Многослойный носитель информации и способ записи информации
Изобретение относится к носителям информации типа идентификационных карт на основе многослойных полимерных пленок и может быть использовано при изготовлении документов, кредитных и идентификационных карт с колористическим решением их элементов. Способ записи информации в многослойный носитель на основе металлизированных слоев, чувствительных к лазерному излучению, включает воздействие лазерным излучением на цветообразующие металлизированные слои на основе пленок металлов, выделение областей, различающихся цветовой характеристикой, определение областей воздействия лазерного излучения на носитель информации в соответствии с цветовой характеристикой выделенных областей, определение размера растрирующего элемента и фокусирование пучка лазерного излучения в соответствии с размером растрирующего элемента, сканирование лазером области воздействия лазерного излучения, запись информации гравированием металлизированного слоя лазерными импульсами с энергией, соответствующей градациям цветовой характеристики выделенной области в информационном поле, при этом формируют каждый растрирующий элемент на глубину размещения цветообразующего металлизированного слоя посредством удаления металлического материала вышележащих металлизированных слоев в пределах растрирующего элемента лазерной абляцией, а области заданной цветовой характеристики отображают посредством растров с заданным углом поворота каждого растра в плоскости соответствующего металлизированного слоя. Изобретение обеспечивает повышение информативности и степени защищенности документов. 7 з.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретение относится к носителям информации типа идентификационных карт на основе многослойных полимерных пленок и может быть использовано при изготовлении документов, кредитных и идентификационных карт с колористическим решением их элементов для повышения степени защиты.
Известны носители информации на основе слоистых изделий, составленные из материалов с различными физическими свойствами, в частности многослойных полимерных пленок, слои которых могут быть чувствительны к различным видам воздействия, что обеспечивает послойную обработку изделия для получения требуемого изображения в объеме изделия или раздельную послойную обработку с последующим соединением слоев.
Известны способы записи изображения на носители информации с использованием растрового изображения рисунка, составленного из однотипных элементов (отверстий, линз, щелей), определенным образом расположенных на поверхности носителя информации, которые могут изменять ход падающих лучей, обеспечивая уникальность отображения рисунка при просмотре или контроле.
Известен носитель информации в виде карты, составленной несколькими прозрачными слоями с внесенной в каждый слой информацией, которые соединены при повышенных температуре и давлении. Визуально информация, внесенная в слои карты, объединена в изображение трехмерной структуры, и если изображение состоит из штрихов или линий, то при просмотре под углом отдельные элементы изображения в слоях могут накладываться друг на друга, возникает эффект муара /DE 2532935/. Однако при соединении слоев в карту и ее ламинировании трудно обеспечить точное взаимное позиционирование слоев из-за влияния температуры и давления, что может привести к искажению результирующего изображения, его локальным деформациям.
Известен носитель информации на основе многослойной полимерной пленки, а именно многослойное изделие с оптически переменной структурой /RU 2440248/, перекрывающий печатный растр. Восприятие записанной информации определяется геометрией линий растров, их цветностью и взаимной ориентацией растров, так что при рассматривании изображения по нормали к покрытию оно полностью различимо под неокрашенными участками элементов трехмерного растра и воспринимается как однотонное, а при рассмотрении под углом различима часть покрытия, находящаяся на поверхности трехмерного растра, обращенная к наблюдателю и не закрытая окрашенными элементами трехмерного растра, которая воспринимается как муаровое изображение, в котором граница двух цветов печатного растра проходит преимущественно по наклонным участкам трехмерного растра, образуя цветные полосы. В случае использовании трехмерного растра при рассмотрении покрытия под разными углами наблюдается динамический эффект смещения границ цветных полос, что облегчает визуальный контроль подлинности документа, например банкноты. Известное изделие использует трехмерный растр из набора отдельных слоев с определенными физическими свойствами как маску для печатного растра, поэтому из-за формирования муара и цветных полос с едва уловимыми различиями трудно определить (неквалифицированному пользователю), получено ли изображение с истинным, а не поддельным трехмерным растром.
Известен носитель информации, используемый как защитный элемент для полиграфической продукции (ценные документы, банкноты, кредитные карты и др.), который может быть укреплен, например, на обложке книги, служащей одновременно нижним слоем защитного элемента /RU 2386544/. Известный носитель информации содержит многослойную полимерную прозрачную пленку, в которой на верхней поверхности верхнего слоя пленки записано первое растрированное изображение с разрешением того же порядка, что и толщина пленки, а на нижней поверхности одного из нижележащих слоев полимерной пленки или на поверхности защищаемой продукции записано второе растрированное изображение, отличное от первого и расположенное таким образом, что при просмотре носителя информации на отражение под различными углами или на просвет записанное изображение плавно меняется от позитивного к негативному или наоборот. Первое и второе растрированные изображения могут быть выполнены прозрачными, и/или полупрозрачными, и/или светоотражающими, и/или люминесцирующими, и/или рельефными. В частных случаях первое растрированное изображение выполнено на верхней поверхности одного из нижележащих слоев, но выше второго растрированного изображения оба растрированных изображения выполнены с помощью линейного растра, причем первое растрированное изображение содержит линейные элементы, которые сдвинуты по фазе в зависимости от уровня серости растрируемого полутонового рисунка, второе растрированное изображение может быть выполнено растрирующими элементами различного цвета. Запись изображений производят методами локальной карбонизации и/или гравирования с помощью лазерного луча в поверхностных слоях пленки толщиной 1-10 мкм и/или методом двусторонней печати (термодиффузионное копирование). Склеивание слоев производят адгезивным материалом с повышенным показателем преломления, за счет чего лазерный луч не выходит за пределы слоя, в котором выполняют растровое изображение, отражаясь от границы раздела слоев. Цветное изображение обеспечивается нанесением на слой пленки термолака или слоя металла. Поскольку растрированные изображения различаются, при просмотре под разными углами возникает эффект муара и плавное изменение изображения. Недостаток такого носителя информации может проявляться в нечеткости изображения, обусловленной размягчением адгезивного материала при выполнении растра. Нечеткость изображения маскируется муаром, но может быть неприемлема для документов, требующих высокой степени аутентичности и точного позиционирования растра в отдельных слоях.
Известен многослойный носитель информации /CA 2825062/, который (в одной из реализаций) содержит верхний и нижний покровные слои из прозрачного или светопропускающего полимерного материала, размещенный между ними центральный слой из прозрачного, хотя бы частично, полимерного материала, при этом на верхней и нижней поверхностях центрального слоя размещены металлизированные слои, чувствительные к воздействию лазерного излучения.
Известный способ записи информации в многослойный носитель с металлизированными слоями, чувствительными к воздействию лазерного излучения, которые размещены между верхним и нижным покровными слоями прозрачного или светопропускающего полимерного материала и разделены слоем полимерного материала /CA 2825062/, включает воздействие излучением лазера на один или на оба металлизированных слоя посредством точечных растрирующих элементов с получением сквозных отверстий в металлизированных слоях за счет лазерной абляции металла в заданных границах информационного элемента. В результате информационный элемент будет виден на просвет или под углом к нормали к покровному слою. В частном случае информационный элемент может быть выполнен отдельно и присоединен к центральному слою из прозрачного полимерного материала, в этом случае фрагменты одного или обоих металлизированных слоев предварительно удаляют лазерным излучением в пределах подобласти информационного элемента, что обеспечивает его просмотр в составе носителя информации. Известный носитель информации обладает хорошими эксплуатационными характеристиками - прочностью, долговечностью, хорошей защитой от подделок типа внесения измененных данных (фотографии, подпись и др.), т.к. подобные подделки крайне трудоемки в обеспечении позиционирования элементов изображения и могут быть легко обнаружены при исследовании обработанных лазером металлизированных слоев. Вместе с тем получаемый таким образом информационный элемент имеет ограниченные цветовые характеристики, соответствующие цветам светопропускающего полимерного материала, просвечивающего сквозь отверстия, и металлического материала промежутков между сквозными отверстиями. Подобное ограничение изобразительных характеристик носителя информации снижает возможности адекватного отображения информационных элементов и, следовательно, передачи изображения и установления его аутентичности, что является недостатком, например, в случае отображения средств индивидуализации в составе носителя информации.
Известный способ записи информации в многослойный носитель на основе металлизированных слоев, чувствительных к воздействию лазерного излучения, включающий воздействие лазерным излучением на металлизированные слои с образованием растрирующих элементов в пределах заданной области воздействия, определяемой информационным полем, и удаление металлического материала металлизированного слоя в растрирующих элементах посредством лазерной абляции, выбран в качестве ближайшего аналога заявляемого изобретения.
Задача изобретения состоит в расширении эксплуатационных характеристик многослойного носителя информации за счет колористического исполнения фрагментов информации, в повышении информативности документа, выполненного на многослойном носителе информации, надежности распознавания информации и степени защищенности документов, выполненных на подобных носителях.
Задача решена тем, что в способе записи информации в многослойный носитель на основе металлизированных слоев, чувствительных к воздействию лазерного излучения, включающем воздействие лазерным излучением на металлизированные слои с образованием растрирующих элементов в пределах заданной области воздействия, определяемой информационным полем, удаление металлического материала металлизированного слоя в растрирующих элементах посредством лазерной абляции, в соответствии с изобретением воздействуют лазерным излучением на цветообразующие металлизированные слои на основе пленок металлов, в информационном поле выделяют области, различающиеся цветовой характеристикой, определяют области воздействия лазерного излучения на носитель информации в соответствии с цветовой характеристикой выделенных областей в информационном поле, задают размер растрирующего элемента и фокусируют пучок лазерного излучения в соответствии с размером растрирующего элемента, сканируют лазером заданную область воздействия лазерного излучения, запись информации производят гравированием металлизированного слоя лазерными импульсами с энергией, соответствующей градациям цветовой характеристики выделенной области в информационном поле, при этом формируют каждый растрирующий элемент на глубину размещения соответствующего цветообразующего металлизированного слоя посредством удаления металлического материала вышележащих металлизированных слоев в пределах растрирующего элемента лазерной абляцией, а области заданной цветовой характеристики отображают посредством растров с заданным углом поворота каждого растра в плоскости соответствующего металлизированного слоя.
Кроме того, в качестве растра выбирают регулярный растр или стохастический растр.
Кроме того, растрирующие элементы выполняют различными по виду и размерам.
Кроме того, растрирующие элементы выполняют идентичными.
Кроме того, лазерную абляцию металлизированных слоев производят импульсным волоконным лазером с длиной волны излучения 1070 нм, мощностью лазерного излучения 20 Вт и максимальной энергией импульсов 1 мДж, и длительностью импульсов 4-50 нс.
Кроме того, цветовой характеристике выделенной области сопоставляют величину мощности лазера.
Кроме того, углы поворота растров выбирают из условия минимального перекрытия растрирующих элементов различных металлизированных слоев.
Кроме того, воздействуют лазерным излучением на цветообразующие металлизированные слои на основе пленок металлов, размещенные по глубине носителя информации в порядке возрастания энергии лазерной абляции для выбранных металлов слоев.
Технический результат изобретения состоит в выполнении в носителе информации окрашенного изображения, представленного градациями и оттенками цвета обработанных лазером металлических слоев, что повышает качество изделия, надежность распознавания информации, а также снижает расходы на изготовление подобных документов.
Сущность изобретения основана на физических эффектах взаимодействия лазерного излучения с полимерами и металлами. Известно, что при достаточно короткой длительности импульсов (несколько десятков наносекунд) и высокой плотности энергии импульса сфокусированного лазерного излучения малый объем металла может быть расплавлен и испарен (лазерная абляция) до того, как тепловая энергия из облучаемой зоны успеет заметно распространиться в соседние области металла.
В случае когда непрозрачный слой металла заключен внутри полимерных слоев, испаряемый металл под действием высоких температур переходит в парообразное состояние и по завершении воздействия лазерного излучения осаждается между слоями полимера в форме мелкодисперсных частиц с характерными размерами 400-3000 нм. Ввиду малого размера частиц и относительно небольшой их концентрации после охлаждения достигается уровень прозрачности слоя полимера, достаточный для обработки следующего, нижележащего, слоя металла. Слои полимера при этом не теряют целостность, поскольку обладают свойством термопластичности. Ввиду достаточно малой длительности воздействия (4-50 нс) тепловая энергия не распространяется заметно в соседние области металла и полимера. Полимер в зоне воздействия локально деформируется, но поскольку зона воздействия сопоставима с размером пятна обработки (10-15 мкм), деформация полимера в области обработки не приводит к нарушению структуры слоев в целом. Таким образом, достигается последовательная деметаллизация всех цветообразующих слоев металла, кроме фонового, а локальная деформация полимера не влияет в целом на качество деметаллизированного изображения и структуру слоев в целом.
Не подвергнутая лазерной абляции часть металлизированного слоя образует плоскую фигуру цвета соответствующего металла. Комбинируя металлизированные слои, образованные металлами различных цветов, можно получать фигуры соответствующих цветов и объединять их в цветное изображение. Запись информации лазером в технике растрированного изображения предусматривает расположение металлизированных слоев в многослойном носителе по его глубине, что обеспечивает полностью или частично монохромное изображение или составленное цветами металлов при неперекрывающихся растрах, а при выполнении отдельных растров, различающихся мощностью лазерного воздействия и имеющих определенные углы поворота в плоскости соответствующего металлизированного слоя, можно получить изображение с градациями цвета соответствующего металла. При этом запись информации может быть произведена как с одной стороны носителя (при одностороннем от фонового металлизированного слоя расположении цветообразующих металлизированных слоев), так и с его обеих сторон (при двустороннем - зеркальном - их расположении в направлении от фонового металлизированного слоя к оптически прозрачным покровным слоям). В общем случае, сканируя лазером поверхность носителя информации, можно отобразить последовательно соседние цветовые фрагменты изображения, меняя энергию импульсов и фокусировку лазерного излучения, воздействующие на цветообразующие металлизированные слои в каждом растрирующем элементе, при одновременном повороте растра для соответствующего цвета металлизированного слоя, что реализуется при программном управлении лазерной установкой. В частном случае упорядоченного расположения цветообразующих металлизированных слоев в соответствии с возрастанием энергии лазерной абляции возможно осуществлять последовательную обработку цветообразующих металлизированных слоев изоэнергетическими импульсами лазерного излучения, осуществляя требуемую для гравирования каждого из слоев фокусировку излучения при заданном повороте растра. Пороговые энергии лазерной абляции металлов возрастают для металлов ряда алюминий Al - нержавеющая сталь Fe - медь Cu -золото Au.
Сущность изобретения поясняют фиг. 1-8. На фиг. 1 представлен (в разрезе) носитель информации на основе многослойной полимерной пленки с изолированными металлизированными слоями. На фиг. 2 представлен пример исходной информации, записываемой в многослойный носитель по фиг. 1, а именно фото для документа; на фиг. 3 представлен иллюстративный фрагмент исходного изображения с фиг.2; на фиг. 4 представлен растрированный фрагмент исходного изображения, записанный лазерной гравировкой первого металлизированного слоя (алюминия), угол поворота растра равен 0 (исходная ориентация оси растров); на фиг. 5 - растрированный фрагмент исходного изображения, записанный лазерной гравировкой первого металлизированного слоя (алюминия) с поворотом растра на угол 75°; на фиг. 6 - растрированный фрагмент исходного изображения, записанный лазерной гравировкой второго металлизированного слоя (нержавеющая сталь) с поворотом растра на угол 15°; на фиг. 7 - растрированный фрагмент исходного изображения, записанный лазерной гравировкой второго металлизированного слоя (нержавеющая сталь) с поворотом растра на угол 45°; на фиг. 8 - результирующее растрированное изображение с фиг. 1, записанное в носитель информации в соответствии с заявляемым способом.
Многослойный носитель информации (фиг. 1), например идентификационная карта, содержит верхний покровный слой (1), нижний покровный слой (2) (оба слоя - из полимерного материала, например поликарбоната), при этом металлизированные слои (3) выполнены из пленок различных металлов (4), чувствительных к лазерному излучению, и соединены каждый со слоем полимерного материала (5). Соединение металлической пленки (4) со слоем полимерного материала (5) может быть выполнено с помощью оптически прозрачного адгезивного материала или путем спекания, что позволяет также размещать металлическую пленку фрагментарно, отдельными кусками, на ее полимерной основе, например лавсановой пленке. Нижний металлизированный слой (6), выбранный фоновым, может быть присоединен непосредственно к обратной стороне полимерной пленки (5), на другой стороне которой размещен вышележащий цветообразующий металлизированный слой (3) (фиг. 1). Слои полимерного материала (5), разделяющие металлизированные слои (3), прозрачны для оптического излучения. Металлизированные слои (3) различаются цветом металла пленки, в частности алюминий имеет серебристый цвет, нержавеющая сталь - серый цвет, титан или тантал - темно-серый, медь - красный цвет, золото - желтый цвет. Если нижний цветообразующий металлизированный слой выбран фоновым, то нижний покровный слой (2) может быть как прозрачным, так и непрозрачным, выполняя свою защитную функцию. Поскольку визуализировать отдельные цвета металлических пленок возможно только после удаления фрагмента (7) непрозрачного металлизированного слоя (3), лежащего выше, обработку носителя информации проводят с учетом порядка размещения цветообразующих слоев (3), как сказано выше.
При необходимости записи информации в многослойный носитель с двух его сторон фоновый металлизированный слой (6) может быть размещен внутри, например в центре многослойного носителя информации, а ниже фонового металлизированного слоя (6) цветообразующие металлизированные слои (3) размещены в порядке убывания лазерной энергии абляции в направлении к нижнему покровному слою (2) и также разделены слоями полимерного материала (5), прозрачного для оптического излучения. Для такой записи нижний покровный слой (2) должен быть выполнен прозрачным для оптического излучения.
Для лазерной обработки многослойных носителей информации используют импульсный волоконный лазер с длиной волны излучения 1070 нм с мощностью лазерного излучения 20 Вт и максимальной энергией в импульсе 1 мДж. Длительность импульса лазерного излучения 4 - 50 нс. Сканирование лазерного излучения проводят с помощью двухкоординатной сканирующей головки с гальванометрическими сканерами. Для фокусировки лазерного излучения используют фокусирующую оптику, например плоскопольный сканирующий объектив с фокусным расстоянием 100 мм, размером пятна фокусировки 10-15 мкм, обеспечивающий поле обработки 50 × 50 мм. При записи информации обработку заготовки многослойного носителя информации лазерным излучением ведут при неподвижном положении заготовки относительно лазерной обрабатывающей головки, что обеспечивает четкость изображения за счет точности позиционирования пучка лазерного излучения.
Изображение, записываемое в многослойный носитель информации, представляет собой информационное поле, которое условно разделяют на фрагменты различной цветности. Деление на фрагменты может быть сколь угодно дробным, т.к. при невозможности достижения точной передачи цвета в ряде случаев (при визуальном восприятии записанной информации) можно учитывать разрешающую способность глаза человека и психофизиологические свойства зрительного аппарата человека, синтезирующего сложный цвет из двух простых цветов.
Запись информации в многослойный носитель информации с цветообразующими металлизированными слоями (3) производят следующим образом. Информационное поле, разделенное на цветовые фрагменты, записывают в память программно-управляемого устройства для лазерной обработки заготовок полимерных носителей информации с металлизированными слоями, описанных выше. Выбирают вид растрирующих элементов, например точечные, и сканируют лазерным лучом поверхность носителя информации с заданным шагом исполнения растрирующих элементов путем гравирования. При воздействии лазерных импульсов на металлизированные слои (3) с энергией, достаточной для лазерной абляции металла, последовательно удаляется металл в области воздействия на фрагмент (7) металлизированного слоя (3) в слоях носителя информации в направлении распространения лазерного излучения до металлизированного слоя нужного цвета, в результате элемент растра представляет собой прозрачный вертикальный канал между наружным покровным полимерным слоем (1) и нижележащим цветообразующим металлизированным слоем (3) или фоновым цветообразующим металлизированным слоем (6) с фрагментами прозрачных для лазерного излучения промежуточных полимерных слоев, сквозь которые виден неповрежденный цветовой слой металла. При просмотре в направлении нормали к поверхности носителя информации мозаика растрирующих элементов отображает исходное информационное поле.
При выборе линейного (регулярного) растра растрирующие элементы формируют лазерными импульсами с перекрытием зоны воздействия лазерными импульсами на конкретные металлизированные слои, что позволяет получать прорисовку отображаемых элементов в виде непрерывной линии, при этом растрирующие элементы могут иметь различный вид (форму) и размеры, обеспечивающие оптимальное выполнение лазерного воздействия. Конфигурацию растра рассчитывают и задают к исполнению программным путем, растр выполняется при сканировании соответствующего цветообразующего металлизированного слоя вариацией размера растровой точки. В этом случае растровая точка не соответствует напрямую пятну лазерной обработки и регулируется не размером пятна, а количеством пятен, формирующих данную растровую точку. При выборе точечного (стохастического) растра размер растрирующего элемента задают путем фокусировки лазерного излучения.
Таким образом, информацию, например исходное полноцветное изображение или набор цветовых символов, сопоставляют с энергетическими характеристиками лазерного воздействия и отображают в многослойном носителе информации совокупностью отдельных растровых изображений путем последовательной деметаллизации цветообразующих металлизированных слоев.
Пример конкретного выполнения. В многослойный полимерный носитель информации, содержащий цветообразующие металлизированные слои (3), записывали фото для документа размером 30 × 40 мм (фиг. 2). Для записи изображения использовали устройство для лазерной гравировки с длиной волны излучения лазера 1070 нм, мощностью лазерного излучения 20 Вт, максимальная энергия в импульсе составляла 1 мДж, длительность импульса выбрали равной 20 нс. Максимум лазерной энергии в импульсе соответствовал энергии лазерной абляции металлов последнего металлизированного слоя, в котором записывали информацию, что обеспечивало проявление цвета фонового металлизированного слоя. Выбрали заготовку носителя информации с наружными покровными слоями (1) и (2) из поликарбоната, цветообразующие металлизированные слои (3) расположены в заготовке под покровным слоем поликарбоната (1) в следующем порядке: слой (3) с пленкой (4) алюминия, слой с пленкой (4) нержавеющей стали, нижний фоновый слой (4) с пленкой меди, металлизированные слои отделены друг от друга слоями прозрачного полимера (5). Заготовку разместили на столе, сканирование лазерного излучения проводили с помощью двухкоординатной сканирующей головки с гальванометрическими сканерами, что обеспечивало поле обработки в пределах 50×50 мм, лазерное излучение фокусировали плоскопольным сканирующим объективом с фокусным расстоянием 100 мм, что обеспечило размер пятна фокусировки 10-15 мкм. Выполняли лазерную гравировку изображения (фиг. 2) с использованием точечного растра в каждом из цветообразующих слоев, при этом ориентировка растра в первом металлизированном слое принималась за исходную, от которой отсчитывался угол поворота других растров (угол растра равен 0).
Прием поворота цветовых растров известен из техники выполнения полноцветных изображений по системам цветового деления RGB (R - красный, G - зеленый, B - голубой) или CMYK (Cyan - голубой, Magenta - пурпурный, Yellow - желтый, и их суммы - Black - черный), обеспечивающим получение полноцветных изображений за счет основных цветов и их смешения в различных сочетаниях, однако в случае лазерной гравировки цвету может быть сопоставлена адекватная энергия импульсного воздействия общего количества лазерных импульсов в каждом растре. Энергия импульсов лазера для абляции каждого из металлизированных слоев и энергия импульсов лазера для получения градаций потемнения изображения при гравировке металлизированного слоя, а также углы поворота растров были определены опытным путем. Предварительно было установлено, что градации цвета при лазерной гравировке металлизированных слоев на основе алюминия и нержавеющей стали различаются оттенками серого и серо-голубого цветов, что было использовано для повышения контрастности растровых изображений и придания им колористического характера. С учетом такого эффекта исходное изображение было разделено программным путем на фрагменты, гравировку которых программно-управляемым лазером следовало производить в различных металлизированных слоях с различной энергией лазерных импульсов.
При записи изображения с фиг. 2 на заготовку воздействовали импульсным лазерным излучением мощностью в 16% от максимальной мощности с различной длительностью лазерного воздействия в пределах каждого соответствующего растрового элемента, соответственно требуемой градации цвета. Процесс гравирования в первом металлизированном слое алюминия (серого цвета) привел к образованию градаций серого цвета в соответствующих фрагментах изображения. Запись информации можно проиллюстрировать фрагментом исходного изображения (изображение глаза) (фиг. 3), а на фиг. 4 представлено изображение того же фрагмента, записанного в первый металлизированный слой путем точечного растрирования с углом растра 0°. Затем увеличили мощность лазерного излучения до величины 18% от максимальной мощности, а точечный растр повернули на угол 75° для выполнения на пленке алюминия комплементарных фрагментов изображения с другой степенью потемнения и другими оттенками серого цвета, который, частично перекрывая первый растр, привел к плавному переходу оттенков серого (фиг. 5). Для выполнения программно выделенных цветовых областей, комплементарных цветовым областям, проработанным в первом металлизированном слое, на второй металлизированный слой из нержавеющей стали воздействовали лазерным излучением мощностью 21% от максимальной для воспроизведения соответствующих фрагментов изображения в серо-голубоватом цвете. Растр повернули на угол 15° и выполнили растрированный фрагмент исходного изображения гравировкой второго металлизированного слоя, что привело одновременно к лазерной абляции вышележащих областей первого металлизированного слоя - слоя алюминия. В результате поворота растров некоторое количество растровых элементов может частично перекрываться, что сглаживает изображение, обеспечивает плавный переход цветовых оттенков (фиг. 6). На четвертом шаге обработки повысили мощность лазерного излучения до 23% от максимальной и повернули растр на угол 45° относительно исходного, прорабатывая лазерной гравировкой на слое нержавеющей стали более темные оттенки серо-голубого цвета, вплоть до черного (фиг. 7). Для выполнения фона изображения повысили мощность лазерного излучения до величины, обеспечивающей лазерную абляцию последнего из цветообразующих слоев с записанной информацией, чем удалили одновременно все вышележащие области металлизированных слоев, комплементарные областям, занятым гравировкой изображения. Прозрачность полимерных слоев, разделяющих металлизированные слои, обеспечивает просмотр тонированного изображения на цветном фоне, в рассматриваемом примере - изображение серо-голубого цвета на желтом (красном) фоне меди. Результирующее изображение приведено на фиг. 8.
Используемая лазерная гравировка многослойного носителя информации обеспечила последовательное преобразование исходного цветного изображения в растрированные фрагменты с различными углами растра. Последовательность гравировок соответствует последовательности деметаллизации слоев, требуемой для создания колористического эффекта, - алюминий (верхний слой) и нержавеющая сталь (средний слой), а фоновый медный слой становится видимым после обработки этих двух слоев, при этом выбор материала металлизированных слоев и фонового слоя может быть иным. Исходное цветовое изображение разбито на несколько разных растрированных изображений в соответствии с применяемой мощностью лазерного излучения для выполнения гравировки с оттенками цвета. Растры каждого изображения имеют разные углы для того, чтобы растрирующие элементы (растровые точки) в наименьшей степени пересекались, исключая появление муара. Деметаллизацию слоев проводят с высоким разрешением - не менее 1300 точек/дюйм, размер обрабатывающего пятна при этом должен быть не более 20 мкм. Наилучший результат достигнут при номинальных параметрах: 2000 точек/дюйм, размер пятна 12,5 мкм, максимальная средняя мощность лазерного излучения составляет 20 Вт. Контроль формы и размеров растрирующих элементов в процессе лазерной обработки в области фокусировки лазерного пучка может быть проведен известным оптическим методом с использованием телевизионной камеры с выводом информации в память компьютера или с помощью цифрового микроскопа с увеличением 100× и программных измерительных средств.
Изобретение позволяет производить персонализацию высокозащищенных документов, обеспечить качественное воспроизведение колористического изображения высокой четкости при записи, что повышает информативность и защищенность носителей информации от подделок.
1. Способ записи информации в многослойный носитель информации на основе металлизированных слоев, чувствительных к лазерному излучению, включающий воздействие лазерным излучением на металлизированные слои с образованием растрирующих элементов в пределах заданной области воздействия, определяемой информационным полем, удаление металлического материала металлизированного слоя в растрирующих элементах посредством лазерной абляции, отличающийся тем, что воздействуют лазерным излучением на цветообразующие металлизированные слои на основе пленок металлов, в информационном поле выделяют области, различающиеся цветовой характеристикой, определяют области воздействия лазерного излучения на носитель информации в соответствии с цветовой характеристикой выделенных областей в информационном поле, задают размер растрирующего элемента и фокусируют пучок лазерного излучения в соответствии с размером растрирующего элемента, сканируют лазером заданную область воздействия лазерного излучения, запись информации производят гравированием металлизированного слоя лазерными импульсами с энергией, соответствующей градациям цветовой характеристики выделенной области в информационном поле, при этом формируют каждый растрирующий элемент на глубину размещения соответствующего цветообразующего металлизированного слоя посредством удаления металлического материала вышележащих металлизированных слоев в пределах растрирующего элемента лазерной абляцией, а области заданной цветовой характеристики отображают посредством растров с заданным углом поворота каждого растра в плоскости соответствующего металлизированного слоя.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве растра выбирают регулярный растр или стохастический растр.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что растрирующие элементы выполняют различными по виду и размерам.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что растрирующие элементы выполняют идентичными.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют импульсный волоконный лазер с длиной волны излучения 1070 нм, максимальной средней мощностью лазерного излучения 20 Вт, максимальной энергией импульсов 1 мДж и длительностью импульсов 4-50 нс.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что цветовой характеристике выделенной области сопоставляют величину мощности лазера.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что углы поворота растров выбирают из условия минимального перекрытия растрирующих элементов различных металлизированных слоев.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что воздействуют лазерным излучением на цветообразующие металлизированные слои на основе пленок металлов, размещенные по глубине носителя информации в порядке возрастания энергии лазерной абляции для выбранных металлов слоев.
