии перед глазом наблюдателя и/или датчиком, причем расстояние наблюдения обеспеченной голограммы предпочтительно составляет от 0,1 см до 40 см, в частности от 1 см и 10 см.
Кроме того, обеспеченная голограмма вычисляется таким образом, что наблюдатель и/или датчик обнаруживает один или несколько мотивов обеспеченной голограммы при наблюдении обеспеченной голограммы в направлении источника света. Этот оптический эффект подобен, в частности, наблюдению пространства через замочную скважину.
Далее изобретение поясняется более подробно на нескольких примерах выполнения со ссылкой на приложенные чертежи, на которых показано следующее:
Фиг. 1 схематично показывает этап способа,
Фиг. 2 схематично показывает этап способа,
Фиг. 3 показывает изображение под микроскопом профиля высоты,
Фиг. 4 показывает изображение под микроскопом профиля высот,
Фиг. 5 показывает профиль высот,
Фиг. 6 показывает перспективное представление профиля высот,
Фиг. 7 схематично показывает защищенный документ,
Фиг. 8 схематично показывает этап способа,
Фиг. 9 схематично показывает этап способа,
Фиг. 10 показывает фотографию голограммы,
Фиг. 10a показывает фотографию дизайна,
Фиг. 10b показывает фотографию дизайна,
Фиг. 11 схематично показывает голограмму,
Фиг. 12 схематично показывает голограмму,
Фиг. 13 схематично показывает голограмму,
Фиг. 14 схематично показывает защищенный документ,
Фиг. 15 схематично показывает защищенный документ,
Фиг. 16 схематично показывает защищенный документ,
Фиг. 17 схематично показывает защищенный документ,
Фиг. 18 схематично показывает защитный элемент,
Фиг. 19 схематично показывает изогнутый защитный элемент,
Фиг. 20 схематично показывает расположение плоскостей голограммы,
Фиг. 21 показывает фотографию голограммы,
Фиг. 22 показывает фотографию изогнутой голограммы,
Фиг. 23 показывает фотографию голограммы,
Фиг. 24 показывает фотографию изогнутой голограммы,
Фиг. 25 схематично показывает этап способа,
Фиг. 26 схематично показывает этап способа,
Фиг. 27 схематично показывает этап способа,
Фиг. 28 схематично показывает этап способа,
Фиг. 29 схематично показывает этап способа.
Фиг. 1 показывает этап способа для изготовления голограммы, в частности, голограммы для защитного элемента и/или защищенного документа. Первая виртуальная плоскость 10a голограммы расположена относительно направления z справа от первой виртуальной модели 20a. Вторая виртуальная плоскость 10b голограммы относительно направления z расположена таким образом, что вторая виртуальная плоскость 10b голограммы пересекает вторую виртуальную модель 20b. Третья виртуальная плоскость 10с голограммы относительно направления z расположена слева от третьей виртуальной модели 20c. Первая, вторая и третья виртуальные плоскости проходят параллельно к плоскости x/y.
Первая, вторая и третья виртуальные модели 20а, 20b, 20с подобны поверхности человеческой головы, причем поверхность аппроксимируется сетчатой структурой.
В частности, первая, вторая и третья виртуальные модели 20а, 20b, 20с соответственно выполнены как виртуальная 2D-модель или как виртуальная 3D-модель.
Преимущественно одна или несколько виртуальных плоскостей 10а, 10b, 10с голограммы расположены перед и/или позади одной или несколькими виртуальными моделями 20a, 20b, 20c, и/или одна или несколько виртуальных плоскостей 10а, 10b, 10с голограммы пересекают, в частности, одну или несколько виртуальных моделей 20a, 20b, 20c.
Кроме того, можно обеспечивать несколько моделей 20a, 20b, 20c на различных виртуальных плоскостях 10а, 10b, 10с голограммы для изготовления голограммы.
1
2
Фиг. 2 показывает дальнейшие этапы способа для изготовления голограммы, причем на двух подобластях 21a, 21b поверхности виртуальной модели 20d, которая подобна форме вышеуказанных моделей 20a, 20b, 20c, соответственно располагается виртуальный источник света 30a или 30b на расстоянии z или z от виртуальной плоскости 10d голограммы.
На следующем этапе способа вычисляются соответствующие виртуальные электромагнитные поля 40a, 40b, исходящие от соответствующих виртуальных источников света 30a, 30b в одной или нескольких зонах 11a, 11b виртуальной плоскости 10d голограммы.
При этом виртуальные источники света 30a, 30b излучают, в частности как виртуальные точечные источники света, виртуальные сферические волны анизотропно в пространственные углы, которые пересекают виртуальные плоскости в зонах 11a, 11b. По сравнению с изотропным излучением во все пространственные углы, экономится, в частности, время вычисления и, тем самым, затраты, так как вычисление анизотропного излучения виртуальных электромагнитных полей 40a, 40b является намного менее затратным.
Преимущественно виртуальные электромагнитные поля 40a, 40b, которые исходят от двух виртуальных источников света 30a, 30b, имеют изотропное или анизотропное распределение интенсивности в одном или нескольких пространственных углах, в частности во всем пространственном угле.
Возможно, что виртуальные электромагнитные поля 40a, 40b, которые исходят от двух виртуальных источников света 30a, 30b, имеют одинаковую интенсивность и/или одинаковое распределение интенсивности во всем пространственном угле.
Кроме того, возможно, что виртуальные электромагнитные поля 40a, 40b, которые исходят от двух виртуальных источников света 30a, 30b, имеют различные интенсивности и/или различные распределения интенсивности в одном или нескольких пространственных углах, в частности во всем пространственном угле.
i
i
i
i
h
h
h
Предпочтительно вычисляется виртуальное электромагнитное поле U, исходящее от i-го виртуального точечного источника света в точке (x, y, z), в точке (x, y, z) по меньшей мере одной зоны 11a или 11b, в частности, согласно уравнению
причем излучение осуществляется здесь изотропно.
Преимущественно осуществляется ограничение излучения виртуальных электромагнитных полей 40a, 40b в две зоны 11a, 11b виртуальной плоскости 10d голограммы посредством соответственно виртуальной диафрагмы, причем конус излучения виртуальных источников света 30a, 30b ограничивается пространственным углом ±45°, предпочтительно ±35°, более предпочтительно ±25° и в частности ±15°.
В частности, виртуальные источники света 30a, 30b, которые расположены в соответствующих подобластях поверхности 21a, 21b виртуальной модели 20d, расположены в по меньшей мере одном направлении периодически на двух подобластях поверхности 21a, 21b виртуальной модели 20d и/или расположены в по меньшей мере одном направлении случайным или псевдослучайным образом на двух подобластях поверхности 21a, 21b виртуальной модели 20d.
Расстояния между смежными виртуальными источниками света 30a, 30b лежат, в частности, между 5 мкм и 500 мкм, предпочтительно между 10 мкм и 200 мкм.
Кроме того, предпочтительно расположение виртуальных источников света 30a, 30b выполнено как перекрестный растр, причем расстояние между двумя виртуальными источниками света 30a, 30b лежит между 5 мкм и 500 мкм, в частности между 10 мкм и 200 мкм.
Возможно, что два виртуальных источника света 30a, 30b имеют форму микросимволов, в частности, выбранных из: буквы, портрета, изображения, буквенно-цифрового знака, печатного знака, геометрической свободной формы, квадрата, треугольника, звезды, луны, круга, знака номинала, специфического для страны символа (например, швейцарский крест, орел на гербе ФРГ, кленовый лист), изогнутой линии или контура (например, контура границ страны).
Кроме того, предпочтительно поперечные размеры микросимволов на подобластях поверхности 21a, 21b виртуальной модели 20d лежат между 5 мкм и 500 мкм, в частности между 10 мкм и 200 мкм.
Преимущественно виртуальная модель 20d или каждая из двух или нескольких виртуальных моделей 20a, 20b, 20c соотнесена с двумя или несколькими из виртуальных плоскостей 10a, 10b, 10c, 10d голограммы, и в одной или нескольких зонах 11a, 11b соответствующей виртуальной плоскости 10a, 10b, 10c, 10d голограммы вычисляются одно или несколько из виртуальных электромагнитных полей 40a, 40b, исходящих от одного или нескольких виртуальных источников света 30a, 30b соотнесенной виртуальной модели 20d или соотнесенных виртуальных моделей 20a, 20b, 20c.
Кроме того, предпочтительно для вычисления одного или нескольких фазовых изображений 50, виртуальные полные электромагнитные поля 41 от двух из зон 11a, 11b, в частности от двух из зон 11a, 11b, которые являются зонами различных виртуальных плоскостей 10a, 10b, 10c, 10d голограммы, накладываются, в частности на основе предопределенного опорного направления.
В частности, две или несколько зон 11a, 11b, наложенных для вычисления одного или нескольких фазовых изображений 50, перекрываются относительно предопределенного опорного направления по меньшей мере частично, предпочтительно полностью, так что предпочтительно два или несколько мотивов 22a, 22b, 22c, 22d, предоставленных различными зонами 11a, 11b в обеспеченной голограмме 1, генерируются относительно предопределенного опорного направления в пересекающихся областях поверхности обеспеченной голограммы 1.
Преимущественно две или несколько зон 11a, 11b, наложенных для вычисления одного или нескольких фазовых изображений 50, не перекрываются относительно предопределенного опорного направления, так что предпочтительно два или несколько мотивов 22a, 22b, 22c, 22d, предоставленных различными зонами 11a, 11b в обеспеченной голограмме 1, генерируются относительно предопределенного опорного направления в отдельных областях поверхности обеспеченной голограммы 1.
На следующем этапе способа, в двух зонах 11a, 11b соответственно вычисляется виртуальное полное электромагнитное поле на основе суммы двух виртуальных электромагнитных полей 40a, 40b в соответствующей зоне 11a, 11b и виртуального опорного поля 43. При этом предпочтительно виртуальные электромагнитные поля 40a, 40b в соответствующей зоне 11a или 11b перемножаются с комплексно-сопряженным виртуальным опорным полем 43, которое, в частности, исходит от виртуального опорного источника света 33, и вычисляется полное электромагнитное поле в соответствующей зоне 11a или 11b.
Преимущественно, виртуальное опорное поле 43 имитирует не-изотропное освещение виртуальной 3D-модели 20d, в частности, освещение с виртуальным опорным полем 43 соотнесенного опорного источника света 33. Например, посредством виртуального опорного поля 43 имитируется освещение виртуальной 3D-модели 20d карманным фонариком, предпочтительно с LED-вспышкой смартфона, причем расстояние между источником света и виртуальной плоскостью 10d голограммы лежит, в частности, между 5 см и 35 см и предпочтительно между 15 см и 25 см.
Преимущественно направление распространения виртуального опорного поля 43 имеет угол между 10° и 50°, в частности между 15° и 45°, предпочтительно от 30° до 40° к нормалям к плоскостям или к средней нормали к виртуальной плоскости 10d голограммы, и/или конус излучения виртуального опорного источника света 33 имеет, в частности, угол раскрыва между 0° и 45°, предпочтительно 0° и 15°, и/или виртуальный опорный источник света 33 находится предпочтительно на расстоянии от виртуальной плоскости 10d голограммы между 0,01 м и 10 м, более предпочтительно 0,1 м и 2 м, в частности предпочтительно 0,2 м и 1. В предпочтительной форме выполнения, виртуальный опорный источник света 33 удален в бесконечность от плоскости 10d голограммы. В этом случае, опорный источник света 33 излучает плоские волны на плоскость 10d голограммы.
На следующем этапе способа, одно или несколько фазовых изображений вычисляются из виртуальных полных электромагнитных полей в одной или нескольких зонах 11a, 11b.
На следующем этапе способа, из одного или нескольких фазовых изображений вычисляется профиль высот голограммы, и профиль высот голограммы вводится в подложку для обеспечения голограммы.
Фиг. 3 и 4 показывают примерные изображения под микроскопом профиля высот соответственно разного фрагмента профиля 60a или 60b высот голограммы. В качестве виртуальной модели здесь выбирались соответственно контур или границы Швейцарии.
Фиг. 5 показывает введенный в подложку профиль высот как изображение 61а шкалы серого. Лежащая в основе виртуальная модель соответствует контуру или границам Швейцарии.
Преимущественно при вычислении профиля 60a, 60b высот обеспеченной голограммы одно или несколько фазовых изображений, в частности, линейно преобразуются в один или несколько соотнесенных профилей высот. В частности, профиль 60a, 60b высот обеспеченной голограммы создается посредством наложения и/или растрирования соотнесенных с одним или несколькими фазовыми изображениями профилей высот.
Возможно, что один или несколько из соотнесенных профилей высот для обеспечения голограммы вводятся в подложку, причем соотнесенные профили высот присутствуют в подложке предпочтительно наложенными и/или растрированными.
Фиг. 6
показывает представленный на фиг. 5 профиль 61а высот как перспективный 3D вид. Поперечные протяженности профиля 61а высот в направлении x, y и y составляют соответственно 96 мкм, 72,2 мкм и 0,6 мкм.
Преимущественно соотнесенные профили высот и/или профиль 60a, 60b высот обеспеченной голограммы кодируются как изображение уровней серого, при котором со значениями серого соотнесены значения высоты, в частности, нормированные значения высоты. Предпочтительно, минимальные значения высоты имеют значение 0, а максимальные значения высоты - значение 2π.
Преимущественно разность между минимальным значением высоты введенного в подложку профиля 60a, 60b высот и максимальными значениями высоты введенного в подложку профиля 60a, 60b высот соответствует оптической разности пути, равной половине или кратному половины опорной длины волны, причем обеспеченная голограмма, в частности, обеспечивается как отражательная голограмма. Например, опорная длина волны соответствует длине волны виртуальных электромагнитных полей 40a, 40b.
В случае выполнения обеспеченной голограммы как просветной голограммы, разность между минимальным значением высоты введенного в подложку профиля 60a, 60b высот и максимальным значением высоты введенного в подложку профиля 60a, 60b высот предпочтительным образом соответствует оптической разности пути, равной опорной длине волны или кратному опорной длины волны.
Предпочтительным образом соотнесенные профили высот и/или профили 60a, 60b высот обеспеченной голограммы вводятся в подложку, в частности в подложку, имеющую резистивный слой, в частности фоторезистивный слой, предпочтительно посредством способа, выбранного из: лазерно-лучевой литографии и электронно-лучевой литографии. При обоих способах, изображение уровней серого, кодирующее профиль высот, записывается в резистивный слой посредством вариации интенсивности применяемого луча. После проявления освещенного резистивного слоя обеспечивается профиль высот в резистивном слое.
Также можно вводить соотнесенные профили высот и/или профиль 60a, 60b высот обеспеченной голограммы в подложку посредством способа репликации, в частности посредством термической репликации или УФ(UV) репликации.
В частности, соотнесенные профили высот и/или профиль 60a, 60b высот обеспеченной голограммы вводятся способом гальваники, рекомбинации и репликации с рулона на рулон в пленку, в частности в пленку, имеющую по меньшей мере один металлический слой и/или прозрачный высоко- или низкопреломляющий слой. В частности, пленка имеет HRI-слой. Металлический слой и/или прозрачный высоко- или низкопреломляющий слой обычно наносится после этапа репликации с рулона на рулон на профиль(и) высот на пленке.
Профили высот могут комбинироваться с дополнительными слоями, в частности, встраиваться между этими дополнительными слоями. Такие дополнительные слои могут быть защитными слоями, слоями, повышающими адгезию, клеящими слоями, барьерными слоями, декоративными слоями, отражательными слоями.
Фиг. 7 показывает защищенный документ 1b, содержащий подложку 2, которая имеет защитную полосу 65, причем защитная полоса 65 включает три оптически изменяемые структуры 63. оптически изменяемые структуры 63 выполнены как число «25», как портрет и как фиктивное обозначение номинала UT. Например, оптически изменяемые структуры «25» и UT выполнены как дифракционно светящиеся при освещении поверхности, а оптическое представление портрета, который выполнен как френелевская поверхность свободной формы, при освещении поверхностного рельефа становится обнаруживаемым наблюдателем и/или датчиком.
Преимущественно в защитную полосу 65 дополнительно к защитному элементу 1a, который содержит соотнесенный профиль высот и/или один или несколько профилей 60a, 60b высот голограммы 1, вводится профиль высот по меньшей мере одной дополнительной оптически изменяемой структуры 63, в частности, выбранной из: дифракционной рельефной структуры, в частности дифракционной решетки, френелевской линзы свободной формы, дифракционной структуры нулевого порядка, профилированной решетки, микрозеркальной структуры, изотропной или анизотропной матовой структуры, микролинзовой структуры.
Тело документа защищенного документа 1b предпочтительно выполнено многослойным и включает подложку 2, которая образована бумажной подложкой и/или пластиковой подложкой.
Защитная полоса 65 предпочтительно также выполнена многослойной и включает несущую подложку (например, из полиэстера, в частности, PET), который может быть отделяемым или неотделяемым, а также один или несколько полимерных лаковых слоев, например, слой репликации, в который могут реплицироваться профили высот. Кроме того, защитная полоса 65 может включать один или несколько защитных слоев и/или один или несколько декоративных слоев и/или один или несколько клеящих или способствующих адгезии слоев и/или один или несколько барьерных слоев и/или один или несколько дополнительных защитных признаков.
Один или несколько из декоративных слоев имеют, например, один или несколько из следующих слоев:
Один или несколько из декоративных слоев предпочтительно имеют один или несколько металлических слоев, которые предпочтительно соответственно предусмотрены в защитном элементе не на всей площади, а только на участках. При этом металлические слои могут быть выполнены непрозрачными, просвечивающими или полупрозрачными. При этом предпочтительно металлические слои образованы из различных металлов, которые имеют заметно различающиеся спектры отражения и/или пропускания. Например, металлические слои выполнены из алюминия, меди, золота, серебра, хрома, цинка или сплава этих металлов. Кроме того, металлические области могут растрироваться и/или выполняться с локально различными толщинами слоя.
Один или несколько металлических слоев при этом предпочтительно структурированы в форме узора, так что они включают один или несколько элементов изображения, в которых предусмотрен металл металлического слоя, и область фона, в которой не предусмотрен металл металлических слоев. При этом элементы изображения могут быть выполнены в форме буквенно-цифровых знаков, а также графики и комплексного представления объектов.
Один или несколько из декоративных слоев дополнительно включают, в частности, один или несколько красочных слоев, в частности, просвечивающей краски. В случае красочных слоев речь идет предпочтительно о красочных слоях, которые наносятся способом печати, и которые содержат одно или несколько красящих веществ и/или пигментов, которые связаны в матрице связующего. Красочные слои, в частности краски, могут быть прозрачными, светлыми, частично рассеивающими, просвечивающими или непрозрачными или покрывными.
Кроме того, один или несколько из декоративных слоев предпочтительно имеет одну или несколько оптически активных рельефных структур, которые предпочтительно введены соответственно в поверхность реплицированного лакового слоя. В случае этих рельефных структур речь идет предпочтительно о дифракционных рельефных структурах, таких как голограммы, дифракционные решетки, френелевские поверхности свободной формы, дифракционные решетки с симметричными или асимметричными формами профиля и/или дифракционные структуры нулевого порядка. В случае этих рельефных структур может также идти речь об изотропных и/или анизотропных рассеивающих матовых структурах, профилированных решетках и/или действующих в основном на отражение и/или пропускание рельефных структурах, таких как микролинзы, микропризмы или микрозеркала.
Преимущественно один или несколько из декоративных слоев имеют один или несколько интерференционных слоев, которые отражают или пропускают падающий свет избирательным образом в зависимости от длины волны. Эти слои могут быть образованы, например, тонкопленочными элементами, в частности, тонкопленочными элементами Фабри-Перо, которые генерируют зависимый от угла наблюдения эффект изменения цвета, на основе расположения слоев, которые имеют оптическую толщину в диапазоне половины длины волны или λ/2 (λ - длина волны света или длина волны электромагнитной волны) или четверти длины волны или λ/4 падающего света. Конструктивная интерференция в интерференционном слое с индексом преломления n и толщиной d вычисляется следующим образом:
2nd cos(ϴ) = mλ,
причем ϴ представляет собой угол между направлением освещения и направлением наблюдения, λ - длина волны света и m - целое число. Эти слои включают промежуточный слой, в частности, расположенный между поглощающим слоем и отражающим слоем или могут быть образованы предпочтительно слоем, включающим пигменты тонкопленочного слоя.
Один или более из декоративных слоев имеют, в частности, один или более слоев жидких кристаллов, которые генерируют, с одной стороны, зависимое от поляризации падающего света, а с другой стороны, избирательное по длине волны отражение и/или пропускание падающего света в зависимости от ориентации жидких кристаллов.
Кроме того, защитная полоса 65 имеет защитный элемент 1, включающий обеспеченную голограмму 1, причем защитный элемент 1 имеет несущую подложку со слоем репликации, в который вводится профиль 60 высот голограммы 1. Голограмма 1 вычисляется из одного или нескольких фазовых изображений, причем одно или несколько фазовых изображений вычисляются из одного или нескольких виртуальных полных электромагнитных полей 41 в одной или нескольких зонах 11 одной или несколько виртуальных плоскостей 10 голограммы. Каждое из виртуальных полных электромагнитных полей 41 вычисляется в одной или нескольких из зон 11 на основе суммы двух или нескольких виртуальных электромагнитных полей 40. Одно или несколько из виртуальных электромагнитных полей 40, исходящих от по меньшей мере одного виртуального источника света 30, вычисляются в одной или нескольких из зон 11. Один или несколько из виртуальных источников света 30 расположены на одной или нескольких подобластях поверхности 21 одной или нескольких виртуальных моделей 20. Одна или несколько из виртуальных плоскостей 10 голограммы расположены перед и/или позади одной или нескольких из виртуальных моделей 20, и/или одна или несколько из виртуальных плоскостей 10 голограммы пересекают одну или несколько из виртуальных моделей 20.
Мотив 22 голограммы 1 сформирован как рулевое колесо, причем мотив 22 для наблюдателя и/или датчика, в зависимости от угла наблюдения и/или угла наклона подложки 2, расположен перед и/или позади подложки 2 и/или пересекает подложку 2. При вычислении обеспеченной голограммы 1 соответствующая виртуальная модель рулевого колеса, в частности, расположена перед и/или позади виртуальной плоскости голограммы или расположена таким образом, что виртуальная модель пересекает виртуальную плоскость, причем виртуальная плоскость голограммы предпочтительно соответствует плоскости подложки 2. При этом наблюдатель и/или датчик обнаруживает мотив 22 обеспеченной голограммы 1 перед и/или позади плоскости, образованной подложкой 2, или наблюдатель и/или датчик обнаруживает мотив 22 обеспеченной голограммы таким образом, что он пересекает плоскость подложки 2. Эти оптические эффекты предпочтительно зависят от угла наклона и/или угла наблюдения относительно плоскости, образованной подложкой 2.
Расстояние мотива 22 от плоскости, образованной подложкой 2, или расстояние виртуальной модели рулевого колеса от виртуальной плоскости голограммы лежит между -50 мм и +50 мм, в частности между -25 мм и +25 мм, предпочтительно между -15 мм и +15 мм.
Мотив 22 предпочтительно выбран из: букв, портретов, буквенно-цифровых знаков, печатных знаков, ландшафтных представлений, конструкционных представлений, геометрических свободных форм, квадратов, треугольников, кругов, изогнутых линий, представлений конструкций, представлений ландшафтов и/или контуров.
Фиг. 8 показывает в верхней части фигуры звездообразный мотив 220 обеспеченной голограммы 1, который продолжается в плоскости, определяемой осями x и y.
1
2
3
1
2
3
1
2
3
В нижней части фиг. 8, звездообразный мотив 220 обеспеченной голограммы 1 может обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком на трех различных расстояниях или высотах h, h и h относительно плоскости, образованной подложкой x/y, которая определяется осями x и y. При этом высоты h, h, h при вычислении обеспеченной голограммы 1 установлены, например, на h=3 мм, h=10 мм и h=20 мм и определяются как расстояния имитирующей звездообразный мотив 220 виртуальной модели до виртуальной плоскости голограммы, которая, в частности, имитирует плоскость x/y.
Кроме того, возможно, что пространственный угол при вычислении обеспеченной голограммы 1 ограничивается таким образом, что обеспеченная голограмма 1 только в ограниченном пространственном угле может ограничиваться наблюдателем и/или датчиком.
Верхняя часть фиг. 9 показывает звездообразный мотив 220 из фиг. 8, который продолжается в определяемой осями x и y плоскости x/y.
4
4
Нижняя часть фиг. 9 показывает звездообразный мотив 220 на расстоянии или высоте h от плоскости, образованной подложкой x/y. При этом имитирующая звездообразный мотив 220 виртуальная модель расположена на расстоянии h=20 мм от виртуальной плоскости голограммы, причем виртуальная плоскость при вычислении обеспеченной голограммы имитирует плоскость x/y.
Мотив 220 может обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком только из пространственного угла Ώ, который образован углом α. Пространственный угол Ώ симметричен относительно нормали N к плоскости x/y. При вычислении обеспеченной голограммы 1, пространственный угол Ώ ограничивается виртуальной диафрагмой таким образом, что виртуальные электромагнитные поля предоставляются только в зоне 11 на виртуальную плоскость или плоскость x/y. Угол α лежит в угловом диапазоне от 0° до 30°, предпочтительно в угловом диапазоне от 0° до 20°, более предпочтительно в диапазоне от 0° до 15°.
2
2
Преимущественно соотнесенные профили высот и/или один или несколько из профилей 60, 60a, 60b высот обеспеченной голограммы 1 вводятся в тонкослойную систему, в частности в тонкослойную систему Фабри-Перо, причем тонкослойная система Фабри-Перо имеет по меньшей мере один первый полупрозрачный поглощающий слой, по меньшей мере один прозрачный промежуточный слой и по меньшей мере один второй полупрозрачный поглощающий слой или непрозрачный отражающий слой. Предпочтительно, первый полупрозрачный поглощающий слой состоит из алюминия, серебра, меди, цинка, никеля, инконеля (коррозионностойкие сплавы на основе никеля фирмы Special Metals Corporation, Huntington, West Virginia, USA), титана или хрома и/или имеет толщину слоя между 5 нм и 15 нм. Прозрачный промежуточный слой предпочтительно имеет толщину слоя между 300 нм и 600 нм и/или состоит из полимера, SiO или MgF. Непрозрачный отражающий слой имеет толщину слоя предпочтительно между 5 нм и 50 нм.
Предпочтительно прозрачный промежуточный слой состоит из печатного полимерного слоя, который наносится, в частности, как лак посредством глубокой печати, шлицевого литья или струйной печати. В зависимости от лака, который обеспечивается для печати полимерного слоя, печатный полимерный слой выравнивает предпочтительно реплицированный в тонкослойную систему профиль 60a, 60b высот обеспеченной голограммы 1, в частности частично, причем поведение текучести и/или поведение высушивания лака определяет степень выравнивания реплицированного профиля 60a, 60b высот.
Если применяется лак, который сильно выравнивает профиль 60a, 60b высот обеспеченной голограммы 1, цветовой эффект из-за интерференционных эффектов в области обеспеченной голограммы 1 в тонкослойной системе сильно ослабляется для наблюдателя и/или для датчика, и/или наблюдатель и/или датчик обнаруживают смешанный цвет, который, в частности, является серым. Этот оптический эффект предпочтительным образом предоставляется как элемент дизайна, как например, на фотографии, показанной на фиг. 10.
Фиг. 10 показывает фотографию обеспеченной голограммы 1 в тонкослойной системе, которая имеет мотив 221 в форме круговых линий, обнаруживаемый наблюдателем и/или датчиком. Во внутренней области 2c и внешней области 2d мотив 221 обеспеченной голограммы 1 не обнаруживается наблюдателя и/или датчиком, так как там не имеется профиля высот голограммы 1. Тонкослойная система имеет, следовательно, во внутренней области 2c und внешней области 2d определенный лаковый слой, так что наблюдатель и/или датчик обнаруживает во внутренней области 2c и внешней области цветовой эффект тонкослойной системы. В области мотива 221 обеспеченной голограммы 1, напротив, цветовой эффект тонкослойной системы ослабляется или даже подавляется, из-за чего мотив 221 представляется более обесцвеченным или даже бесцветно серым или ахроматически белым. Мотив 221, в частности, располагается с идеальной подгонкой к внутренней области 2c и внешней области 2d. Внутренняя область 2c и/или внешняя область 2d проявляют обеспечиваемый интерференционными эффектами тонкослойной системы эффект изменения цвета для наблюдателя и/или датчика при наклоне и/или изменения направления наблюдения относительно тонкослойной системы. При этом область мотива 221 в форме круговых линий, в частности, не проявляет обеспечиваемого интерференционными эффектами тонкослойной системы эффекта изменения цвета при наклоне и/или изменения направления наблюдения. Например, зеленый интерференционный цвет во внутренней области 2c и внешней области 2d может обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком, но не обнаруживаться в области мотива 221 в форме круговых линий. При наклоне зеленый интерференционный цвет изменяется, например, на синий.
Возможно, что соотнесенные профили высот и/или профили 60a, 60b высот обеспеченной голограммы 1 вводятся или наносятся в/на непрозрачную подложку 2, в частности в/на бумажные документы или в/на непрозрачные бумажные банкноты.
Преимущественно соотнесенные профили высот и/или профили 60a, 60b высот обеспеченной голограммы 1 вводятся или наносятся в по меньшей мере одной области окна, в частности в/на по меньшей мере одной области окна ID1-карты или в/на прозрачной подложке, в частности в/на прозрачной банкноте. Тем самым профили 60a, 60b высот обеспеченной голограммы 1 могут обнаруживаться по меньшей мере с передней и задней стороны и/или при наблюдении в проходящем свете.
Кроме того, голограмма 1 вводится в подложку 2 путем освещения материала объемной голограммы, причем волна объекта исходит от соотнесенного с голограммой профиля высот. При этом соотнесенные профили высот и/или профили 60a, 60b высот голограммы 1 преобразуются, в частности, в профиль брэгговских плоскостей генерируемой при этом объемной голограммы.
Фиг. 10a и 10b показывают соответственно фотографию дизайна 3b, в частности того же самого дизайна, который включает обеспеченная голограмма 1. Голограмма 1 содержится в области круговой формы дизайна 3b с долей поверхности 100%. Обеспеченная голограмма 1 имеет обнаруживаемый наблюдателем и/или датчиком мотив 240 в форме двух букв или последовательности букв «UT». Голограмма обеспечивается таким образом, что при освещении неколлимированным светом, например, при диффузном освещении, мотив 240 не обнаруживается, как, в частности, показано на фиг. 10a. Напротив, если обеспеченная голограмма освещается коллимированным источником света, например, LED-фонариком смартфона, то появляется предусмотренный мотив «UT», как показано на фиг. 10b.
В частности, возможно, что виртуальные полные электромагнитные поля в одной или нескольких первых зонах соответственно вычисляются, основываясь на виртуальных электромагнитных полях одной или нескольких первых виртуальных моделей, и/или что виртуальные полные электромагнитные поля в одной или нескольких вторых зонах соответственно вычисляются, основываясь на виртуальных электромагнитных полях одной или нескольких вторых виртуальных моделей, таким образом, что один или несколько первых мотивов, соотнесенные с одной или несколькими первыми виртуальными моделями, и/или что один или несколько вторых мотивов, соотнесенные с одной или несколькими вторыми виртуальными моделями, в частности согласно профилю кривизны одной или нескольких зон, первых зон и/или вторых зон, не обнаруживаются наблюдателем и/или датчиком, в частности при освещении неколлимированным светом, предпочтительно при диффузном освещении, и/или обнаруживаются наблюдателем и/или датчиком, в частности при освещении коллимированным светом, предпочтительно при освещении LED-фонариком, в частности предпочтительно при освещении LED-фонариком смартфона.
Кроме того, возможно, что виртуальные полные электромагнитные поля в одной или более первых зонах соответственно вычисляются, основываясь на виртуальных электромагнитных полях одной или нескольких первых виртуальных моделей, и/или что виртуальные полные электромагнитные поля в одной или более вторых зонах соответственно вычисляются, основываясь на виртуальных электромагнитных полях одной или более вторых виртуальных моделей таким образом, что первая часть одного или более первых мотивов, соотнесенных с одной или более первыми виртуальными моделями, и/или что вторая часть одного или более вторых мотивов, соотнесенных с одной или более вторыми виртуальными моделями, при изгибе или искривлении подложки, в частности согласно профилю кривизны одной или более зон, первых зон и/или вторых зон, могут обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком, и/или в плоском или не изогнутом или не искривленном состоянии подложки, в частности согласно профилю кривизны одной или более зон, первых зон и/или вторых зон, не могут обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком, в частности частично, причем предпочтительно один или более первых мотивов генерируют первый полный мотив, включающий первую часть одного или более первых мотивов, и/или предпочтительно один или более вторых мотивов генерируют второй полный мотив, включающий вторую часть одного или более вторых мотивов.
Фиг. 11 показывает защитный элемент 1a при ортогональном наблюдении относительно плоскости, определяемой плоскостью чертежа и осями x и y. Защитный элемент 1a включает три элемента 3а дизайна, один из элементов 3а дизайна содержит число «42» и квадратную форму с двойной рамкой и соответственно диагонально проходящими линиями в углах квадратной формы, которые соединяют одинаково ориентированные углы двух рамок.
Первый мотив 22a в форме серпа луны в первой области 2a и второй мотив 22b в форме облака обеспеченной голограммы 1 не обнаруживаются при ортогональном наблюдении защитного элемента 1a наблюдателем и/или датчиком. Первый мотив 22a и второй мотив 22b, указанные пунктирными линиями, скрыты третьими элементами 3а дизайна.
Фиг. 12 показывает защитный элемент 1a при наклоне вдоль оси y вправо. Первый мотив 22a и второй мотив 22b больше не находятся в первой и второй области 2a, 2b. Первый мотив 22a находится слева рядом с тремя элементами дизайна 3a, и второй мотив 22b находится под тремя элементами 3а дизайна. Первый мотив 22a не обнаруживается наблюдателем и/или датчиком, и второй мотив 22b, указанный пунктирными линиями, закрывается тремя элементами 3b дизайна и, таким образом, не обнаруживается наблюдателем и/или датчиком.
Фиг. 13 показывает защитный элемент 1a при наклоне вдоль оси y влево. Первый мотив 22a и второй мотив 22b больше не находятся в первой и второй области 2a, 2b. Первый мотив 22a находится под тремя элементами 3а дизайна, и второй мотив 22b находится справа рядом с тремя элементами 3а дизайна. Второй мотив 22b может обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком, а первый мотив 22a, указанный пунктирными линиями, закрыт тремя элементами 3а дизайна и, таким образом, не обнаруживается наблюдателем и/или датчиком.
Возможно, что один или более из трех элементов 3а дизайна также являются мотивами обеспеченной голограммы 1. В частности, мотивы трех элементов 3а дизайна при вычислении голограммы 1 рассчитываются таким образом, что перспектива или перспективное оптическое впечатление от мотивов трех элементов дизайна не изменяются для наблюдателя и/или датчика при любом угле наблюдения.
Кроме того, возможно, что соотнесенные профили высот и/или один или несколько из профилей 60, 60a, 60b высот голограммы 1 вводятся в первую область 2a подложки 2 и что профиль высот одной или нескольких дополнительных оптически изменяемых структур 63 вводятся во вторую область 2b подложки 2.
В частности, вторая область 2b и первая область 2a перекрываются по меньшей мере частично, причем первая область 2a и/или вторая область 2b предпочтительно состоят из взаимосвязанной области или из множества невзаимосвязанных областей.
Преимущественно первая область 2a не перекрывает вторую область 2b. Предпочтительно первая область 2a и вторая область 2b расположены рядом друг с другом или предпочтительно расположены вложенными одна в другую. Например, первая область 2a окружает вторую область 2b, или вторая область 2b окружает первую область 2a.
Фиг. 14 und 15 показывают представленный на фиг. 7 защищенный документ 1b в перспективном представлении, причем защищенный документ 1b включает защитный элемент 1a, который имеет обеспеченную голограмму 1.
Фиг. 14 показывает первый мотив 222 обеспеченной голограммы 1 при наклоне защищенного документа 1b на угол β1 относительно оси y.
Фиг. 15 показывает второй мотив 223 обеспеченной голограммы 1 при наклоне защищенного документа 1b на угол β2 относительно оси y.
Обеспеченная голограмма 1 предпочтительно рассчитывается таким образом, что в зависимости от угла наблюдения и/или угла наклона защищенного документа 1b различные мотивы обеспеченной голограммы 1 обнаруживаются наблюдателем и/или датчиком. При этом обеспеченная голограмма при наклоне защищенного документа 1b влево или вправо или вокруг оси y показывает смену или переход между по меньшей мере двумя мотивами или последовательностью мотивов или между первым и вторым мотивом 222, 223.
При наклоне вправо защищенного документа 1b на фиг. 14, например, первый мотив 222 в форме значка доллара может обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком, а при наклоне защищенного документа 1b на фиг. 15, например, мотив 223, который выполнен как число «5», может обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком. Первый и/или второй мотив 222, 223 преимущественно расположены в одном и том же положении или в различном положении, то есть на расстоянии один от другого, на защищенном документе 1b.
Преимущественно наблюдатель и/или датчик обнаруживает первый и/или второй мотив 222, 223 над или под плоскостью, определяемой защитным элементом 1b, причем первый мотив 222 и/или второй мотив 223 обнаруживаются над определяемой защитным элементом 1b плоскостью, или второй мотив 223 и/или первый мотив 222 обнаруживаются под определяемой защитным элементом 1b плоскостью.
В частности предпочтительно три элемента 3а дизайна могут обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком в плоскости, определяемой защитным элементом 1b. Тем самым эти элементы 3а дизайна представляют оптический эталон для наблюдателя и/или датчика.
Возможно, что первый мотив 222 и/или второй мотив 223 может обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком при наклоне защищенного документа 1b вокруг оси x. При этом обеспеченная голограмма при наклоне защищенного документа 1b вверх или вниз или вокруг оси x показывает смену или переход между по меньшей мере двумя мотивами или последовательностью мотивов или первым и вторым мотивом 222, 223.
В частности, первый мотив 222 и/или второй мотив 223 может обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком над или под определяемой защищенным документом 1b плоскостью.
Кроме того, возможно, что первый мотив 222 и/или второй мотив 223 при повороте защищенного документа 1b вокруг нормали к плоскости, определяемой защищенным документом 1b, может обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком. При этом обеспеченная голограмма при повороте защищенного документа 1b в плоскости защищенного документа 1b показывает смену или переход между по меньшей мере двумя мотивами или последовательностью мотивов или первым и вторым мотивом 222, 223, причем первый мотив 222 и/или второй мотив 223 может обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком под или над плоскостью, определяемой защитным элементом 1b.
Преимущественно две или более из зон 11 соответственно соотносятся с одной из виртуальных плоскостей 10 голограммы, и виртуальные полные электромагнитные поля 41 в одной или более зонах 11 соответственно вычисляются, основываясь на виртуальных электромагнитных полях 40 одной или нескольких зон 11. Тем самым одна или более из виртуальных моделей 20 при наклоне и/или повороте подложки 2 или защищенного документа 1b могут обнаруживаться частично или полностью наблюдателем и/или датчиком как последовательность соотнесенных с одной или более виртуальными моделями 20 одного или более мотивов 22 или первого мотива 222 и второго мотива 223. В частности, эта последовательность одного или более мотивов 22 или первого мотива 222 и второго мотива 223 представляет параллактический эффект движения или ортопараллактический эффект движения. Предпочтительно, такая последовательность одной или более виртуальных моделей 20 представляет комбинацию из параллактического эффекта движения и ортопараллактического эффекта движения для наблюдателя или датчика.
Кроме того, предпочтительным образом одна или более виртуальных моделей 20 при наклоне и/или повороте подложки 2 или защищенного документа 1b может обнаруживаться частично или полностью наблюдателем и/или датчиком как последовательность соотнесенных с одной или более виртуальными моделями 20 одного или более мотивов 22 или первого мотива 222 и второго мотива 223. При этом один или более из мотивов 22 или первый мотив 222 и второй мотив 223 проявляют, в частности, различные или одинаковые движения между различными и/или одинаковыми направлениями движения. При этом расстояние между одним или несколькими из мотивов 22 или первого мотива 222 и второго мотива 223, в частности геометрических центров тяжести одного или нескольких из виртуальных мотивов 22 или первого мотива 222 и второго мотива 223 и плоскостью, определяемой подложкой 2 или защищенным документом 1b, лежит преимущественно между -50 мм и +50 мм, предпочтительно между -25 мм и +25 мм, в частности между -15 мм и +15 мм.
В частности, виртуальные полные электромагнитные поля 41 в одной или более первых зонах 11a соответственно вычисляются, основываясь на виртуальных электромагнитных полях 40 одной или нескольких первых виртуальных моделей 20a. Предпочтительно виртуальные полные электромагнитные поля 41 одной или более вторых зон 11b соответственно вычисляются, основываясь на виртуальных электромагнитных полях 40 одной или более вторых виртуальных моделей 20b. Преимущественно вследствие этого первый мотив 222, соотнесенный с одной или более первыми виртуальными моделями 20a, при ориентации подложки 2 или защищенного документа 1b согласно ориентации одной или более первых зон 11a может обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком частично или полностью, и второй мотив 223, соотнесенный с одной или более вторыми виртуальными моделями 20b, предпочтительно при ориентации подложки 2 или защищенного документа 1b согласно ориентации одной или более вторых зон 11a может обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком частично или полностью.
Преимущественно один или несколько мотивов 22 или первый мотив 222 и второй мотив 223, соотнесенные с одной или более из виртуальных моделей 20, могут обнаруживаться частично или полностью наблюдателем и/или датчиком с различных направлений наблюдения. В частности, мотивы 22 или первый мотив 222 и второй мотив 223 при наблюдении с различных направлений наблюдения формируют растр из точек или полос, в частности линейный штрих-код или 2D штрих-код, предпочтительно QR-код. При этом предпочтительно одна или несколько из точек или одна или несколько из полос соответственно расположены на различных расстояниях от плоскости, определяемой подложкой 2 или защищенным документом 1b, в частности выше и/или ниже и/или внутри плоскости, определяемой подложкой 2 или защищенным документом 1b.
Фиг. 16 и 17 показывают представленный на фиг. 7 защищенный документ 1b в перспективном представлении, причем защищенный документ 1b включает защитный элемент 1a, который имеет обеспеченную голограмму 1.
Фиг. 16 показывает первый мотив 224 обеспеченной голограммы 1 при плоской ориентации защищенного документа 1b.
Фиг. 17 показывает второй мотив 225 обеспеченной голограммы 1 при изгибе или искривлении защищенного документа 1b вдоль двумерной изогнутой кривой K.
Первый мотив 224 сформирован как $-значок, и второй мотив 225 сформирован как число «5».
В частности, геометрия двумерной изогнутой кривой K соответствует геометрии виртуальной плоскости 10 голограммы, применяемой при вычислении обеспеченной голограммы 1, причем геометрия одной или более виртуальных плоскостей 10 голограммы соответственно в одной или более из зон 11 соответствует боковой поверхности цилиндрического сегмента или поверхности свободной формы.
Преимущественно одна или более виртуальных плоскостей 10 голограммы в одной или более из зон 11 имеют предопределенный профиль кривизны. При этом виртуальные плоскости 10 голограммы имеют, в частности в различных направлениях, различные профили кривизны. Виртуальное полное электромагнитное поле 41 преимущественно в одной или более зонах 11 соответственно вычисляется, основываясь на виртуальных электромагнитных полях 40 одной или более первых из одной или более виртуальных моделей 20a. Вследствие этого обеспеченная голограмма 1 при изгибе или искривлении подложки 2 или защищенного документа 1b согласно профилю кривизны одной или более зон 11 может обнаруживаться частично или полностью наблюдателем и/или датчиком. В частности, один или более первых мотивов 22a или первый мотив 224 и второй мотив 225, соотнесенные с одной или более первыми виртуальными моделями 20a, при изгибе или искривлении подложки 2 или защищенного документа 1b согласно профилю кривизны одной или более зон 11 могут обнаруживаться частично или полностью наблюдателем и/или датчиком.
h
h
В частности, при наблюдении обеспеченной голограммы 1, рассчитанной для некоторой плоскости, в глаз наблюдателя и/или датчик попадает угол, зависимый от каждой точки (x, y) одной или нескольких из изогнутых плоскостей голограммы в некотором положении.
1
2
3
Фиг. 18 показывает защищенный документ 1b, включающий обеспеченную голограмму 1, которая освещается источником света 72, в частности, освещается в отраженном свете. При этом исходящий от голограммы 1 свет имеет определенные, характеризуемые углами α, α, αнаправления 44 распространения к глазу наблюдателя 70.
1
2
3
1
2
3
Фиг. 19 показывает представленный на фиг. 18 защищенный документ 1b, причем защищенный документ 1b изогнут вокруг оси y, так что направления 44 распространения света характеризуются углами α’, α’, α’, которые пересекаются углами α, α, α.
При вычислении обеспеченной голограммы 1 для изогнутой плоскости, как, например, показанного на фиг. 19 защищенного документа 1b, виртуальная плоскость голограммы имитируется виртуальной плоскостью, которая имеет изгиб согласно изогнутой плоскости.
Фиг. 20 показывает три виртуальные плоскости 10а, 10b, 10с голограммы, причем виртуальная плоскость 10a имеет вогнутую кривизну, и виртуальная плоскость 10c имеет выпуклую кривизну.
В частности, две или более из виртуальных плоскостей 10a, 10b, 10c голограммы имеют соответственно одну или более зон 11.
Виртуальные плоскости 10a, 10b, 10c голограммы различаются, в частности в отношении их ориентации, позиционирования, размера и/или кривизны, причем виртуальные плоскости 10a, 10b, 10c голограммы в соответствующих зонах 11 различаются в отношении их ориентации, позиционирования, размера и/или кривизны.
Преимущественно одна или более виртуальных плоскостей 10a, 10b, 10c голограммы в одной или нескольких из зон 11 по меньшей мере вдоль опорного направления x или y имеют отличающуюся от нуля кривизну. Предпочтительно одна или более из виртуальных плоскостей 10a, 10b, 10c голограммы имеют локальную кривизну, причем соотнесенный с локальной кривизной радиус кривизны лежит, в частности, между 5 мм и 50 мм, предпочтительно между 10 мм и 30 мм.
Локальная кривизна может, в частности, иметь форму кругового сегмента или форму параболического сегмента.
Фиг. 21 показывает фотографию плоского защитного элемента 1a, включающего обеспеченную голограмму 1, которая имеет мотив 226 в форме буквы «В». Защитный элемент 1a продолжается вдоль осей x и y.
Фиг. 22 показывает представленный на фиг. 21 защитный элемент 1a, включающий обеспеченную голограмму 1, причем защитный элемент 1a изогнут вдоль оси y с радиусом кривизны 0,75 дюйма и наряду с мотивом 226 дополнительно имеет мотивы 227 и 228, соответственно в форме букв «А» и «С». Мотив 226 на фиг. 22, ввиду кривизны в направлении y, несколько сплющен. Изображенный эффект представляет собой эффект перехода (переброса), при котором мотив 226 в изогнутом состоянии защитного элемента 1a дополняется мотивами 227 и 228 («дополнение изображения»).
Расстояние мотива 226 от виртуальной плоскости голограммы и угол α составляют в случае мотива 226 10 мм или ±10° (направление наблюдения вдоль направления x) и ±15° (направление наблюдения вдоль направления y).
Расстояние мотивов 227, 228 от виртуальной плоскости голограммы и угол α составляют в случае мотивов 227, 228 10 мм или ±8° (направление наблюдения вдоль направления x) и ±8° (направление наблюдения вдоль направления y).
Посредством изгибания защитного элемента 1a, сплющенный вдоль оси y мотив 226 может обнаруживаться между другими мотивами 227 и 228. Мотивы 227 и 228 в плоском состоянии защищенного документа 1a не могут обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком при ортогональном наблюдении защищенного документа 1a.
При вычислении обеспеченной голограммы 1 предпочтительно предусмотрены две или более виртуальных моделей 20. При этом, в частности, каждая из двух или нескольких виртуальных моделей 20 соотнесена с одной из виртуальных плоскостей 10a, 10b, 10c. Предпочтительно, в одной или более зонах 11 соответствующих виртуальных плоскостей 10a, 10b, 10c голограммы вычисляются одно или более виртуальных электронных полей 40, исходящих от одного или более виртуальных источников света 30 соотнесенной виртуальной модели 20.
В частности, при вычислении обеспеченной голограммы 1, возможные искажения мотивов, возникающие позже при обнаружении обеспеченной голограммы 1 наблюдателем и/или датчиком, предварительно компенсируются, причем мотивы соответственно растягиваются или сжимаются.
Преимущественно один или более из мотивов 226, 227, 228 при изгибе или искривлении подложки 2 или защитного элемента 1a согласно профилю кривизны одной или более зон 11, которые включают, в частности, мотивы 226, 227, 228, могут обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком полностью выше и/или ниже и/или внутри плоскости, определяемой подложкой 2 или защитным элементом 1a. В частности, расстояние между одним или более мотивами 226, 227, 228 и плоскостью, определяемой подложкой 2 или защитным элементом 1a, лежит между -50 мм и +50 мм, предпочтительно между -25 мм и +25 мм, в частности предпочтительно между -15 мм и +15 мм.
Кроме того, предпочтительно две или более виртуальных плоскостей 10a, 10b, 10c голограммы имеют в одной или более первых из зон 11a различный профиль кривизны и/или различную ориентацию по отношению к профилю кривизны и/или ориентации в одной или более вторых из зон 11b. В частности, виртуальные полные электромагнитные поля 41 в одной или более первых и вторых зон 11a, 11b соответственно вычисляются, основываясь на виртуальных электромагнитных полях 40 одной или более первых или вторых из одной или нескольких виртуальных моделей 20a, 20b. Это делается таким образом, что обеспеченная голограмма 1 при изгибе или искривлении подложки 2 или защитного элемента 1a согласно профилю кривизны одной или нескольких первых или вторых зон 11a, 11b или при ориентации согласно ориентации первых или вторых зон 11a, 11b может обнаруживаться частично или полностью наблюдателем и/или датчиком.
Предпочтительно, виртуальные полные электромагнитные поля 41 в одной или более первых зонах 11a соответственно вычисляются, основываясь на виртуальных электромагнитных полях 40 одной или более первых виртуальных моделей 20a. Виртуальные полные электромагнитные поля 41 преимущественно в одной или более вторых зонах 11b соответственно вычисляются, основываясь на виртуальных электромагнитных полях 40 одной или более вторых виртуальных моделей 20b. При этом мотив 226, соотнесенный с первой виртуальной моделью 20b, при изгибании или искривлении подложки 2 или защитного элемента 1a согласно профилю кривизны одной или нескольких первых зон 11a может обнаруживаться частично или полностью наблюдателем и/или датчиком. В частности, мотивы 227 и 228, соотнесенные с двумя вторыми виртуальными моделями 20b, при изгибании или искривлении подложки 2 или защитного элемента 1a согласно профилю кривизны одной или более вторых зон 11b, могут обнаруживаться частично или полностью наблюдателем и/или датчиком.
Предпочтительным образом, один или более из мотивов 226, 227, 228 может обнаруживаться оптическим датчиком и/или человеком-наблюдателем обеспеченной голограммы 1, причем мотив 226 соотнесен с первой виртуальной моделью 20a, а мотивы 227, 228 соотнесены со второй виртуальной моделью 20b.
Также предпочтительно мотив первого множества мотивов 226, при плоском или не изогнутом расположении подложки 2 или защитного элемента 1a, может обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком, и/или один или два мотива второго множества мотивов 227, 228, при изгибании или искривлении подложки 2 или защитного элемента 1a согласно профилю кривизны одной или более из виртуальных плоскостей 10a, 10b, 10c голограммы в одной или нескольких из зон 11, могут обнаруживаться частично или полностью наблюдателем и/или датчиком. Мотивы первого множества мотивов 226 и мотивы второго множества мотивов 227, 228 предпочтительно различаются частично или полностью.
Преимущественно мотив третьего множества мотивов 226 при наклоне и/или повороте подложки 2 или защитного элемента 1a частично или полностью представляет обнаруживаемый наблюдателем и/или датчиком параллактический эффект движения, и/или один или два мотива четвертого множества мотивов 227, 228 при наклоне и/или повороте подложки 2 или защитного элемента 1a представляют обнаруживаемый наблюдателем и/или датчиком антипараллактический или ортопараллактический эффект движения. В частности, мотив третьего множества мотивов 226 и мотивы четвертого множества мотивов 227, 228 частично или полностью различаются.
Предпочтительно мотив пятого множества мотивов 226 имеет одинаковые пространственные расстояния или различные пространственные расстояния от одного или двух мотивов шестого множества мотивов 227, 228. Предпочтительно мотив пятого множества мотивов 226 и мотивы шестого множества мотивов 227, 228 частично или полностью различаются.
Также предпочтительно мотив седьмого множества мотивов 226 и/или один или два мотива восьмого множества мотивов 227, 228 полностью или частично перекрываются между собой или взаимно и/или полностью или частично пространственно разделены один от другого. В частности, мотивы седьмого множества мотивов 226 и мотивы восьмого множества мотивов 227, 228 частично или полностью различаются.
Фиг. 23 показывает фотографию плоского защитного элемента 1a, который имеет обеспеченную голограмму 1, причем обеспеченная голограмма 1 включает мотив 229. Мотив 229 сформирован как летящая птица и выполнен для изогнутого состояния. Как можно видеть на фотографии, различимы только части птицы 229a. Таким образом, мотив 229 не полностью проявляется для наблюдателя и/или датчика.
Фиг. 24 показывает фотографию представленного на фиг. 23 защитного элемента 1a в изогнутом состоянии. Мотив 229 теперь полностью различим.
Обеспеченная голограмма 1, посредством соответствующего выбора расстояния от мотива 229 до виртуальной плоскости 10 голограммы и пространственного угла, который определяется углом α, рассчитывается таким образом, что мотив 229 в плоском состоянии защитного элемента 1a может обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком частично, в частности как узкая полоса, и мотив 229 не может обнаруживаться полностью.
Расстояние от мотива 229 до виртуальной изогнутой плоскости голограммы и угол α составляют 10 мм или ±8° (направление наблюдения вдоль направления x) и ±8° (направление наблюдения вдоль направления y). Радиус кривизны плоскости голограммы составляет 0,75 дюйма.
Исследования показали, что чем меньше выбран угол α и чем больше выбрано расстояние от мотива 229 до виртуальной плоскости 10 голограммы, тем меньше область мотива 229, которая может обнаруживаться уже в плоском состоянии защитного элемента 1a. Тем самым достигается эффект, при котором мотив 229 во время процесса изгибания представляется для наблюдателя и/или датчика отделяемым от плоскости, определяемой защитным элементом 1a, и полный мотив 229 в изогнутом состоянии защитного элемента 1a представляется парящим над или под изогнутой плоскостью, определяемой защитным элементом 1a.
Преимущественно угол α устанавливает пространственный угол, в котором наблюдатель и/или датчик обнаруживает обеспеченную голограмму 1. Обеспеченная голограмма 1, в частности, вычисляется таким образом, что наблюдатель и/или датчик обнаруживает ее только под определенным углом и/или одним или несколькими угловыми диапазонами. Предпочтительно, угол α лежит в диапазоне от 30°±25° до 65°±25°, также предпочтительно от 20°±15° до 75°±15°, в частности предпочтительно от 10°±5° до 85°±5°, причем угол α предпочтительно относится к углу между максимальным пространственным углом и плоскостью, определяемой виртуальной плоскостью голограммы и/или защитным элементом 1a и/или защищенным документом 1b.
Фиг. 25 показывает в поперечном сечении защитный элемент 1a, который имеет обеспеченную голограмму 1. Свет, падающий ортогонально вдоль направления 45, отражается на обеспеченной голограмме 1 таким образом, что он распространяется вдоль направления 44 в направлении глаза наблюдателя 70.
Фиг. 26 показывает в поперечном сечении защитный элемент 1a, который имеет обеспеченную голограмму 1. При этом свет, падающий вдоль направления 45, возвращается от обеспеченной голограммы 1 в противоположном направлении 44 в глаз наблюдателя 70.
Преимущественно один или более из мотивов в одном или более диапазонах пространственных углов, в частности полном диапазоне пространственных углов, может обнаруживаться полностью или частично наблюдателем 70 и/или датчиком. Один или более диапазонов пространственных углов расположены, частности, симметрично или асимметрично относительно нормали к плоскости, в частности, относительно средней нормали к плоскости, виртуальной плоскости 10 голограммы. Один или более диапазонов пространственных углов охватывают, в частности, угловой диапазон от 0° до 30°, предпочтительно угловой диапазон от 0° до 20°, в частности предпочтительно угловой диапазон от 0° до 15° к соответствующим нормалям соотнесенных виртуальных плоскостей 10 голограммы, в частности к средней нормали к плоскости.
Возможно, что обеспеченная голограмма 1 растрируется с поверхностным рельефом, например, френелевской плоскостью свободной формы. При этом предпочтительно тот же самый мотив, обнаруживаемый наблюдателем и/или датчиком, предоставляется с одинаковыми размерами в голограмме, а также в поверхностном рельефе. Например, мотив может быть видом горы, например, Маттерхорна. Предоставленная растрированием комбинация обоих эффектов обеспечивает, в частности, более сложный оптический внешний вид для наблюдателя и/или датчика, чем если бы соответствующий оптический внешний вид предоставлялся только голограммой или поверхностным рельефом. Такая комбинация значительно увеличивает затраты на фальсификацию защитного элемента или защищенного документа.
Также возможно дополнить обеспеченную голограмму 1 поверхностным рельефом, так что сформированный таким образом мотив имеет оптически статические и динамические области. Например, тело льва могло бы быть выполнено в качестве первой части мотива как поверхностный рельеф, например, как френелевская поверхность свободной формы, а голова льва в качестве второй части мотива - как обеспеченная голограмма, причем при наклоне защитного элемента, который содержит изображение льва, первая часть мотива является оптически статической или почти статической, а вторая часть мотива обеспечивает эффект движения.
1
2
Фиг. 27 показывает этап способа при расчете обеспеченной голограммы 1, причем виртуальная модель 201 имеет виртуальные источники света 300, 301, в частности точечные источники света, на своей поверхности, которые излучают виртуальные электромагнитные поля в идентичные зоны 11a, 11b на виртуальной плоскости 10d голограммы в пространственных углах Ώ или Ώ.
Фиг. 28 показывает наблюдение мотива 230 обеспеченной голограммы 1 наблюдателем 70 в проходящем свете, причем между наблюдателем 70 и мотивом 230 расположена плоскость 10e голограммы или плоскость, образованная подложкой 2. При этом источник света 72 излучает по направлениям 44 распространения свет в направлении плоскости 10e голограммы или плоскости, образованной подложкой, в глаз наблюдателя 70. При этом расстояние между глазом наблюдателя 70 и плоскостью 10e голограммы или плоскостью, образованной подложкой, лежит предпочтительно между 25 см и 30 см.
Мотив 230 преимущественно может обнаруживаться наблюдателем 70 полностью тогда, когда подложка в проходящем свете позиционирована на расстоянии между 25 см и 30 см перед глазом наблюдателя 70. Этот оптический эффект подобен «эффекту замочной скважины», при котором пространство, которое наблюдают через замочную скважину, также обнаруживается полностью только тогда, когда глаз наблюдателя позиционирован максимально близко к замочной скважине.
Исследования показали, что обеспеченная голограмма 1 при обнаружении наблюдателем и/или датчиком представляется ахроматической, в частности  белой, когда разность между падением света и углом наблюдения, под которым наблюдатель или датчик обнаруживает обеспеченную голограмму 1, является малой. Если обеспеченная голограмма 1 наблюдается, например, ортогонально или с параллельного направления относительно нормалей к плоскости, которая образована подложкой 2, и угол освещения составляет более 30° к плоскости, образованной подложкой, то возникают хроматические аберрации. При этом краевые области мотива или мотивов, соотнесенных с обеспеченной голограммой 1, в частности, представляются цветными, а центральные области предпочтительно белыми, но нечетко.
Другие исследования показали, что соотнесенные мотивы при обнаружении наблюдателем и/или датчиком представляются в зависимости от величины одноцветными или во всех цветах радуги, если угол наблюдения относительно плоскости, образованной подложкой, лежит между 38° и 42°. В частности, цвета мотивов для наблюдателя или датчика зависят от величины угла наблюдения.
Например, один или более мотивов 22, соотнесенных с одной или более из виртуальных моделей 20, при ортогональном наблюдении плоскости, образованной подложкой, представляются белыми. В частности, мотивы 22 при угле наблюдения от 30° до 34° относительно угла падения света при длине волны от 440 нм до 460 нм обнаруживаются в синем свете, при угле наблюдения от 38° до 42° относительно угла падения света при длине волны von 530 нм до 550 нм в зеленом цвете и/или при угле наблюдения от 50° до 53° относительно угла падения света при длине волны от 640 нм до 660 нм в красном свете.
Кроме того, предпочтительно цвет и/или цвета одного или более мотивов 22, соотнесенных с одной или более моделями, изменяются при наклоне и/или повороте подложки 2.
Мотивы 22 обеспеченной таким образом голограммы 1 при освещении точечным источником света и обнаружении наблюдателем и/или датчиком проявляют высокую контрастность изображения, так как не возникает никаких хроматических аберраций.
Например, при горизонтальном наклоне подобной обеспеченной голограммы 1 влево в качестве мотива может обнаруживаться буква «А», при опрокидывании - буква «В» и при наклоне вправо - буква «С». В качестве другого примера, подобным образом обеспеченная голограмма 1 может комбинироваться с другой обеспеченной голограммой 1, так что мотив 22, соотнесенный с подобным образом обеспеченной голограммой 1, под углом наблюдения 40° относительно плоскости, образованной подложкой, может обнаруживаться цветным, а мотив, соотнесенный с другой обеспеченной голограммой 1, в угловом диапазоне прямо отраженного света может обнаруживаться белым.
Фиг. 29 показывает этап способа при вычислении обеспеченной голограммы 1, причем виртуальная модель имеет виртуальные источники света 300, 301, которые излучают свет на виртуальную плоскость 10f. Фиг. 29 также показывает применение диафрагмы в форме удлиненной «замочной скважины», через которую должен проходить проецируемый свет всех зон. Таким образом, она ограничивает параллакс в вертикальном направлении (обычно для хроматической (радужной) голограммы), но не в другом направлении.
Преимущественно один или несколько мотивов 22, соотнесенных с обеспеченной голограммой 1, могут обнаруживаться наблюдателем и/или датчиком в истинных цветах. При этом, в частности, один или несколько мотивов 22, соотнесенных с одной или несколькими виртуальными моделями 20, составляются из по меньшей мере одного красного мотива третьей виртуальной модели, из по меньшей мере одного зеленого мотива четвертой виртуальной модели и из по меньшей мере одного синего мотива пятой виртуальной модели в изображение истинного цвета, причем имитированный угол наблюдения и/или пространственный угол, в котором может обнаруживаться обеспеченная голограмма 1, в частности, равны. Подобным образом рассчитанная обеспеченная голограмма 1 предпочтительно обозначается также как голограмма истинного цвета.
Преимущественно интенсивности по меньшей мере одного красного, по меньшей мере одного зеленого и/или по меньшей мере одного синего мотивов взвешиваются в соответствии с соотнесенными первой, второй или третьей виртуальными моделями соответственно, согласно профилю спектра падающего света и/или профилю функции отклика человеческого глаза.
Возможно, что при наклоне и/или повороте голограммы истинного цвета вокруг определенной оси проявляются, от незначительных до сильных, искажения цвета или изменения цвета, обнаруживаемые наблюдателем и/или датчиком. В частности, при этом соотнесенные мотивы проявляются в искаженных цветах. Исследования показали, стабильность тем лучше, чем больше угол падения света относительно плоскости, образованной подложкой 2.
Преимущественно банкноты и/или удостоверяющие документы, которые имеют защитный элемент 1a, включающий обеспеченную голограмму 1 и/или голограмму истинного цвета, воспринимаются наблюдателем и/или датчиком при угле освещения от 30° до 45° к плоскости, образованной подложкой 2. При этом, в частности, углы освещения более 70° являются весьма неестественными.
Перечень ссылочных позиций
1 Голограмма
1a Защитный элемент
1b Защищенный документ
2 Подложка
2a Первая область
2b Вторая область
2c Задняя область
2d Внешняя область
3 Элементы дизайна
3a Элементы дизайна
3b Дизайн
10 Виртуальная плоскость голограммы
10a Виртуальная плоскость голограммы
10b Виртуальная плоскость голограммы
10c Виртуальная плоскость голограммы
10d Виртуальная плоскость голограммы
10e Виртуальная плоскость голограммы
10f Виртуальная плоскость голограммы
11 Зона
11a Первая зона
11b Вторая зона
20 Виртуальная модель
200 Виртуальная модель
201 Виртуальная модель
20a Первая виртуальная модель
20b Вторая виртуальная модель
20c Третья виртуальная модель
20d Четвертая виртуальная модель
20e Пятая виртуальная модель
21 Подобласть поверхности
22 Мотив
220 Мотив
221 Мотив
222 Мотив
223 Мотив
224 Мотив
225 Мотив
226 Мотив
227 Мотив
228 Мотив
229 Мотив
229a Мотив
230 Мотив
240 Мотив
22a Первый мотив
22b Второй мотив
22c Первое множество мотивов
22d Второе множество мотивов
22e Третье множество мотивов
22f Четвертое множество мотивов
22g Пятое множество мотивов
22h Шестое множество мотивов
22i Седьмое множество мотивов
22j Восьмое множество мотивов
22k Красный мотив
22l Зеленый мотив
22m Синий мотив
30 Виртуальный источник света
300 Виртуальный источник света
301 Виртуальный источник света
31 Виртуальный точечный источник света
32 Микросимволы
33 Виртуальный опорный источник света
40 Виртуальное электромагнитное поле
41 Виртуальное полное электромагнитное поле
42 Опорное направление
43 Опорное поле
44 Направление распространения
45 Направление освещения
50 Фазовое изображение
60 Профиль высоты
61 Изображение уровней серого
62 Соотнесенный профиль высоты
63 Оптически изменяемая структура
65 Защитная полоса
70 Наблюдатель
71 Датчик
72 Источник света
α Угол
1
α Угол
2
α Угол
3
α Угол
1
α’ Угол
2
α’ Угол
3
α’ Угол
1
h Расстояние
2
h Расстояние
3
h Расстояние
4
h Расстояние
Ώ Пространственный угол
1
Ώ Пространственный угол
2
Ώ Пространственный угол
N Нормаль к плоскости
1
β Угол
2
β Угол
K Кривая.