RS62669B1 - Tanki optički sigurnosni element i metod njegovog projektovanja - Google Patents

Description

Opis

OBLAST TEHNIKE

[0001] Ovaj pronalazak se odnosi na oblast tehnike reflektujuć ih ili prelamaju ć ih opti čkih bezbednosnih elemenata koji mogu da projektuju nagrizajuć e šare pri odgovaraju ć em osvetljenju, i metod za projektovanje takvih optičkih bezbednosnih elemenata.

STANJE TEHNIKE

[0002] Postoji potreba za bezbednosnim karakteristikama na objektima, koji mogu biti autentifikovani od strane takozvane "osobe na ulici", koristeć i opšte dostupna sredstva. Ova sredstva uključuju koriš ć enje pet čula – uglavnom vida i dodira – plus korišć enje široko rasprostranjenih alata, kao što je na primer mobilni telefon.

[0003] Neki uobičajeni primeri bezbednosnih karakteristika su forenzička vlakna, niti ili folije (ugrađeni u podlogu kao što je papir na primer), vodeni žigovi, duboka štampa ili mikroštampa (moguć e štampana na podlozi sa optički promenljivim mastilima) koji se mogu nać i na banovima, novčanicama, kreditnim karticama, ličnim kartama, kartama, potvrdama, dokumentima, pasošima itd. Ove sigurnosne karakteristike mogu uključivati optički promenljiva mastila, nevidljiva mastila ili luminiscentna mastila (fluorescentna ili fosforescentna pod odgovarajuć im osvetljenjem sa specifi čnim ekscitacionim svetlom), holograme, i/ili taktilne karakteristike. Glavni aspekt sigurnosnog obeležja je da ono ima neku fizičku osobinu (optički efekat, magnetni efekat, materijalnu strukturu ili hemijski sastav) koju je veoma te ško krivotvoriti, tako da se predmet označen takvim zaštitnim obeležjem može pouzdano smatrati kao originalan ako se svojstvo može uočiti ili otkriti (vizuelno ili pomoć u određenog aparata).

[0004] Međutim, kada je objekat providan, ili delimično providan, ove karakteristike možda neć e biti odgovarajuć e. U stvari, providni objekti često zahtevaju da zaštitni element koji ima potrebne bezbednosne karakteristike ne menja njihovu transparentnost ili izgled, bilo iz estetskih ili funkcionalnih razloga. Značajni primeri mogu uključivati blistere i bočice za farmaceutske proizvode. Nedavno su, na primer, polimerne i hibridne novčanice ugradile u svoj dizajn providan prozor, stvarajuć i tako želju za bezbednosnim karakteristikama koje su kompatibilne sa njim.

[0005] Već ina postoje ć ih bezbednosnih elemenata za dokumente, nov čanice, vrednosne karte, pasoše, itd. nisu posebno razvijene za transparentne objekte/područja i, kao takve, nisu dobro prilagođene za takve aplikacije. Druge karakteristike, na primer, one dobijene nevidljivim i fluorescentnim mastilima zahtevaju posebne alate za pobuđivanje i/ili alate za detekciju, koji možda neć e biti lako dostupni „osobi na ulici“.

[0006] Polutransparentne optički promenljive karakteristike (npr. prevlake tečnih kristala, ili latentne slike površinskih struktura) su poznate i mogu da obezbede ovu vrstu funkcionalnosti. Na žalost, označavanje koje uključuje takve sigurnosne karakteristike se generalno moraju posmatrati na tamnoj/ujednačenoj pozadini da bi efekat bio dobro vidljiv.

[0007] Ostale poznate karakteristike su difrakcioni optički elementi, kao što su nemetalizovani površinski hologrami. Nedostatak ovih karakteristika je što pokazuju vizuelni efekat veoma malog kontrasta kada se gledaju direktno. Štaviše, kada se koriste u kombinaciji sa monohromatskim izvorom svetlosti za projektovanje uzorka, obično im je potreban laser da bi se postigao zadovoljavajuć i rezultat. Štaviše, potreban je prilično precizan relativni prostorni raspored izvora svetlosti, difrakcionog optičkog elementa i očiju korisnika da bi se obezbedio jasno vidljiv optički efekat.

[0008] Laserski gravirani mikro-tekst i/ili mikrokodovi su korišć eni za npr. staklene bočice. Međutim, oni zahtevaju skupe alate za njihovu primenu i poseban alat za uveć anje za njihovu detekciju.

[0009] Dokument DE 10 2007 019 522 A1 otkriva optički sigurnosni element prema preambuli patentnog zahteva 1.

[0010] Stoga je cilj pronalaska da obezbedi optički bezbednosni element za providne ili delimično prozirne objekte (ili podloge), koji ima bezbednosne karakteristike koje osoba mo že lako vizuelno potvrditi, ne koristeć i bilo koje sredstvo (tj. golim okom) ili uobičajena i lako dostupna sredstva (npr. obična lupa). Drugi cilj pronalaska je da obezbedi optički sigurnosni element koji se lako proizvodi u velikom broju, ili kompatibilan sa procesima masovne proizvodnje. Štaviše, osvetljenje optičkog sigurnosnog elementa trebalo bi da bude moguć e i lako dostupnim sredstvima (npr. izvor svetlosti poput LED-a mobilnog telefona ili sunca), a uslovi za dobro vizuelno posmatranje od strane korisnika ne bi trebalo da zahtevaju prestrog relativni prostorni raspored izvora svetlosti, opti čkog sigurnosnog elementa i očiju korisnika.

[0011] Dalje, već ina napred navedenih predmeta ima smanjenu veli činu, u najmanjem u jednoj dimenziji (npr. novčanica može biti samo manja od 100 mm). Stoga je dalji cilj ovog pronalaska da obezbedi tanak optički zaštitni element koji je kompatibilan sa objektima smanjenih dimenzija (npr. debljine ispod 300 mm).

[0012] Dalji cilj ovog pronalaska je da obezbedi efikasan metod za projektovanje veoma tankog opti čkog sigurnosnog elementa koji može da radi da obezbedi vizuelni efekat pod osvetljenjem u skladu sa odabranim vizuelnim efektom cilja. Štaviše, ovaj metod bi trebalo da bude kompatibilan sa masovnom proizvodnjom tako tankog optičkog sigurnosnog elementa.

SUŠTINA PRONALASKA

[0013] Prema jednom aspektu, pronalazak se odnosi na optički sigurnosni element koji sadrži reflektujuć u površinu koja preusmerava svetlost, ili refraktivnu providnu ili delimično providnu površinu koja preusmerava svetlost, koja ima reljefni obrazac koji može da preusmeri upadnu svetlost iz izvora svetlosti i formira projektovanu sliku na površini projekcije, tako da projektovana slika sadrži kaustični obrazac koji reprodukuje referentni obrazac koji je osoba lako prepoznati, bez upotrebe daljih sredstava (tj. golim okom) ili uobičajenih i lako dostupnih sredstava, tako da osoba može lako vizuelno da proveri autentičnost objekta označenog ovim optičkim zaštitnim elementom. Smanjena debljina reljefne šare optičkog sigurnosnog elementa čini ga posebno pogodnim za obeležavanje objekata smanjenih dimenzija kao što su novčanice ili bezbednosna dokumenta (npr. lični papiri, pasoši, kartice itd.), na primer. Prema pronalasku, veoma tanak optički zaštitni element sa reljefnim uzorkom koji ima obrađen profil sa naglim varijacijama i male dubine δf dobija se kontrolom procesa obrade tako da se reprodukuje proračunati profil reljefa koji ima diskontinuitete. Zaista, brojni testovi su potvrdili da je prora čunati profil reljefa sa diskontinuitetima kompatibilan sa projekcijom slike koja ima napred navedeni prepoznatljiv kausti čan uzorak. Transparentni aspekt refraktivnog optičkog sigurnosnog elementa čini ga posebno pogodnim za obeležavanje u najmanjem delimično providnih podloga (npr. staklene ili plastične boce, čepovi za flaše, naočare za satove, nakit, dragulji, itd.). Poželjno, refraktivni optički sigurnosni element je providan (ili delimično providan) za vidljivu svetlost (tj. za svetlosne talasne dužine od oko 380 nm do oko 740 nm).

[0014] S obzirom na veliku poteškoć u u određivanju referentnih obrazaca koji se mogu pogodno reprodukovati projektovanim nagrizajuć im uzorkom na površini projekcije kako bi ih osoba vizuelno prepoznala, posebno kada reljefni uzorak optičkog sigurnosnog elementa mora biti veoma tanak (tj. tipično sa dubinom reljefa δf ispod 250 mm), a takođe i teškoć a da se izračuna odgovaraju ć i veoma tanak reljefni uzorak koji treba da se obradi na površini komada optičkog materijala da bi se formirala odgovarajuć a površina koja preusmerava svetlost, drugi aspekt pronalaska se odnosi na metodu za efikasno projektovanje reljefnog uzorka površine koja preusmerava svetlost optičkog sigurnosnog elementa pomoć u:

- počevši od početnog kontinuiranog (ili kontinualnog) profila modela povr šine koja preusmerava svetlost sa reljefnim uzorkom dubine di ve ć om od δf, tj. sa ograničenjem dubine sa kojim se mnogo lakše nositi kako bi se omoguć ilo pogodno reprodukovanje ciljnog referentnog obrasca i određivanje odgovarajuć eg kontinualnog profila reljefne šeme, ali koji bi obezbedio predebeo optički bezbednosni element s obzirom na cilj δf;

- transformisanje navedenog početnog profila u reljefni profil koji ima diskontinuitete tako što se na ravan urušava početni kontinuirani (ili kontinualni) profil uz njegovo stanjivanje i o čuvanje njegove sposobnosti da obezbedi mašinski reljefni obrazac koji može da projektuje kaustični uzorak na projekcijskoj površini koji odgovara ciljnom referentnom uzorku i koji osoba vizuelno prepoznaje.

[0015] Ovaj metod je posebno efikasan za projektovanje veoma tankih reljefnih šablona pogodnih za vizuelnu autentifikaciju obeleženih objekata (tj. dubine manje ili jednake od 250 mm, ili čak manje ili jednako od 30 mm) i omoguć ava značajno ubrzanje projektovanje procesnih operacija opti čkog sigurnosnog elementa, dok omoguć ava ve ć u fleksibilnost u izboru ciljnog referentnog uzorka.

[0016] Dakle, prema jednom aspektu, pronalazak se odnosi na optički sigurnosni element prema patentnom zahtevu 1.

[0017] Prema pronalasku, operacija sažimanja dela profila početnog profila reljefne šare, čija visina se meri u odnosu na optičku osu navedene površine koja preusmerava svetlost i koja se proteže iznad osnovne ravni okomito na navedenu optičku osu, dobija se translacijom, paralelno sa optičkom osom i prema osnovnoj ravni, profilnog dela pomoć u vrednosti rastojanja koja odgovara minimalnoj visini na kojoj njegove granične površine seku navedeni deo profila, čime se dobija izračunati profil reljefa koji ima reljefni obrazac smanjene dubine manje od δi.

[0018] Dakle, tanji reljefni uzorak se može mašinski obrađivati i može se formirati tanji optički zaštitni element, uz očuvanje sposobnosti da se projektuje kaustična šara (na projekcijsku površinu) koja reprodukuje referentni obrazac i da ga osoba vizuelno prepoznaje, prema po četnom debelom reljefu.

[0019] Da bi se obezbedili veoma tanki optički bezbednosni elementi, vrednost dubine δf reljefne šare može biti manja ili jednaka 250 mm, ili čak manja ili jednaka 30 mm. Štaviše, optički zaštitni element može dalje imati svoj reljefni uzorak raspoređen na ravnu podlogu, pri čemu je ukupna debljina optičkog sigurnosnog elementa manja ili jednaka 100 mm.

[0020] Poželjno, da bi se učinile još lakšim operacije autentifikacije vizuelnim prepoznavanjem referentnog obrasca iz projektovanog kaustičnog uzorka, optički bezbednosni element može dalje da ima svoj reljefni obrazac prilagođen da preusmeri upadnu svetlost primljenu iz tačke kao izvora, na udaljenosti dsod površine koja preusmerava svetlost, i formiraju projektovanu sliku koja sadrži nagrizajuć u šaru na površini projekcije na udaljenosti diod površine koja preusmerava svetlost, sa vrednošć u dimanjom ili jednakom do 30 cm i vrednost odnosa ds/diveć om ili jednakom 5. Štaviše, površina projekcije je poželjno ravna.

[0021] Optički bezbednosni element prema pronalasku može da se koristi za obeležavanje mnogo različitih tipova objekata, a posebno može da označi objekat izabran iz grupe koja se sastoji od: potrošačkih proizvoda, poreskih markica, ličnih karata, pasoša, kreditnih kartica i novčanica.

[0022] Prema drugom aspektu, pronalazak se odnosi na postupak prema patentnom zahtevu 8.

[0023] Još poželjnije, u gornjoj metodi projektovanja površine koja preusmerava svetlost prema pronalasku:

- u koraku a), dalji korak urušavanja dela profila početnog profila reljefnog uzorka, čija se visina meri u odnosu na optičku osu navedene površine koja preusmerava svetlost i koja se proteže iznad osnovne ravni upravno na navedenu optičku osu se izvodi translacijom, paralelno sa optičkom osom i prema osnovnoj ravni, dela profila za vrednost rastojanja koja odgovara minimalnoj visini na kojoj njegove granične površine seku navedeni profil, čime se dobija izračunati reljefni profil koji ima reljefni obrazac smanjene dubine manje od δi; i

- u koraku b), površina komada optičkog materijala se obrađuje prema izračunatom profilu reljefne šare smanjene dubine manje od δi

čime se dobija površina optičkog sigurnosnog elementa koja preusmerava svetlost sa reljefnim uzorkom smanjene dubine δf manje od δi.

[0024] U koraku b) metode, mašinska obrada površine komada optičkog materijala može se sastojati od ultra precizne mašinske obrade (UPM), laserske ablacije i litografije.

[0025] Obrađena površina koja preusmerava svetlost prema metodi može biti glavna površina za preusmeravanje svetlosti koja se koristi za pravljenje replike površine koja preusmerava svetlost tehnikom oblikovanja (ili replika za masovnu proizvodnju optičkih sigurnosnih elemenata) i mogu se replicirati na podlogu (na primer, da bi se formirala oznaka primenljiva na objektu). Replikacija ma šinski obrađene površine koja preusmeravaju svetlost mogu da obuhvataju bilo livenje i utiskivanja pomoć u UV zra čenja (npr. u procesu proizvodnje rolna na rolnu ili folija na foliju).

[0026] Predmetni pronalazak ć e biti potpunije opisan u daljem tekstu sa pozivanjem na prate ć e slike na kojima slični brojevi predstavljaju slične elemente na različitim slikama, i na kojima su ilustrovani istaknuti aspekti i karakteristike pronalaska.

KRATAK OPIS SLIKA

[0027]

Slika 1 je šematska ilustracija optičke konfiguracije refraktivnog optičkog elementa za projektovanje nagrizajuć eg uzorka u skladu sa poželjnom realizacijom pronalaska.

Slika 2 (A) ilustruje poprečni presek dvodimenzionalnog profila početnog reljefa.

Slika 2 (B) ilustruje pogled na poprečni presek izračunatog dvodimenzionalnog profila reljefa koji ima diskontinuitete i dobijen iz početnog reljefnog uzorka sa slike 2 (A), prema pronalasku.

Slika 3 ilustruje primer referentnog uzorka (sa šablonom koji predstavlja broj 100 na tamnoj pozadini). Slika 4A je pogled na tanki providni refraktivni optički sigurnosni element dizajniran na podlozi od folije (prednji plan) zajedno sa odgovarajuć im projektovanim kaustičnim uzorkom (pozadinom).

Slika 4B je fotografija kaustičnog uzorka projektovanog od strane optičkog sigurnosnog elementa prikazanog u prvom planu na Sl. 4A.

Slika 5A je pogled u perspektivi na reljefnu šemu sa konturama koje odgovaraju diskontinuitetima izračunatog reljefnog profila za referentni obrazac sa Sl.3.

Slika 5B je prikaz projektovanog kaustičnog uzorka koji odgovara reljefnom uzorku sa Sl.5A.

Slika 6A je pogled u perspektivi na reljefnu šaru sa konturama koje odgovaraju rezovima formiranim sečenjem početnog reljefnog uzorka eliptičnim cilindrima.

Slika 6B je prikaz projektovanog kaustičnog uzorka koji odgovara reljefnom uzorku na Sl. 6A.

DETALJAN OPIS

[0028] U optici, termin "kaustičan" se odnosi na omotač svetlosnih zraka koji se odbija ili prelama od jedne ili više površina, od kojih je najmanje jedna zakrivljena, kao i na projekciju takvih svetlosnih zraka na drugu površinu. Tačnije, kaustika je kriva ili površina tangente na svaki svetlosni zrak, definišuć i granicu omotača zraka kao krivu koncentrisane svetlosti. Na primer, svetlosni obrazac formiran sunčevim zracima na dnu bazena je kaustična „slika“ ili obrazac formiran od jedne površine koja preusmerava prelamanje svetlosti (talasasta interfejs vazduh-voda), dok svetlost prolazi kroz zakrivljenu povr šinu vodeno staklo stvara šaru nalik na kvržicu na stolu na kome leži vodeno staklo dok prelazi dve ili više površina (npr. vazduh-staklo, staklo-voda, vazduh-voda...) koje preusmeravaju njegovu putanju.

[0029] U nastavku ć e se kao primer koristiti najčeš ć a konfiguracija u kojoj je (refraktivni) optički (bezbednosni) element vezan za jednu zakrivljenu površinu i jednu ravnu površinu, bez ograničavanja opštijih slučajeva. Ovde ć emo se pozvati na opštiji „kaustičan uzorak“ (ili „kaustičnu sliku“) kao svetlosni obrazac formiran na ekranu (površinu projekcije) kada optička površina odgovarajuć eg oblika (tj. koja ima odgovarajuć i reljefni obrazac) preusmerava svetlost od izvora da bi je skrenula sa nekih delova ekrana i koncentrisala je na druge delove ekrana u unapred određenom svetlosnom obrascu (tj. formirajuć i na taj način pomenuti "kaustični obrazac"). Preusmeravanje se odnosi na promenu putanje svetlosnih zraka od izvora u prisustvu optičkog elementa u odnosu na putanju od izvora do ekrana u odsustvu opti čkog elementa. Zauzvrat, zakrivljena optička površina ć e se nazivati "reljefnim uzorkom", a optički element koji je vezan ovom površinom nazivać e se optičkim sigurnosnim elementom. Treba napomenuti da nagrizajuć i obrazac može biti rezultat preusmeravanja svetlosti na više od jedne zakrivljene površine i više objekata, iako verovatno po cenu poveć ane složenosti. Štaviše, reljefni obrazac za generisanje kaustičnog uzorka ne sme se mešati sa difrakcionim uzorkom (kao, na primer, u bezbednosnim hologramima).

[0030] Prema pronalasku, utvrđeno je da se ovaj koncept može, na primer, primeniti na uobičajene objekte, kao što su proizvodi široke potrošnje, lične karte/kreditne kartice, novčanice i tako dalje. Da bi se to uradilo, potrebno je drastično smanjiti veličinu optičkog sigurnosnog elementa, a posebno dovesti dubinu reljefa ispod prihvatljivih vrednosti. Međutim, ustanovljeno je da iako je reljef bio jako ograničen u dubini, ipak je bilo moguć e posti ć i aproksimaciju odabrane (digitalne) slike (koja predstavlja referentni obrazac) na projekcionoj površini dovoljnog kvaliteta da omoguć i vizuelno prepoznavanje izabrane slike iz vizuelno uočenog kaustičnog uzorka na projekcijskoj površini (ili ekranu). Takvo prepoznavanje referentnog uzorka direktno iz pukog vidljivog nagrizajuć eg uzorka na ekranu, kako je projektovano iz optičkog sigurnosnog elementa čiji su dizajn i obrada prilično izazovni (i samim tim otežavaju falsifikovanje), predstavlja vredan bezbednosni test omoguć avaju ć i pouzdanu autentifikaciju objekta označenog ovim optičkim sigurnosnim elementom.

[0031] U ovom opisu pod „reljefom“ treba razumeti postojanje visinske razlike (mereno du ž optičke ose optičkog sigurnosnog elementa) između najviše i najniže tačke površine, u analogiji sa visinskom razlikom između dna i vrha (tj. kao skala od vrha do dna). Prema poželjnoj realizaciji pronalaska, maksimalna dubina reljefnog uzorka optičkog sigurnosnog elementa je ≤ 250 mm ili poželjnije ≤ 30 mm, dok je iznad granice nametnute ultra preciznom mašinskom obradom (UPM) i postupkom reprodukcije odnosno oko 0,2 mm. Prema ovom opisu, visinska razlika između najviše i najniže tačke u uzorku reljefa na površini koja preusmerava svetlost se naziva dubina reljefa δ.

[0032] U ovom opisu je korišć eno nekoliko termina, koji su dalje definisani.

[0033] Kaustični obrazac (slika), koji formira aproksimaciju digitalne slike, treba tumačiti kao svetlosni obrazac projektovan od strane optičkog sigurnosnog elementa, kada je osvetljen odgovarajuć im (poželjno, ali ne obavezno tačkastim) izvorom . Kao što je napred navedeno, optički (sigurnosni) element treba tumačiti kao ploču od refrakcionog materijala odgovornu za stvaranje kaustične slike.

[0034] Površina(e) koja preusmerava svetlost je površina (ili površine) optičkog sigurnosnog elementa odgovornog za preusmeravanje dolazne svetlosti iz izvora na ekran, ili (poželjno ravnu) površinu projekcije, gde se formira kaustični uzorak.

[0035] Podloga od optičkog materijala, koja se koristi za pravljenje optičkog (bezbednosnog) elementa, je podloga od sirovog materijala čija je površina posebno mašinski obrađena tako da ima reljefni uzorak i tako formira površinu koja preusmerava svetlost. U slučaju reflektujuć e površine koja preusmerava svetlost, podloga optičkog materijala nije nužno homogena ili providna. Na primer, materijal može biti neproziran za vidljivu svetlost (reflektivnost se tada dobija klasičnom metalizacijom obrađene površine). U slučaju prelamajuć e površine koja preusmerava svetlost, podloga od sirovog materijala je providna (ili delimično providana) i homogena sa indeksom prelamanja n (za fotone spektra vidljivog ljudskom oku), i odgovarajuć a površina koja preusmerava svetlost je nazvana „refraktivna providna ili delimično providna površina koja preusmerava svetlost indeksa prelamanja n“.

[0036] Master prema ovom opisu je prva fizička realizacija površine koja preusmerava svetlost iz izračunatog profila (posebno, iz izračunatog reljefnog uzorka). Može se replicirati u nekoliko kopija (alata) koji se zatim koriste za masovnu replikaciju.

[0037] Tačkasti izvor kako se koristi u ovom opisu je izvor svetlosti čija je ugaona veličina (sa tačke gledišta optičkog sigurnosnog elementa) dovoljno mala da se može smatrati da svetlost proizilazi iz jedne tačke u rastojanje dsod površine koja preusmerava svetlost. Kao pravilo, to znači da je veličina: (prečnik izvora) x δi/ds, manja od željene rezolucije (npr. 0,05-0,1 mm) ciljnog kaustičkog uzorka na projektovanoj slici na površini projekcije na rastojanje δi od površine koja preusmerava svetlost (vidi sliku 1). Ekran treba shvatiti kao površinu na koju se projektuje kaustični uzorak. Rastojanje između izvora i površine koja preusmerava svetlost se takođe naziva rastojanje izvora ds, a rastojanje između površine koja preusmerava svetlost i ekrana se naziva rastojanje slike δi.

[0038] Termin alat (ili alat za replikaciju, kada je potrebno ukloniti dvosmislenost) se uglavnom koristi za fizički objekat koji nosi profil površine koja preusmerava svetlost koja se koristi za masovnu replikaciju. To može biti, na primer, izrada kopije glavne površine (originalni reljef se reprodukuje, utiskivanjem ili injekcijom, od mastera koji nosi odgovarajuć i obrnuti reljef). Za alat koji se koristi za obradu reljefnog uzorka površine koja preusmerava svetlost, termin alat za mašinsku obradu koristi se za uklanjanje nejasnoć a.

[0039] Prema poželjnoj realizaciji pronalaska, obezbeđen je optički sigurnosni element (1) koji ima reflektujuć u ili prelamaju ć u površinu, da preusmeri svetlost iz tačkastog izvora S i projektuje je na odgovarajuć i ekran (3), što može biti bilo koja (uglavnom ravna) površina ili (ravni deo) bilo kog objekta, itd. gde se formira smislena slika, kao što je prikazano na slici 1. Poseban dizajn površine koja preusmerava svetlost može da omoguć i projektovanje (prepoznatljiv) kaustični uzorak na zakrivljenoj površini. Slika može biti na primer logotip, slika, broj ili bilo koja druga informacija koja mo že biti relevantna u određenom kontekstu. Poželjno je da ekran bude ravna površina za projekciju.

[0040] Konfiguracija na slici 1 pokazuje da je svetlost iz izvora S preusmerena pomoć u opti čke površine odgovarajuć eg oblika koja ima reljefni obrazac (2). Ova opšta ideja je na primer poznata iz reflektuju ć ih površina za farove automobila, reflektora i sočiva za LED osvetljenje, optičkih sistema u laserskoj optici, projektora i kamera: međutim, obično je cilj da se transformiše nehomogena distribucija svetlosti u homogenu. Nasuprot tome, cilj pronalaska je da se dobije nehomogeni svetlosni obrazac, tj. kausti čan obrazac, koji (približno) reprodukuje neke regione relativne osvetljenosti referentnog uzorka (kao što je predstavljeno na (digitalnoj) referentnoj slici): ako osvetljeni reljefni uzorak (2) opti čkog elementa dozvoljava formiranje kaustične šare (4) na ekranu (3) reprodukovanje sa dovoljnim kvalitetom (koji se verovatno razlikuje faktorom skaliranja ukupnog intenziteta) poznatog referentnog obrasca (5), onda ć e osoba koja vizuelno posmatra nagrizajuć i obrazac na ekranu lako videti da li predstavlja ili ne predstavlja validnu reprodukciju referentnog uzorka i, u slučaju da je nagrizajuć i obrazac dovoljno sličan referentnom šablonu, smatrać e da je objekat označen optičkim sigurnosnim elementom (najverovatnije) originalan.

[0041] U skladu sa realizacijom na slici 1, svetlosni zraci (6) iz izvora svetlosti S, koji je tačkasti izvor prema ovom primeru, šire se do (refraktivnog) optičkog sigurnosnog elementa (1) na rastojanju izvora ds sa površinom koja preusmerava svetlost i ima reljefni uzorak (2). Optički zaštitni element je ovde napravljen od providnog ili delimično providnog homogenog materijala indeksa prelamanja n. Takozvani kaustični uzorak (4) se projektuje na ekran (3) na udaljenosti slike δi od površine optičkog sigurnosnog elementa (1) koja preusmerava svetlost. Autentičnost optičkog sigurnosnog elementa (a samim tim i objekta označenog ovim sigurnosnim elementom) može se direktno proceniti vizuelnom proverom stepena sličnosti između projektovanog kaustičnog uzorka i referentnog uzorka.

[0042] Poželjno je da se reljefni obrazac (2) prvo izračuna počevši od određene ciljne digitalne slike referentnog uzorka. Metode za takve proračune su, na primer, opisane u evropskim patentnim prijavama EP2711745A2 i EP2963464A1. Iz izračunatog reljefnog uzorka, odgovarajuć i fizički reljefni obrazac se može kreirati na površini podloge odgovarajuć eg optičkog materijala (npr. providnog ili delimično providnog materijala indeksa prelamanja n, ili reflektujuć u površinu od neprozirnog materijala), koriš ć enjem ultra precizne obrade (UPM). U slučaju obrade reljefa na površini podloge od neprozirnog optičkog materijala da bi se formirala reflektujuć a površina, dobra refleksivnost ć e se dobiti daljom konvencionalnom operacijom nanošenja tankog sloja metala (metaliziranja) na reljef. UPM koristi dijamantske alate za mašinsku obradu i alate za nanotehnologiju kako bi postigao veoma visoku ta čnost tako da tolerancije mogu dostić i nivo „pod mikrona“ ili čak „nano-skale“. Za razliku od ovoga, "visoka preciznost" u tradicionalnoj mašinskoj obradi se odnosi na tolerancije mikrona u jednocifrenim brojevima. Druge potencijalno poželjne tehnike za stvaranje fizičkog reljefnog uzorka na površini su laserska ablacija i litografija u sivim tonovima. Kao što je poznato u domenu mikro-proizvodnje, svaka od ovih tehnika ima različite prednosti i ograničenja, u smislu cene, preciznosti, brzine, rezolucije, itd. (tj. bez diskontinuiteta) sa tipičnom dubinom od najmanje 2 mm, za ukupnu veličinu od 10 cm x 10 cm.

[0043] Podloga od odgovarajuć eg optičkog materijala za optički element koji preusmerava refrakciju svetlosti treba da bude optički čista, providana ili u najmanjem delimično providna i mehanički stabilana. Za svrhu pronalaska, tj. obezbeđivanje tankog optičkog sigurnosnog elementa koji može da generiše vizuelno prepoznatljiv kaustičan uzorak, transparentni ili delimično providni materijal u stvari odgovara materijalu sa niskom zamagljenošću (H) i visokom propusnošć u (T), tako da difuzija svetlosti ne utiče na formiranje vizuelno prepoznatljivog kaustičnog uzorka. Tipično, propusnost T ≥ 50 % je poželjna, a T ≥ 90 % je najpoželjnija. Takođe, može se koristiti niska zamagljenost H ≤ 10 %, ali je poželjno H ≤ 3 %, a najpoželjnije je H ≤ 1 %. Odgovarajuć i optički materijal podloge takođe treba da se ponaša ispravno tokom procesa obrade, tako da daje glatku površinu bez ošteć enja. Primer odgovaraju ć a podloga je optički providna ploča od PMMA (takođe poznata pod komercijalnim nazivima pleksiglas, lucit, perspeks, itd.). Za reflektujuć e kaustične optičke elemente koji preusmeravaju svetlost, odgovaraju ć a podloga od optičkog materijala treba da bude mehanički stabilna i trebalo bi da bude odgovarajuća za završnu obradu poput ogledala. Primer poželjne podloge je metal, kao što su oni koji se koriste za master rešetke i laserska ogledala, ili nereflektujuć a podloga koja se može dalje metalizovati.

[0044] Za proizvodnju velikih razmera, potrebni su dalji koraci kreiranja alata i masovne replikacije optičkog sigurnosnog elementa na ciljnom objektu. Poželjan proces za izradu alata je npr. elektroformiranje. Poželjni procesi za masovnu replikaciju su, npr. vruć e utiskivanje polimernog filma ili UV livenje foto-polimera. Imajte na umu da u svrhu masovne replikacije ni master ni alat koji je izveden iz njega ne moraju biti optički providni, pa se neprozirni materijali (posebno metali) takođe mogu koristiti čak i kada je konačni proizvod refraktivni optički element. Ipak, u nekim slučajevima može biti korisno da master bude transparentan, jer omoguć ava proveru kvaliteta kaustične slike pre nego što se nastavi sa alatima i masovnom replikacijom.

[0045] Kritičan aspekt za korišć enje optičkih elemenata (sa površinom koja preusmerava svetlost i ima reljefni uzorak) kao bezbednosnih karakteristika je njihova fizička razmera, koja mora biti kompatibilna sa ciljnim objektom, i optička konfiguracija potrebna za projektovanje jasne slike. Generalno, za ovu vrstu upotrebe maksimalna bočna veličina je ograničena ukupnom veličinom objekta i obično se kreć e od nekoliko cm do manje od 1 cm u manje poželjnim slučajevima. Za određene namene, kao na primer za novčanice, ciljana ukupna debljina može biti izuzetno mala (reda 100 mm ili manje). Štaviše, dozvoljene varijacije debljine (reljef) su još manje, iz različitih razloga, uključujuć i mehanička ograničenja (slabe tačke povezane sa tanjim oblastima) i operativna razmatranja (npr. kada se sla žu novčanice, gomila ć e se ispupčiti u odnosu na deblji deo novčanice, što otežava rukovanje i skladištenje). Tipično, za novčanicu ukupne debljine od oko 100 mm, ciljna debljina za reljefni uzorak optičkog sigurnosnog elementa koji treba da bude uključen u ovu novčanicu može biti oko 30 mm. Za kreditnu ili ličnu kartu debljine oko 1 mm, ciljna debljina za reljefni uzorak optičkog sigurnosnog elementa koji treba da bude uključen u ovu kreditnu/ličnu karticu može biti manja od oko 400 mm, a poželjno je da ne bude već a od oko 250 mm. Štaviše, udaljenost izvora i slike su generalno ograničeni na nekoliko desetina centimetara. Značajni izuzeci su sunce ili reflektori postavljeni na plafon, koji su, međutim, manje dostupni pod određenim okolnostima. Takođe, odnos ds/δi između dve udaljenosti je obično već i od 5 do 10, kako bi se dobila oštrija slika (i sa dobrim kontrastom) koju je lakše prepoznati. Štaviše, odnos ds/δi ≥ 5 zajedno sa izvorom svetlosti S koji je poželjno tačkast (npr. LED osvetljenje konvencionalnog mobilnog telefona) dozvoljava da se uzme u obzir da je izvor svetlosti u stvari približno „u beskonačnosti“ i na taj način , površina projekcije na samo približno žižnoj udaljenosti od optičkog sigurnosnog elementa bić e pogodna za jasno sagledavanje projektovanog kaustičnog uzorka. Kao posledica toga, uslovi dobrog vizuelnog posmatranja od strane korisnika ne zahtevaju prestrog relativni prostorni raspored izvora svetlosti, opti čkog sigurnosnog elementa i očiju korisnika.

[0046] Generalno, debljina i reljef su među najkritičnijim parametrima. Uzimajuć i u obzir proizvoljnu ciljne slike (referentni obrazac) i konfiguraciju optičke geometrije (tj. geometrijske uslove za osvetljenje/posmatranje projektovanog kaustičnog uzorka), ne postoji garancija da ć e izračunata optička površina imati reljefni uzorak ispod propisane granice. U stvari, u op štem slučaju, verovatno ć e se dogoditi suprotno: ovo je posebno sa ozbiljnim ograničenjima za optičke bezbednosne elemente koja su napred opisana. S obzirom na to da su numeričke simulacije za optimizaciju optičkih površina skupe u smislu vremena i resursa, prekomerno pokušavanje i greška nije održiva opcija, i veoma je poželjno osigurati da se može dobiti koristan rezultat iz prvog pokušaja - ili u najmanjem sa samo malim brojem pokušaja. Takođe je veoma poželjno da ne budete ograničeni u izboru ciljne slike, jer nisu sve ciljne slike kompatibilne sa glatkim reljefnim obrascima male dubine.

[0047] Dakle, s obzirom na veliku poteškoć u da se direktno izračuna reljefni obrazac veoma tanke dubine za kontrolu obrade odgovaraju ć eg reljefnog uzorka dubine δf na površini komada optičkog materijala da bi se došlo do površine koja preusmerava svetlost tanak optički sigurnosni element (npr. sa dubinom reljefnog uzorka ispod 250 mm), pod dodatnim strogim ograničenjem da rezultujuć i optički sigurnosni element mora biti sposoban, pod odgovarajuć im osvetljenjem od izvora svetlosti (po mogu ć nosti ta čkastog) na određeno rastojanje dsod površine koja preusmerava svetlost, da preusmeri upadnu svetlost i formira projektovanu sliku koja sadrži nagrizaju ć u šaru na površini projekcije (na određenoj udaljenosti δi od površine koja preusmerava svetlost), pri čemu se ovaj kaustični obrazac reprodukuje dati referentni obrazac sa dovoljnom preciznošć u da ga osoba vizuelno prepozna, bilo golim okom ili najviše uobičajenim i lako dostupnim sredstvima (npr. sa povećalom), predlaže se novi način izračunavanja takvog reljefnog obrasca.

[0048] Prema pronalasku, primeć eno je da je mogu ć e koristiti izračunati profil reljefne šare koji ima diskontinuitete za kontrolu (navođenje) mašinske obrade površine komada optičkog materijala da bi se reprodukovao odgovarajuć i reljefni obrazac i na taj način do ć i do površine koja preusmerava svetlost koja je sposobna da preusmeri upadnu svetlost i formira projektovanu sliku koja sadr ži nagrizajuć u šaru na površini projekcije, pri čemu ovaj nagrizajuć i obrazac reprodukuje dati referentni obrazac sa dovoljnom preciznošć u da bi ga osoba vizuelno prepoznala. Brojni testovi su potvrdili da uvedeni diskontinuiteti u stvari ne utiču mnogo na sposobnost formiranja prepoznatljivog kaustičkog uzorka: mogu se pojaviti samo blage senke zbog diskontinuiteta koji ne utiču na ostatak projektovanog kaustičkog uzorka. Štaviše, testovi su potvrdili da profil reljefa sa diskontinuitetima daje mnogo vi še slobode u pogledu izbora ciljnog referentnog uzorka. Rezultat procesa obrade (npr. UPM) je ma šinski obrađen reljefni profil sa naglim varijacijama koje odgovaraju diskontinuitetima izračunatog, jer zbog ograničene preciznosti alata za obradu dobijeni profil ne može striktno da reprodukuje diskontinuiteti, koji su time donekle „izglađeni”. Ova vrsta izračunatog profila reljefnog uzorka ima veliku prednost jer omoguć ava formiranje opti čkog sigurnosnog elementa smanjene debljine prilagođavanjem metoda poznatog još od Fresnela za proizvodnju tankih sočiva (tj. „Fresnelova sočiva“) od početnog (debelog) plano konveksnog profila sočiva, uz približno očuvanje optičkih svojstava povezanih sa početnim profilom (tj. tako da kolimirani snop konvergira u istu žarišnu tačku). Prema Fresnelovoj metodi, diskontinuiteti striktno kružni koncentrični u odnosu na optičku osu sočiva i optiku u profilu sočiva formiraju se centri koji se formiraju u nekoliko kružnih koncentričnih zona profila, a delovi profila iznad zona se zatim skupljaju duž koncentričnih diskontinuiteta tako da formiraju "ekvivalentni profil sočiva" koji ima iste optičke karakteristike, tj. ista optička osa, isti optički centar, ista žižna udaljenost i isporuka (približno) iste homogenosti svetlosnog snopa, ali sa smanjenom debljinom.

[0049] Za razliku od klasične Fresnelove metode koja pokušava da održi homogenost svetlosnog snopa, testirano je da metoda prema pronalasku dozvoljava održavanje svetlosnih nehomogenosti stvarajuć i nagrizajuć e šare. Štaviše, prema pronalasku, ve ć ina ograničenja u Fresnelovoj metodi je opuštena: posebno, ne uzima se u obzir optički centar i zone formirane u profilu nisu nužno koncentrične (pa čak ni kružne) u odnosu na na optičku osu, omoguć avaju ć i na taj način slobodnu podelu profila reljefnog uzorka na susedne regione i mašinsku obradu odgovarajuć ih regiona na površini komada optičkog materijala kako bi se obezbedile površine koje preusmeravaju svetlost. Takav stepen slobode mnogo olakšava prilagođavanje profila reljefnog uzorka kako bi se reprodukovao dati referentni obrazac, dok i dalje dozvoljava smanjenje debljine. Konkretno, ovaj pristup je prilagođen za modifikovanje prvobitno izračunatog (uglavnom kontinuiranog, tj. glatkog) profila reljefa koji ima dubinu di mnogo predebeo za proizvodnju optičkog sigurnosnog elementa veoma male dubine cilja δf, ali koji ipak ispunjava sve zahteve da se obezbedi površina optičkog elementa za preusmeravanje svetlosti sposobnog da formira projektovanu sliku koja sadrži kaustični uzorak koji reprodukuje dati referentni obrazac (vizuelno prepoznatljiv) na površini projekcije. Takav početni profil reljefa za mašinsku obradu površine koja preusmerava svetlost je ilustrovan na Sl.2(A).

[0050] Prema pronalasku, kao što je ilustrovano na Sl.2(A), poprečni presek (dvodimenzionalnog) početnog profila reljefa (8) koji se proteže preko osnovne ravni je predstavljen u koordinatnom sistemu (X, Y) sa visinskom osom Y (ordinatom) koja odgovara optičkoj osi odgovarajuć e površine koja preusmerava svetlost i apscisom X u osnovnoj ravni. Poprečni presek odgovara (jednodimenzionalnoj) krivoj (8) koja pokazuje maksimalnu dubinu δi početnog reljefa. Izvodi se presecanje profila početne reljefne šare: ovde sečenje odgovara ravnima okomitim na optičku osu Y koje seku reljefnu šaru na datim visinama h1, h2, h3i h4(rastuć ih vrednosti duž ose Y, i poželjno podjednako razmaknutih) duž linija čiji odgovarajuć i tragovi u profilu poprečnog preseka (8) određuju neke presečne tačke P1, P'1, P2, P2', P2", P2''', P3, P3', P4i P4' . Tačke P0i P0' odgovaraju presecima sa osnovnom ravni. Moguć a su i druga presecanja (u zavisnosti od izbora u vezi lokacije rezultujuć ih presečnih linija na početnom profilu reljefne šare), poput onog dobijenog presecima cilindričnih površina (tj. topološki ekvivalentno pravim kružnim cilindrima), koji imaju osu duž Y, sa početnim profilom reljefne šare.

Svaka ravan sečenja definiše zone koje se nalaze ispod profila (8) i između sledeć ih ravni sečenja: ovde,

- zona na osnovnoj ravni, odnosno na ravni preseka na visini h0= 0, sa tačkama preseka P0i P0', koja ima dva dela koja odgovaraju dva dela profilne krive (8) između osnovne ravni i (sledeć a) prva ravan preseka (na visini h1), sa tačkama preseka P1i P1', odnosno prvi deo odgovara prvom delu profilne krive (8) između tačaka P0i P1, a drugi deo odgovara drugom delu između tačaka P0' i P1';

- zona na prvoj ravni sečenja, sa tačkama preseka P1i P1' na visini h1, koja ima tri dela koja odgovaraju tri dela krive profila (8) između prve ravni sečenja i (sledeć e) druge ravni preseka (na visini h2), sa tačkama preseka P2, P2' , P2'' i P2''', odnosno prvi deo odgovara prvom delu profilne krive (8) između tačaka P1i P2, drugi deo odgovara drugom delu profilne krive (8) između tačaka P2' i P2'', a treć i deo odgovara tre ć em delu profilne krive (8) između tačaka P1' i P2''';

- zona na drugoj ravni sečenja, sa tačkama preseka P2, P2’, P2’’ i P2’’’ na visini h2, koja ima tri dela koja odgovaraju tri dela profilne krive (8) između druge ravni sečenja i (sledeć e) tre ć e ravni sečenja (na visini h3), sa tačkama preseka P3i P3', odnosno prvi deo odgovara prvom delu profilne krive (8). između tačaka P2i P2', drugi deo odgovara drugom delu profilne krive (8) između tačaka P2" i P3, a treć i deo odgovara tre ć em delu profilne krive (8 ) između tačaka P2'' i P3';

- zona na treć oj ravni sečenja, sa tačkama preseka P3i P3' na visini h3, koja ima dva dela koja odgovaraju dva dela profilne krive (8) između treć e ravni sečenja i (slede ć e) četvrte ravni sečenja (na visini h4), sa tačkama preseka P4i P4', odnosno prvi deo odgovara prvom delu profilne krive (8) između tačaka P3i P, a drugi deo odgovara drugom delu između tačaka P3' i P4'; i

- zona na četvrtoj ravni preseka, sa presečnim tačkama P4i P4' na visini h4, koja ima samo jedan deo koji odgovara jedinom delu krive profila (8) iznad četvrte ravni preseka, odnosno deo koji odgovara delu profilne krive (8) između tačaka P4i P4'.

Broj ravni sečenja i njihove različite visine se biraju u pogledu ciljanog smanjenja dubine profila δi. Na primer, faktor redukcije kao što je 10 može se lako dobiti s obzirom na korišć enje visoko precizne obrade. U slučaju preseka koji je rezultat preseka profila reljefne šare sa cilindričnim površinama, svaka linija koja odgovara tragu preseka očigledno nije na konstantnoj vrednosti visine, pa stoga odgovarajuć u vrednost visine koju treba uzeti u obzir za prevođenje u osnovnu ravan je najniža duž linije.

[0051] Zatim, "kolaps" na osnovnoj ravni se ostvaruje translacijom (kao jedinstvena jedinica i paralelno sa optičkom osom Y) svakog dela krive profila (8) koji se sastoji od odgovarajuć eg dela zone na ravni preseka na visini hi(i = 0,...,4), prema osnovnoj ravni za rastojanje vrednosti hi. Rezultat je „srušeni“ (ili smanjen) profil reljefne šare (9) smanjene dubine δ, kao što je prikazano na slici 2 (B), pri čemu:

- delovi profilne krive (8) između tačaka P0i P1, odnosno P0' i P1', iznad ravni sečenja na visini h0= 0, prevode se za vrednost rastojanja 0 da bi se dobili delovi redukovanog profila (9) sadr žani između tačaka M0i M1, odnosno M0' i M1', sa diskontinuitetima profila u M1i M1', i sa odgovarajuć im tragovima diskontinuiteta na osnovnoj ravni u odgovarajuć im tačkama N1i N1';

- delovi profilne krive (8) između tačaka P1i P2, odnosno P2' i P2", P1' i P2''', iznad ravni preseka na visini h1, prevedeni su za vrednost rastojanja h1da bi se dobili delovi redukovanog profila (9) koji se nalaze između tačaka N1i M2, odnosno M2' i M2", N1' i M2''', sa diskontinuitetima profila na M2, M2', M2" i M2''', i sa odgovarajuć im tragovima na osnovnoj ravni u odgovaraju ć im tačkama N2, N2', N2" i N2''';

- delovi profilne krive (8) između tačaka P2i P2', odnosno P2" i P3, P2''' i P3', iznad ravni sečenja na visini h2, prevedeni su za vrednost rastojanja h2da bi se dobili delovi redukovanog profila (9) koji se nalaze između tačaka N2i N2', odnosno N2" i M3, N2''' i M3', sa diskontinuitetima profila na M3i M3', i sa odgovarajuć im tragovima na bazi ravni u odgovarajuć im tačkama N3i N3';

- delovi profilne krive (8) između tačaka P3i P4, odnosno P3' i P4', iznad ravni sečenja na visini h3, prevedeni su za vrednost rastojanja h3da bi se dobili delovi redukovanog profila (9) sastoji se između tačaka N3i M4, odnosno N3' i M4', sa diskontinuitetima profila na M4i M4', i sa odgovarajuć im tragovima diskontinuiteta na osnovnoj ravni u odgovarajuć im tačkama N4i N4'; i

- deo profilne krive (8) između tačaka P4i P4' iznad ravni sečenja na visini h4, preveden je za vrednost rastojanja h4da bi se dobio deo redukovanog profila (9) koji se sastoji između tačaka N4i N4' .

[0052] Postoje ograničenja u pogledu broja ravni za sečenje i njihove visine u gornjoj metodi za izračunavanje profila reljefa odnose se na odgovarajuć e veličine različitih delova profila koji se nalaze između tačaka M0i N1, N1i N2, N2i N2', N2' i N2", N2" i N3, N3i N4, N4i N4', N4' i N3', N3' i N2''', N2''' i N1', N1' i M0na osnovnoj ravni: ove veličine moraju biti iznad granice difrakcije (za vidljivu svetlost) tako da je projektovani kaustični uzorak još uvek vizuelno prepoznatljiv (tj. nije pokvaren, npr. hromatskim aberacijama). Dalje ograničenje se odnosi na gubitke na nivou diskontinuiteta usled gubitka ulazne svetlosti izazvane upadom na odgovarajuć eg kretanja obrađenog reljefnog profila. Kao rezultat operacije „secanja i urušavanja“, proračunati reljefni profil (9) sa diskontinuitetima ima smanjenu dubinu reljefne šare δ mnogo manju od δi, pa ć e stoga odgovaraju ć e mašinski obrađeni reljefni obrazac takođe imati smanjenu dubinu δf i pokazać e nagle varijacije koje odgovaraju diskontinuitetima izra čunatog profila reljefa (9).

[0053] Prema tome, prema pronalasku, operacije projektovanja reljefnog uzorka veoma male dubine δf da bi se formirala površina koja preusmerava svetlost na podlozi od optičkog materijala, kako bi se obezbedio optički zaštitni element sposoban da zadovolji napred navedeni kriterijum vizuelnog prepoznavanja (u odnosu na dati referentni obrazac), umnogome su olak šani, jer je moguć e započeti proces sa debelim početnim profilom reljefne šare sa δi » δf, tj. u skladu sa strogim zahtevima za debljinu optičkog sigurnosnog elementa, ali inače sposoban da generiše (preko mašinske obrade površine optičkog materijala) vizuelno prepoznatljivu projekciju nagrizajuć eg uzorka i formira odgovaraju ć i diskontinualni profil reljefnog uzorka smanjene dubine i sposoban da obezbedi tanak opti čki bezbednosni element (date ciljne dubine), bez potrebe za izvođenjem nekih testova za proveru da ć e obrada optičkog materijala obezbediti odgovarajuć i optički bezbednosni element, i izbegavanje potrebe za modifikacijom (ili čak ponovnom) kandidata referentnog uzorka tako da je prema tome izra čunati profil reljefne šare zaista kompatibilan sa vizuelno prepoznatljivom projekcijom odgovarajuć eg kaustičnog uzorka.

[0054] Slika 3 je primer referentnog uzorka koji predstavlja broj 100 na tamnoj pozadini.

[0055] Slika 4A prikazuje fotografiju realizacije veoma tankog optičkog sigurnosnog elementa prema pronalasku (tj. providnog dela krajnjeg prednjeg objekta na slici) koji ima refraktivnu povr šinu koja preusmerava svetlost sa reljefom. Uzorak dubine δ = 30 mm koji je UV izliven na providni refraktivni folijski materijal prema pronalasku. Ukupna dubina optičkog sigurnosnog elementa je 100 mm, njegova površina A je 1 cm<2>. Refrakcioni materijal folije ima indeks prelamanja n oko 1,5 i napravljen je od poliestera. Indeks prelamanja smole korišć ene za formiranje reljefne šare je takođe oko 1,5. Takođe je prikazan (u pozadini) projektovani kaustični uzorak (tj. broj 100) na ekranu (videti takođe Sliku 4B), sa linijama senke koje odgovaraju naglim varijacijama obrađenog reljefnog uzorka. Referentni obrazac je onaj na slici 3.

[0056] Slika 4B je fotografija koja prikazuje detalje nagrizajuć eg uzorka projektovanog opti čkim sigurnosnim elementom sa slike 4A. Ovde je tačkasti izvor svetlosti LED na rastojanju ds= 30 cm od površine koja preusmerava svetlost, a ravan ekran na koji se projektuje kaustični uzorak nalazi se na rastojanju δi = 40 mm. Kaustični obrazac uredno reprodukuje obrazac broja 100 referentnog uzorka na slici 3.

[0057] Slika 5A je pogled u perspektivi na reljefnu šemu sa konturama koje odgovaraju nivelisanim rezovima koji podržavaju visinu od 30 mm, tj. koji odgovaraju diskontinuitetima izračunatog reljefnog profila za referentni obrazac sa slike 3 (tj. broj 100).

[0058] Slika 5B je pogled na projektovani nagrizajuć i obrazac koji odgovara reljefnom uzorku sa Slike 5A: linije senke koje odgovaraju nivelisanim rezovima su jasno vidljive oko broja 100.

[0059] Slika 6A je pogled u perspektivi na reljefnu šaru sa konturama koje odgovaraju rezovima formiranim presecanjem početnog reljefnog uzorka sa eliptičnim cilindrima koji podržavaju visinu od približno 30 mm, tj. koji odgovaraju diskontinuitetima reljefnog profila za referentni uzorak na slici 3 (tj. broj 100).

[0060] Slika 6B je pogled na projektovani nagrizajuć i obrazac koji odgovara reljefnom obrascu sa slike 6A i prikazuje linije senke koje odgovaraju eliptičnim rezovima.

[0061] Napred navedeni predmet treba da se smatra ilustrativnim, a ne ograni čavajuć im, i služi da obezbedi bolje razumevanje pronalaska definisanog nezavisnim patentnim zahtevima.

1

Claims (13)

Patentni zahtevi

1. Optički sigurnosni element (1) koji sadrži reflektujuć u površinu koja preusmerava svetlost, ili refraktivnu providnu ili delimično providnu površinu koja preusmerava svetlost, sa reljefnom šarom (2) dubine δfprilagođenom da preusmeri upadnu svetlost (6) primljenu od tačkastog izvora (S) i formira projektovanu sliku koja sadrži nagrizajuć u šaru (4) na projekcijskoj površini (3), pri čemu navedeni nagrizajuć a šara reprodukuje referentni obrazac (5) koji je vizuelno prepoznatljiv, naznačeno time što:

profil reljefnog uzorka ima nagle varijacije formirane obradom povr šine optičkog materijala prema izračunatom profilu reljefnog uzorka koji ima diskontinuitete (M1, M2, M3, M4) navedene mašinske nagle varijacije koje odgovaraju diskontinuitetima,

pri čemu se izračunati profil reljefnog uzorka koji ima diskontinuitete dobija sečenjem početnog profila reljefne šare (8) površine modela koja preusmerava svetlost na manje susedne delove profila, pri čemu navedeni početni profil reljefne šare ima dubinu δive ć u od δfi može da se reprodukuje simulacijom optičke putanje navedenog kaustičnog uzorka na površini projekcije pod osvetljenjem tačkastog izvora, pri čemu sečenje generiše graničnu površinu između bilo koja dva susedna dela profila koja se proteže paralelno sa optičkom osom navedene površine za preusmeravanje svetlosti modela, i sažimanjem duž optičke ose svakog profilnog dela sadržanog između dve uzastopne granične površine, čime se formira izračunati profil reljefa koji ima diskontinuitet duž svake granične površine.

2. Optički sigurnosni element prema patentnom zahtevu 1, pri čemu operacija sažimanja dela profila početnog profila reljefnog uzorka, čija se visina meri u odnosu na optičku osu navedene površine za preusmeravanje svetlosti modela i koja se proteže iznad osnove ravni okomite na navedenu optičku osu, dobija translacijom, paralelno sa optičkom osom i prema osnovnoj ravni, dela profila za vrednost rastojanja koja odgovara minimalnoj visini na kojoj njegove granične površine seku navedeni profil, čime se dobija izračunati profil reljefa koji ima reljefni obrazac smanjene dubine manje od δi.

3. Optički sigurnosni element prema bilo kojem od patentnih zahteva 1 i 2, pri čemu profil reljefne šare ima malu dubinu δfmanju ili jednaku 30 µm.

4. Optički sigurnosni element prema bilo kojem od patentnih zahteva 1 i 2, pri čemu profil reljefne šare ima malu dubinu δfmanju ili jednaku 250 µm.

5. Optički sigurnosni element prema bilo kojem od patentnih zahteva od 1 do 3, pri čemu je reflektujuć a površina koja preusmerava svetlost, ili refraktivna providna ili delimično providna površina koja preusmerava svetlost, postavljena na ravnu podlogu, ukupna debljina opti čkog sigurnosnog elementa manja ili jednaka 100 µm.

6. Optički sigurnosni element prema bilo kojem od patentnih zahteva od 1 do 5, pri čemu je njegov reljefni obrazac prilagođen da preusmeri upadnu svetlost primljenu iz tačkastog izvora, na rastojanju dsod površine koja preusmerava svetlost, i formira projektovanu sliku koja sadrži nagrizajuć u šaru na površini projekcije na udaljenosti diod površine koja preusmerava svetlost, sa vrednošć u dimanjom ili jednakom 30 cm i vrednosti odnosa ds/diveć om ili jednakom 5.

7. Optički sigurnosni element prema bilo kojem od patentnih zahteva od 1 do 6, ozna čavajući objekat izabran iz grupe koju čine: proizvodi široke potrošnje, poreske markice, lične karte, pasoši, kreditne kartice i novčanice.

8. Metod projektovanja reflektujuć e površine koja preusmerava svetlost, ili refraktivne providne ili delimično providne površine koja preusmerava svetlost, koja ima reljefni uzorak dubine δf, optičkog sigurnosnog elementa prilagođenog da preusmeri upadnu svetlost primljenu tačkastog izvora i formira projektovanu sliku koja sadrži nagrizajuć u šaru na površini projekcije, pri čemu navedeni nagrizaju ć i uzorak reprodukuje referentni obrazac i vizuelno je prepoznatljiv, naznačeno time što obuhvata korake:

a) izračunavanje profila reljefne šare sa diskontinuitetima; i

b) obrada površine komada optičkog materijala prema profilu reljefnog uzorka sa diskontinuitetima izračunatim u koraku a), čime se dobija mašinski obrađen profil reljefnog uzorka sa naglim varijacijama koje odgovaraju diskontinuitetima izračunatog profila reljefnog uzorka iz koraka a),

pri čemu se, u koraku a), izračunavanje profila reljefnog uzorka koji ima diskontinuitet obavlja sledeć im slede ć im koracima:

sečenje početnog profila reljefnog uzorka površine modela koja preusmerava svetlost na manje susedne delove profila, pri čemu navedeni početni profil reljefnog uzorka ima dubinu δive ć u od δfi može da se reprodukuje pomoć u optičke simulacije putanje navedene nagrizajuće šare na projekcijskoj površini pod osvetljenjem tačkastog izvora, pri čemu sečenje generiše graničnu površinu između bilo koja dva susedna dela profila koja se proteže paralelno sa optičkom osom navedene površine modela za preusmeravanje svetlosti; i

sažimanje duž optičke ose svakog dela profila koji se sastoji između dve uzastopne granične površine, čime se formira izračunati reljefni profil koji ima diskontinuitet duž svake granične površine.

9. Metod prema patentnom zahtevu 8, pri čemu:

u koraku a), dalji korak sažimanja dela profila početnog profila reljefnog uzorka, čija se visina meri u odnosu na optičku osu navedene površine modela koja preusmerava svetlost i koja se proteže iznad osnovne ravni okomito na navedenu optičku osu, izvodi se translacijom, paralelno optičkoj osi i prema osnovnoj ravni, dela profila za vrednost rastojanja koja odgovara minimalnoj visini na kojoj njegove granične površine seku navedeni deo profila, čime se dobija izračunati profil reljefa koji ima reljefnu šaru smanjene dubine manje od δi; i

u koraku b), površina komada optičkog materijala se obrađuje prema izračunatom profilu reljefne šare smanjene dubine manje od δi,

čime se dobija površina optičkog sigurnosnog elementa koja preusmerava svetlost sa reljefnim uzorkom smanjene dubine δfmanje od δi.

10. Metod prema bilo kojem od patentnih zahteva 8 i 9, pri čemu obrada površine komada optičkog materijala obuhvata bilo koju od ultra precizne mašinske obrade, laserske ablacije i litografije.

11. Metod prema bilo kojem od patentnih zahteva od 8 do 10, koji dalje obuhvata da je ma šinski obrađena površina za preusmeravanje svetlosti glavna površina za preusmeravanje svetlosti koja se koristi za pravljenje replike površine za preusmeravanje svetlosti.

12. Metod prema patentnom zahtevu 11, koji dalje obuhvata repliciranje ma šinski obrađene površine koja preusmerava svetlost na podlogu.

13. Metod prema bilo kojem od patentnih zahteva 11 i 12, pri čemu replikacija obuhvata jedno od livenja UV zraka i utiskivanja.