CN101512548B - 用于制造和显现光学隐藏标记的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一些方法，其用于记录-读取视觉隐藏信息，并可以用于显现视觉隐藏图像(标记)——其用于识别物体并保护它不被非授权复制(伪造)。本发明方法包括：预先抛光所关心物体的表面；通过修改抛光表面的至少一个区域，在所述表面上形成光学隐藏图像，由此改变被修改区域的表面能，同时修改粘滞度值——其像表面能一样取决于所关心表面上的表面电荷局域不平衡的程度。本发明方法也包括：通过在所关心物体的所述表面区域形成亚稳定介质，显现所述标记图像；依靠所述介质，获得一特殊结构形式的标记图像，所述特殊结构由亚稳定环境的稳定相粒子形成于该物体表面具有不同表面能的位置处。本发明方法的特征在于：在进行光学不可见标记图像的显现过程之前，所关心的具有被修改区域的表面通过摩擦被带电和清洁。
Description
相关技术
本发明涉及读出装置，其用于那些隐藏的不被视觉感知的信息，主要可以用于显现物体的隐藏的识别图像(标记)，这可以防范非授权复制(伪造)，以及用于以下方面的研究目的：通过表面能值的变化，显现物体表面层中的光学不可见结构。
现有技术
从现有技术中，已知一种用于创建和显现光学不可见标记的方法，根据该方法，依靠激光束，可以在被保护物(特别是钻石形式的珠宝)的表面区域形成隐藏的不能被肉眼感知的图像(保护性标签)，通过使用适当的光学设备可以使该图像随后显现(US，No.4467172)。
已知的显现隐藏的图像的技术方法的缺点包括，它的应用领域有限。例如，在给珠宝尤其是钻石作标记时，要通过光学设备显现的保护性标签的微结构的几何尺寸如此之大，以致它们被视为产品中的缺陷，由此显著地降低了产品的审美属性和价值。
还有一种创建和显现光学不可见标记的方法，根据该方法，通过修改物体的表面的至少一个区域，在物体的表面上创建光学不可见标记图像，然后通过蚀刻显现该标记图像微结构，随后使用强大的光学或电子显微镜观看该图像(RU，No.2073270，C1)。
这种已知的制造和显现光学不可见标记的方法的缺点，一如前例，包括其应用领域有限，因为它只能应用于薄膜形式的特殊聚合物材料，以及若不使用强大的显微镜就不能够显现潜藏的标记图像。
另外，该已知方法在第一次显现(也即，通过蚀刻显现)之后，不能将该标签保持为光学不可见。
最接近本发明的是以下的这种制造和显现光学不可见标记的方法，根据该方法，首先抛光物体的表面。在该抛光的表面上，通过修改该抛光表面的至少一个区域，形成光学不可见标记图像。表面修改的结果是，被修改位置的表面能改变了。继而，通过在前述的物体表面的附近建立一种亚稳定环境，使所述标记图像显现。通过所述环境，制造一特殊结构形式的标记图像，所述特殊结构由亚稳定环境的稳定相粒子形成于该物体表面具有不同表面能的位置处(WO.02/089041，C1，EP 1391841)。
该已知方法的缺点包括，视觉感知的标记图像的对比度相对低，因为修改过的和未修改的表面区域的表面能的差异小，因此图像质量高度依赖于所研究表面的污染情况。
此外，在标记重复显现期间，标记图像可能从之前显现图像开始，被以下结构的图像覆盖，所述结构由凝结物蒸发期间，多个凝结中心的融合和新中心的出现而形成(图1)。即，相对均匀的表面污染物微粒层(其总是出现在真实世界的显现中)在下列事件中被修改：液体在表面上的凝结，和凝结物的蒸发，伴随着随机分布的微粒孤岛在所考察表面上的形成。在随后的显现中，这些微粒孤岛可以成为另外的功能性凝结中心，扭曲标记图像。
发明公开
所公开的发明的主要任务是，在物体的表面创建持久的光学不可见标记(即借助任何光学显微镜都不可见)，通过增加凝结中心——其在显现期间形成标记——的密度以及通过降低表面污染物对所观看图像的对比度的影响，所述不可见标记在真实世界环境中具有高品质的显现图像，特别是具有高的对比度和高的空间分辨率以及具有任意数目的连贯显现周期。
所述任务的解决，是通过利用一种创建和显现光学不可见标记的方法，根据该方法，首先抛光物体的表面，通过修改抛光表面的至少一个区域，在该表面上形成光学不可见标记图像；所述表面修改的结果是，被修改位置的表面能改变了，继而，依靠在前述物体表面附近建立亚稳定环境，显现所述标记图像。通过所述环境，制造一特殊结构形式的标记图像，所述特殊结构由亚稳定环境的稳定相粒子形成于该物体表面具有不同表面能的位置处，其中，根据本发明，在进行光学不可见标记图像的每一个显现过程之前，所讨论的含有被修改区域的表面通过摩擦被电学地带电并清洁。
附图简述
下面的附图图示了本发明。
图1：具有光学不可见标记图像的物体表面，其正在根据原型方法进行显现过程。
图2：具有光学不可见标记图像的物体表面，其正在根据所要求保护的方法进行显现过程。
最佳实施方案
所要求保护的方法具体实施如下。
首先抛光物体的表面。通过修改抛光表面的至少一个区域，在该表面上形成光学不可见标记图像。所述表面修改的结果是，即通过改变所讨论物体的近表面原子层的组成和/或结构，改变被修改位置的表面能。被修改位置的表面能改变的同时，这些位置的粘附特性——其正如表面能一样是所讨论表面内的表面电荷不平衡度的函数——也改变了。继而，通过在前述物体表面附近建立亚稳定环境，可以显现所述标记图像。通过所述环境，制造一特殊结构形式的标记图像，所述特殊结构由亚稳定环境的稳定相粒子形成于该物体表面具有不同表面能的位置处。
所要求保护的方法的主要特征在于：在进行光学不可见标记图像的显现过程之前，所讨论的包括被修改区域的表面通过摩擦被电学地带电并清洁。
使所研究表面电学地带电的结果是：多余的静电荷按照修改过程中形成的表面电荷的局域不平衡水平，分布在这个表面上。这导致分布不均匀性的增强和表面电荷密度的增加，表面电荷在显现标记的过程中充当凝结源。这降低了被显现图像的对比度对所观看表面的污染水平的依赖性。
通过摩擦使电学带电也同时实现了对表面的清洁，因为，摩擦处理的结果是：那些从之前的显现过程开始，在凝结物蒸发后形成的杂质微粒孤岛——即扭曲标记图像的另外的功能性凝结中心——被移除。
这样，在通过摩擦电学地带电并清洁之后，当进行带有被修改位置的表面的显现时，增加了图像的对比度，同时降低了图像品质对所研究表面的污染水平的依赖性。
来自周边空气的过冷水蒸气——当空气接触所讨论的冷却的物体时形成的，通常被用作亚稳定环境。
由亚稳定环境的稳定相粒子形成的结构的图像，以水滴的形式显影在物体的表面上。
通过亚稳定环境在物体表面形成稳定相的动力学，取决于自由表面能，或粘附性的大小。在带有不同表面能的表面位置内，亚稳定环境以不同途径转化为稳定相。
该标记是持久的，因为，通过例如使用空间调制金属离子束(例如，铪、铬)获得的物体表面修改——其造成表面能的改变，导致带有被修改表面能的表面的组成和结构的稳定的(包括在周边环境条件下)改变。
所要求保护的方法的一个具体实施方案的一个实施例如下。
使用穿过模板掩模的离子束(铪离子)修改钻石样本的表面，隐藏(光学不可见)标记图像以铭文和图形的形式，被形成在钻石样品的抛光表面上。然后，通过对含有被修改位置的所讨论表面的摩擦，使该表面被电学地带电和清洁。装在介电框架中的光学元件擦布被用于表面的电学带电和清洁。注意，多种溶剂可以被用于清洁重度污染的表面；然而，在图像显现前一刻，在不使用任何液体的情况下(通过干摩擦)实施样品表面的电学带电和清洁。为了显现光学不可见图像，使该样品与热电珀耳帖元件的冷表面接触几秒。结果是，来自周边空气的水蒸气凝结在该冷却表面上。以一种以特殊方式分布在物体表面的凝结水滴的形式，光学不可见标记图像被显现，如附图的图2所示，其示出了放大30倍的、被视觉感知的、从凝结水滴形成的标记图像。
对原始标记(在图2中示出)实施了一年的试验显示，在试验期间的多次显现之后，图像对比度没有降低。使用亚稳定介质多次显现该标记图像，并不将该光学不可见标记图像变为永久可见图像。这不同于，例如，在原型方法中，在聚合物薄膜中的光学不可见标记通过使用碱蚀刻被显现之后，该光学不可见标记图像变为永久可见图像。
工业应用性
这样，所要求保护的发明可以在多个科技领域找到广泛应用，用于读/写被隐藏而不被视觉感知的信息。特别地，可以用于多次显现隐藏图像(标记)——其识别物体并防范非授权复制(伪造)，以及用于这样的科学研究目的：显现仅在其表面能的水平上有别的光学不可见结构。
Claims (1)
1.一种创建和显现光学不可见标记的方法，根据该方法，首先抛光物体的表面，通过修改抛光表面的至少一个区域，在该表面上形成光学不可见标记图像；所述表面修改的结果是，被修改位置的表面能改变，继而，通过在前述物体表面附近建立亚稳定环境，显现所述标记图像；通过所述环境，制造一特殊结构形式的标记图像，所述特殊结构由亚稳定环境的稳定相粒子形成于该物体表面具有不同表面能的位置处，其特征在于，在进行光学不可见标记图像的显现处理之前，所讨论的包括被修改区域的表面通过摩擦被电学地带电并清洁。
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