СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВАРИОИЗОБРАЖЕНИЯ В ЖИДКОСТИ, ПОМЕЩЕННОЙ В СОСУД, И СОСУД ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА
METHOD OF OBTAINING VARIO-IMAGES IN LIQUID INSIDE VESSEL AND VESSEL FOR REALISING SAID METHOD

Группа изобретений относится к способам получения оптических эффектов в находящихся в сосудах жидких средах различного назначения, находящихся в сосудах.
Как показывает практика, в значительной степени сбыт продукции, помещаемой в сосуд, зависит не только от качества продукции, но и от исполнения сосуда и креативных решений, заложенных в его конструкцию. Особенно это важно для изделий парфюмерии, водок, которые часто используются в виде подарков и сувениров, а также минеральной воды.
Основу креативных решений в заявленной группе изобретений составляет использование известного оптического эффекта, который в технике называется «вариоэффект».
Использование данного эффекта в настоящее время распространено довольно широко в кино и фототехнике, в рекламной деятельности, полиграфии (календари, открытки) и пр.
Данный эффект, как и средства для его получения, достаточно подробно раскрыт в литературе, и нет необходимости подробно останавливаться на его описании. Отметим лишь то, что использование вариоэффекта позволяет получать изменение одного изображения на другое при изменении угла просмотра. Основными элементами для осуществления данного эффекта являются вариоизображения (шаблоны) и оптические элементы - лентикулярные линзы, которые разлагают изображение по углам, и пользователь, смотря через них, видит различный вариоизображения, меняющиеся в зависимости от угла просмотра. Использование данного эффекта и положено в основу заявленной группы изобретений, что позволяет получить в жидкости, помещенной в сосуд, различные высококачественные эффектные изображения. Это делает данную продукцию весьма привлекательной для покупателя. Кроме того, использование такого эффекта в сосудах с жидкостями позволяет обеспечить защиту помещенной в сосуд жидкости от фальсификации.
Шаблоны для получения вариоэффектов (вариошаблоны) могут быть получены различным образом. Так, например, обычная фотография может быть разделена на слои, которые сдвигаются друг относительно друга. Технология получения вариошаблонов известна из уровня техники, и в настоящей заявке нет необходимости в ее подробном описании.
В настоящее время изготовление качественных шаблонов предполагает использование довольно сложного программного обеспечения, но это вполне оправдывает себя при создании сложных многоракурсных изображений.
Так, например, известен способ получения растровых фотографий, согласно которому формируют на плоской подложке параллаксограммы по изображениям левого и правого кадров стереопары и размещают параллаксограму на постоянном расстоянии от линейного растра, причем полученные изображения разбивают на вертикальные полосы, по ширине, равной ширине щели линейного растра, а параллаксограмму формируют путем замены в изображении левого кадра стереопары четных полос на соответствующие по номерам четные полосы правого кадра стереопары (см. патент РФ №2129725, кл. G03C 9/02, 1999 г.).
Данный шаблон позволяет получать только стереоскопические изображения, но не позволяет получать вариоизображения.
Для получения вариоэффекта без использования сложных оптических систем помимо вариошаблона необходимо наличие оптических элементов - линз. Для достижения указанного технического результата могут быть использованы лентикулярные растры. Лентикулярный растр представляет набор линз, количество которых на дюйм (lpi) варьируется от 10 до 200 в зависимости от области применения. Термин - «лентикулярный» - означает «линзообразный». Используется также термин - «линзовый растр». Для получения качественного вариоизображения весьма важен правильный подбор параметров линз растра.
Одним из таких параметров является частота линз, укладывающихся на дюйм (измеряется в lpi - lenses per inch). Данный параметр определяется исходя из возможности разрешения человеческого глаза. Так для мелкоформатной продукции (календари, открытки) предпочтителен растр с частотой 85 lpi и выше. Для наружной рекламы выбирают растры с частотой 10-20 lpi, для оформления выставочных стендов - до 75 lpi, для сувенирной продукции - более 75 lpi.
Вторым параметром линз растра является угловое разрешение каждой микролинзы растра (определяет минимальный угол, в пределах которого возможно разделение двух соседних ракурсов и, соответственно, максимально возможное число вариокадров для данного растра), которое должно находиться в пределах 0,5-5 градусов. За пределами этого интервала значений будет виден только один ракурс, и, следовательно, вариоэффект наблюдаться не будет.
Для получения изображений без использования сложных оптических средств известно устройство, содержащее две подставки, одна из которых (ближняя) предназначена для установки линз, а вторая (дальняя) - для помещения фотографий, образующих стереопару. Подставки установлены на основании на расстоянии друг от друга, которое рассчитывается известным образом и позволяет увидеть объемное изображение в полную величину. Устройство реализовано в виде книжки-открытки, основание которой является задней частью обложки, выполненной из бумаги или тонкого картона. Для получения стереоскопического изображения книжку-открытку необходимо раскрыть, расправить подставки таким образом, чтобы они располагались одна за другой, и рассматривать изображения через линзы, наблюдая стереоизображение (см. патент РФ на полезную модель №10525, кл. A47G 1/14, 1999 г.).
Данное устройство позволяет наблюдать только стереоскопические эффекты.
В принципе, использование различных оптических эффектов, в том числе на различных изделиях, в настоящее время осуществляется довольно широко.
В настоящей группе изобретений данные эффекты используются для получения вариоизображений в жидкостях, помещенных в сосудах, которые могут быть использованы в том числе в качестве сувениров или подарков.
На практике использование сосудов с помещенной в них жидкостью в виде сувениров весьма распространено. Наиболее часто используются сосуды, в которые помещены сувенирные изделия.
Так, например, известна бутылка с помещенным внутрь нее сувениром, выполненным в виде корабля, который вводят в наполненную жидкостью бутылку через ее горлышко. Для облегчения помещения в бутылку сувенира, его изготавливают из металлов, обладающих свойствами «память формы» (см. опубликованную заявку РФ №94020004, кл. В44С 5/00, 1997 г.).
Данное решение бутылки в виде сувенирной продукции является традиционным, но в данном случае необходимо иметь в виду, что помещенный в жидкость металл может отрицательно сказаться на свойствах жидкости.
Известна бутылка-сувенир, содержащая закрываемый пробкой стеклянный корпус, в который в мешочке, закрепленным на пробке, помещено ювелирное серебряное изделие (см. патент РФ на полезную модель №8337, кл. B65D 1/02, 1998 г.).
Данное решение также основано на помещении внутрь бутылки сувенира и является традиционным, как и приведенное выше.
Известна емкость для пищевой жидкости, выполненная в виде бутылки с горлышком. Внутри бутылки размещен выполненный из ударопрочного пищевого пластика поплавок, на котором выполнена, например напылением, этикетка из благородного металла или сплава благородных металлов. На этикетку нанесена информация о производителе продукции, дате производства продукции. К нижней части поплавка прикреплена монета из благородного металла, на которую нанесена информация, позволяющая потребителю участвовать в устраиваемых производителем розыгрышах. Монета также может быть выполнена в виде сувенира, позволяющая собрать коллекцию, например, знаков Зодиака. Естественно, что размеры поплавка и монеты должны быть такими, чтобы проходили в горлышко бутылки. При помещении в бутылку жидкости (алкогольных или безалкогольных напитков) ее прозрачность должна быть такой, чтобы визуально считывалась информация, помещенная на этикетке (см. патент на полезную модель №42028, кл. B65D 1/10, 2004 г.).
В результате анализа выполнения данной емкости необходимо отметить, что она, как и приведенные выше, основана на помещении внутрь сувениров. Весьма существенно, что данные сувениры позволяют покупателю участвовать в розыгрышах товаров, из них могут быть собраны коллекции, они выполнены из благородных металлов и имеют определенную ценность. Кроме того, при помощи данных сувениров возможен контроль прозрачности помещенной в сосуд жидкости. Естественно, что данное исполнение емкости, в сравнении с приведенными выше, более предпочтительно для использования в виде подарка или сувенира.
Известна посуда для питья, предназначенная для проведения торжественных мероприятий, выполненная в виде емкости чашеобразной формы с опорой для придания ей устойчивости. В корпусе емкости установлен датчик вибрации и излучатели, связанные с блоком управления. Излучатели оптически связаны с полостью чашеобразной емкости. В качестве излучателей использованы пьезоэлементы с красным и зеленым излучением. Излучатель и датчик связаны с блоком управления и источником электропитания. В процессе проведения торжественного мероприятия, при соударении емкостей (например, фужеров) на выходе датчика вибраций появляются электрические сигналы, которые через блок управления передаются на излучатели. Излучатели посредством оптической связи поочередно излучают в жидкость (например, шампанское) разные цвета, то есть в жидкости в полости чаши создается эффект игры цветов (см. патент РФ №2100006, A47G 19/02, 1997 г.).
В результате анализа выполнения данного сосуда необходимо отметить, что его использование позволяет реализовать внутри помещенной в сосуд жидкости цветовой эффект, то есть в данном решении используются оптические свойства помещенной в сосуд жидкости. Однако исполнение данной посуды весьма сложно, что затрудняет ее практическую реализацию.
Вторым направлением, обуславливающим эффективную реализацию продукции, посещенной в сосуд, является обеспечение защиты помещенной жидкости от фальсификации (подделки), которая является довольно распространенным явлением.
Для решения этой задачи в настоящее время все большее распространение находят сосуды, на которые помещены средства, подтверждающие подлинность как самих сосудов, так и их содержимого. Это, как уже отмечалось выше, в значительной степени относится к сосудам, используемым для помещения в них алкогольной продукции, безалкогольных напитков, парфюмерных жидкостей, жидких лекарственных сред, различных топлив и масел.
Для решения данной задачи в последнее время довольно часто используются голограммы, которые выполняются на основе, прикрепляемой (наклеиваемой) на поверхность сосуда, и ее наличие является подтверждением подлинности как самого сосуда, так и продукта, помещенного в сосуд.
Так, известен сосуд с голографической этикеткой, которая крепится на сосуд таким образом, чтобы голографический слой этикетки был обращен наружу (см. например, опубликованная заявка №97109849, кл. В65С 3/18, 1997 г.).
Несомненно, что такая этикетка улучшает внешний вид сосуда, но не позволяет защитить его содержимое от фальсификации.
Известен сосуд - бутылка для спиртных напитков, снаружи на которую приклеивается защитный элемент, представляющий нанесенную на основу голограмму, которая под разными углами зрения формирует разные изображения (см. опубликованная заявка №2007115812, кл. B64D 15/00, 2007 г.). Данный элемент защиты подтверждает подлинность бутылки, но не ее содержимого.
Известен сосуд, имеющий корпус с отверстием для заливки и удаления жидкости. На наружной стенке сосуда помещен шаблон с изображением, а напротив него на стенке сосуда расположен лентикулярный линзовый растр.Шаблон может быть выполнен на этикетке, которая выполняет роль подложки для шаблона и одновременно защищает изображение шаблона от повреждений.
При залитой в сосуд прозрачной жидкости, свет, проникающий через прозрачные стенки и прозрачную жидкость, освещает изображение шаблона, которое наблюдатель видит через лентикулярный растр и прозрачную жидкость. Изображение кажется расположенным внутри сосуда, в его жидкости (см. патент РФ №2112285, кл. G09F 3/02, 1998 г. - наиболее близкий аналог для способа и устройства).
В результате анализа данного решения необходимо отметить, что оно позволяет получить в объеме жидкости изображение, нанесенное на шаблон, и в то же время контролировать такой параметр жидкости, как прозрачность.
Недостатком данного решения является невозможность получения вариоэффектов высокого качества.
Задачей настоящей группы изобретений является разработка способа получения вариоэффекта высокого качества в жидкости и сосуда, в который помещается жидкость и который может быть использован в качестве сувенирной продукции, и в то же время позволяющего защитить от фальсификации содержимое сосуда.
Поставленные задачи обеспечиваются тем, что в способе получения вариоизображения в жидкости, помещенной в сосуд, включающем формирование шаблона, который помещают на стенке сосуда, и использование оптической системы для получения вариоизображения с шаблона при его просмотре через жидкость, причем оптическая система включает лентикулярный линзовый растр и помещенную в сосуд жидкость, лентикулярный линзовый растр располагают на одной стенке сосуда, а шаблон - на другой, расположенной напротив, новым является то, что в качестве шаблона используют вариошаблон, а фокусное расстояние каждой линзы растра рассчитывают из условия расположения фокуса на вариошаблоне, который проецируют на лентикулярном растре посредством плоско-выпуклой линзы, установленной между лентикулярным растром и вариошаблоном.
Сосуд выполнен из прозрачного материала и содержит корпус с отверстием для заливки и удаления жидкости, на корпусе размещены лентикулярный растр и расположенный напротив него с другой стороны корпуса шаблон. В качестве шаблона используют вариошаблон, а геометрия каждой линзы лентикулярного растра подобрана таким образом, чтобы ее фокус, при помещенной в сосуд жидкости, находился на вариошаблоне, причем сосуд может быть оснащен плоско-выпуклой линзой, размещенной на корпусе между лентикулярным растром и вариошаблоном.
Сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления группы изобретений.
Сущность заявленной группы изобретений поясняется графическими материалами, на которых:
- на фиг.1 - сосуд, вид сверху;
- на фиг.2 - сечение сосуда горизонтальной плоскостью.
Заявленный сосуд может быть выполнен из стекла или пластика. Материал сосуда должен быть прозрачным настолько, что он пропускает световые лучи. Такому условию отвечает широкая гамма материалов, используемых в настоящее время для изготовления сосудов различного назначения. Сосуд может иметь разные формы и размеры, которые зависят от типа помещаемой в них жидкости, для хранения которой они предназначены.
Так, например, сосуд для природной, минеральной питьевой вод выполняют в виде бутылки из стекла или полимерного материала со всеми присущими данному виду изделий атрибутами: корпусом, горлышком, пробкой и т.п.
Сосуд для алкогольных напитков выполняют, как правило, из стекла, естественно, с горлышком, пробкой, местом под этикетку и пр.
Сосуд для хранения масел, как пищевых, так и технических, топлив, различных сред, выполняют, как правило, из полимерного материала, и он, как уже было указано выше, обладает всеми свойствами сосудов данного класса.
Необходимо отметить, что жидкости, помещаемые в сосуды, должны быть в достаточной степени прозрачными, чтобы пропускать световые лучи.
Выполнение сосуда рассмотрим на примере конструкции бутылки.
Сосуд содержит корпус 1 с дном, горлышко (отверстие) 2 для заливки и удаления жидкости. Наиболее приемлемая форма корпуса, когда он имеет в сечении горизонтальной плоскостью форму многогранника с четным числом граней (квадрат, прямоугольник).
На одной из стенок корпуса 1 имеется лентикулярный растр 3. Лентикулярный растр 3 может быть сформирован непосредственно на корпусе сосуда при его изготовлении. Растр 3 может быть выполнен отдельно на основе (пластиковом листе) и зафиксирован на корпусе, например приклеен по контуру. Это не является принципиальным для исполнения сосуда.
Термин «лентикулярный» в настоящее время используется довольно широко. Понятие «лентикулярный» означает «линзообразный». Лентикулярный растр обычно представляет собой набор линзовых микрорифлений - лентикул.
Технологии изготовления таких растров, как уже упоминалось выше, известны специалистам.
На стороне (грани) корпуса 1, противоположной растру 3, размещен вариошаблон 4. Данный шаблон (изображение) может быть нанесен на корпус сосуда. Шаблон может быть образован на подложке 5, которая крепится (например, посредством клея) на корпус сосуда таким образом, чтобы шаблон был обращен к стенке сосуда (в сторону растра 3). Шаблон может быть нанесен методом печати. Особенность такого изображения состоит в том, что оно, в зависимости от угла зрения, формирует различные картины. Технологии получения таких изображений весьма сложны, но они известны специалистам. На подложку 5 с наружной стороны может быть помещена этикетка 6. Этикетка может сама служить основой (подложкой) для нанесения шаблона 4, но для этого она должна быть достаточно жесткой. На наружной поверхности этикетки 6 нанесена обычная, характеризующая содержимое сосуда информация, информация рекламного характера и иная сопутствующая информация, которая является общепринятой для каждого вида продукта, помещенного в сосуд.
В случае, если в качестве лентикулярного растра 3 используют стандартную пластину из пластика с линзовым рядом на одной стороне, фокус линз у которого находится на противоположной (гладкой) стороне, необходимо сделать оптический перенос изображения шаблона в точку фокуса линз, т.е. на гладкую сторону пластика. Для этого на корпусе сосуда между лентикулярным растром 3 и подложкой 5 с шаблоном 4 размещают цилиндрическую плоско-выпуклую линзу 7, которую закрепляют на корпусе 1 сосуда. Параметры этой линзы должны обеспечивать фокусирование изображения шаблона на гладкую сторону пластика с учетом оптических свойств стенок сосуда и помещенной в него жидкости. Конструктивно установка линзы может быть осуществлена различным образом. Так, в стенке корпуса сосуда, на которой фиксируется подложка, может быть образован карман, в кармане фиксируют, например, посредством клея линзу 7. Карман закрывается подложкой 5, которая фиксируется по его контуру, а шаблон 4 обращен в сторону линзы. На корпусе сосуда может быть образован выступ, преимущественно замкнутой формы, в котором на корпус 1 сосуда фиксируют линзу, а подложка крепится на наружных поверхностях выступа. Линза также может быть составной частью стенки сосуда при его отливке. Сущность заявленного решения от этого не меняется.
На фиг.2 символом L обозначено расстояние между лентикулярным растром и шаблоном. Символом V обозначено расстояние между лентикулярным растром и плоско-выпуклой линзой. Символом U обозначено расстояние между плоско-выпуклой линзой и шаблоном.
Способ получения вариоэффекта в жидкости, помещенной в сосуд, осуществляют следующим образом.
Для получения вариоэффекта в сосуд, выполнение которого было описано выше, известным образом заливают жидкость, например воду, закрывают сосуд.
Нетрудно заметить, что оптическая система, обеспечивающая получение вариоэффекта, включает лентикулярный растр, стенки сосуда, жидкость, помещенную в сосуд, цилиндрическую плоско-выпуклую линзу (при ее наличии, если в качестве лентикулярного растра используется стандартная лентикулярная пластина). Параметры элементов оптической системы и расстояние между ними должны быть рассчитаны таким образом, чтобы фокус каждой линзы лентикулярного растра находился на поверхности шаблона на одном из его изображений.
Расчет оптической системы осуществляется по известным специалистам правилам (см., например, Б.М.Яворский и Ю.А.Селезнев. Справочное руководство по физике. М., Наука, 1989 г., стр.352-356; Н.П.Заказнов. Специальные вопросы расчета и изготовления оптических систем. М., Недра, 1967 г. и др.).
В случае, если в конструкции сосуда используется плоско-выпуклая линза, для расчета оптической системы может быть использована формула:
1/v=1/f-1/u, где:
v - расстояние между лентикулярной пластиной и плоско-выпуклой линзой;
f - фокусное расстояние плоско-выпуклой линзы;
u - расстояние от плоско-выпуклой линзы до шаблона.
Заявителем данные расчеты были проведены с помощью универсальной программы OptisWorks 2007, разработанной компанией Optis.
С учетом рассчитанных параметров для каждой жидкости выпускается индивидуальный сосуд с параметрами оптической системы, рассчитанными для конкретной жидкости, причем сама жидкость является частью оптической системы сосуда.
При взгляде на подложку через лентикулярный растр, каждая линза лентикулярного растра обеспечивает свой расчетный угол преломления зрения, который меняется с учетом преломления стенок сосуда и помещенной в него жидкости. При нахождении фокуса линзы на соответствующем изображении шаблона наблюдается вариоэффект, то есть качественное изображение в среде жидкости. При наличии плоско-выпуклой цилиндрической линзы вариоизображение с шаблона посредством данной линзы проецируется на гладкой поверхности лентикулярной пластины, обращенной к корпусу сосуда. Учитывая, что фокус линз данной пластины находится на ее задней поверхности, тем самым обеспечивается получение вариоэффекта. В данном случае шаблон располагают на корпусе в перевернутом виде.
Использование такой оптической системы позволяет получить внутри сосуда различные вариоизображения (картины), которые кажутся расположенными в самой жидкости и меняются в зависимости от изменения угла зрения, то есть реализуется вариоэффект. Возможность получения такого эффекта в жидкой среде, помещенной в сосуд, выгодно отличает данный продукт от аналогичных изделий.
При заливке в сосуд любой иной жидкости (фальсификат), коэффициент преломления такой жидкости будет иным, а это приводит к изменению параметров оптической системы, что снижает качество вариоэффекта. Таким образом, по качеству вариоизображений возможно судить о подлинности жидкости, помещенной в сосуд.
Способ будет более понятен из следующего примера его реализации. Используется сосуд для минеральной воды из ПЭТ (полиэтилентерефталат), квадратного сечения горизонтальной плоскостью, толщиной стенок 0.5 мм, расстоянием между стенками 64 мм. Коэффициент преломления стекла 1.46, коэффициент преломления воды 1.33. В качестве вариошаблона используется кодированное изображение двух картин. Количество линз растра, который должен быть сформирован на стенке корпуса - 18. Ширина одной линзы 5 мм. Расчетное фокусное расстояние линзы 68 мм.
Для расчета радиуса каждой линзы использовалась указанная выше программа, для расчета по которой вводились указанные выше параметры.
В результате получены следующие показатели: радиус каждой линзы должен быть равным 14 мм.
Необходимо отметить, что сосуд может иметь разное поперечное сечение, например круг. Для получения указанных выше эффектов в данном случае необходимо провести расчет по известным методикам параметров каждой линзы растра 3, обеспечивая положение ее фокуса на шаблоне 5.
Таким образом, при реализации изобретения обеспечивается надежная защита содержимого сосуда от подделки. Учитывая, что возможность получения вариоэффекта характеризует оригинальное исполнение сосуда, его с успехом можно использовать в качестве сувенира.
Сосуд, подложка, лентикулярный растр изготавливаются по известным для специалистов технологиям, форма и размеры сосудов могут быть различными. Параметры сосуда для реализации вариоэффекта рассчитываются известным образом.