CN1122943C - 具有衍射构件的信息载体 - Google Patents

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Abstract

信息载体具有至少一个衍射结构，该衍射结构由微观精密凸纹结构构成，在用相干光照射时在两个空间上分开的方向上产生一个客体的第一像和第二像。该像在屏幕上变成可见，或可用光检测器检测。两个相具有强光图像元和相当弱的弱光图像元，由于第二像的弱光图像元可与第一像的强光图像元相联系，反之亦然，所两个像存在对称性。这种信息载体适合于作各种文件例如钞票、通行证、身份证、信用卡等防伪元件，其中至少一部分防伪信息在非相干光照射条件下是看不见的。

Description

具有衍射构件的信息载体
技术领域
本发明涉及具有衍射构件的信息载体。
背景技术
这种信息载体最适合用作各类文件的防伪元件，因为它们具有仅在相干光照射时才能用眼睛或光检测器分辨的信息项目。
在傅里叶、菲涅尔和夫郎霍夫全息照相图的情况下，全息贮存的客体在正常光照条件下即基本上为不相干光照射条件下是看不见的。但是用相干光照射全息图时，客体便可重现为实像或虚像。另一方面，在白光全息图例如彩虹信息图的情况下，或者在一定容量的全息图情况下，也能利用普通的光照分辨贮存的客体。在1979年由Academic Press Inc.出版的“光学全息照相法手册”中综述了全息照相法的领域。
德国公开申请(DE-OS)No.4237415提出具有傅里叶变换全息图的信息载体，该全息图在用激光照射时产生全息记录的两维客体的像，该像在适当配置的屏幕上变成可见。激光只需照射全息图的很小表面部分便足以在屏幕上形成可见的客体像。傅里叶全息图特别有利的特性是，以那种方式重现的像独立于信息载体的平动运动，而且具有很大的景深。从上述手册中的傅里叶全息照相法有关部分可知，重现不仅涉及产生客体的单一直接像，而且还涉及产生第二共轭像。沿垂直方向照射，两个像相对于激光束的轴线成点对称关系，而且亮度相同。从EP0640891中已知这种装置。
用相干光照射傅里叶全息图产生的代表词“CSIRO”的客体的两个像的照片作为例子示于Hariharan的书“光学全息照相法”中，该书是由剑桥大学出版社(ISBN0521311632)出版的“剑桥现代光学研究：2”丛书中的一本。
根据欧洲现金卡可知，已将傅立叶全息图和在正常光照条件下可目视的信息图结合起来，在该现金卡的情况下，在用相干光照射例如用激光照射时在屏幕上字母“ABNH”变成可见。
傅里叶全息图例如可呈微观上为精细花纹结构的形式，又称作表面花纹，所以它们可以被廉价地复制，方法是将花纹压印在热塑性塑料层上或模铸在一种紫外光硬化层上。在用可见光激光照射时在适当配置的屏幕上可以看见客体的两个像，其亮度相同。
也可以采用计算机来生成产生预定像的全息图，不用傅立叶全息照相法。适合于此目的东西具体是开诺全息照片，该照片被作成呈表面凸纹的形式。
发明内容
本发明的一个方面是提供一种信息载体，该载体为一复合叠层，包括一载体薄片，在该薄片上按规定顺序设置一中间层，一第一胶膜层，一反射层，一第二胶膜层和粘合剂层，该载体具有至少一个衍射结构，该衍射结构由包含衍射构件的表面部分构成，该衍射构件由微观上很细的嵌在两个胶膜层之间的凸纹构件组成，其中，用相干光照明衍射结构时，物方的第一像和第二像变成可以在屏幕上在两个空间分开的方向上看到或可以用光电检测器进行分析，该信息载体的特征在于：该凸纹构件中的至少一个构件具有非对称的断面形状；所有表面部分的衍射构件在空间频度和方位角中的至少一个特性上有差别，使得在用垂直入射相干光照射整个衍射结构时，在表面部分上衍射的所有部分光束在空间中具有分开的方向，其中，衍射结构包括作为物方的信息，该信息在外界的非相干光照明条件下，不能用肉眼辨认，而该信息只有在用相干光照明时才能产生两个空间上分开的亮度不同的同一二维物方的几何形状一样的像，其中，两个像可以同时在漫射屏幕上看到，或其中，可使光束部分入射在光检测器上，以便分析该部分光束中所选部分的强度，其中两个像包括强光像元和/或光强较弱的像元，其中第一像的强光像元在第二像的弱光像元中，反之亦然。
本发明的实施例提供一种信息载体，该载体用相干光照射时产生在屏幕上可以看见的像和/或可以用适当配置的光检测器检测其强度分布的像，该载体可以用全息照相法仿造或复制。
获得本发明实施例的方法是基于这样一种想法，即避开全息图中固有的特性，即避开在全息图由相干光波照射时产生具有相同像内容和亮度基本相等的客体的直接像和共轭像，或者是至少形成光强度不同的两个像。此目的之所以能达到，在于在信息载体的情况下，使得用于产生客体像的衍射构件可以将入射的相干光散开成具有不同强度的光束部分。具体是，具有非对称断面形状的衍射构件特别适合于此目的。
在使用信息载体作防伪元件而该防伪元件又具有高度防伪造安全性时，最好首先设计一种检验防伪元件的装置，使得可以同时在一个观测屏上以并列的方式看到单一客体的直接像和共轭像，而像的亮度具有不同级别，其次，最好是使信息载体的衍射构件具有这样一种构形，使得两个不同的客体被贮存在构件中。在重现时，第一客体的直接像与第二客体的共轭像重叠或相反。当直接像显著比共轭像亮时，用眼观察很容易分辨直接像。在用全息法生产或仿造的伪造品的情况下，两个客体的直接像和共轭像的亮度基本上相同，因而首先感觉到在屏幕上的像多少仅为亮暗模糊的斑点，其次是两个像的外观基本上相同。
附图说明
下面参考附图较详细说明本发明的实施例，这些附图是：
图1是具有衍射构件的信息载体的横截面图，该载体呈复合叠层的形式；
图2是贴有信息载体的文件的平面图；
图3a，3b是衍射结构的像；
图4a～4c示出锯齿形衍射光栅的像；
图5示出用衍射构件产生的花样；
图6示出用衍射构件产生的其它花样；
图7示出包含书写字母的像；
图8示出目视检测隐含在信息载体中的信息的装置；
图9示出仪器检测隐含在信息载体中信息的装置。
具体实施方式
图1是视图，该图与形为复合叠层1的信息载体2不成比例。复合叠层1具有载体薄片3，在该薄片上按规定顺序配置中间层4、第一胶膜层5、反射层6、第二胶膜层7和粘合剂层8。衍射构件9嵌在两个胶模层5、7之间。衍射构件9在微观上是精密凸纹结构，该结构表现为例如光栅构件的形式，该光栅构件的几何参数线距、取向和断面形状按预定方式局部地变化。示于图1的衍射构件9是沿X轴线取向的一维光栅，它具有非对称的锯齿形的断面形状。光栅9的特征在于线间距d和断面高度h。光栅9衍射和折射一部分入射激光束10，形成第一正衍射级的光束部分11，并使另一部分光束形成第一负衍射级的光束部分12。再一部分激光束向后反射形成零级衍射。激光束10的光是波长为λ的单色相干光。线间距d根据关系式sinθ＝nλ/d进行如此选择，该式中n为整数，θ代表第n级衍射最大的衍射角，使得仅对n＝1和n＝-1产生衍射最大。由于光栅9的非对称断面形状，所以光束部分11的强度大于光束部分12的强度。在这方面，锯齿形光栅9的参数d和h如此选择，使得光束部分11的光强度大于光束部分12光强度至少两倍。但是采用锯齿形断面，即使大批量生产，两个光束部分11、12也能达到10∶1的关系，在涉及不同亮度时这种关系很容易用眼睛看出。
采用例如在微观上为精细凸纹结构的国热压纹模可将衍射构件9模压在胶膜层5上，在这种情况下，胶膜层5包括热塑性材料。从例如瑞士专利说明No.661683中已知这种压纹方法。在另一种方法，如从美国专利说明No.4758296和No.4840757中已知的那样，采用模制法使衍射构件9形成在胶膜层5上，在这种情况下，胶膜层5包括紫外线可硬化胶膜。适合于作反射层的材料是金属例如铝，或折射率显著不同于两个胶膜层5、7折射率的电介质材料。
依赖于反射层6的光学特性和厚度以及两个胶膜层5、7的光学特性，光束部分11、12可表现为反射光束和/或透射光束。
衍射构件9的凸缘其典型的断面高度在约0.1～1.5μm的范围内，而其线间距从约0.1～10μm。涂上厚度约0.15～15μm(例如1μm)的第二胶膜层7便可完全抹平凸纹。对于两个胶膜层5、7最好使用相同的材料例如热塑性丙烯酸聚合物胶膜。第二胶膜层7主要用作反射层6和粘合剂层8之间的结合层。这一层也可以省去。
图2是文件13的平面图，该文件包括用作防伪件的信息载体。文件可以是例如钞票、护照、身分证、信用卡、有价证据卡、有价证据单等。信息载体2通过转移法粘接在文件13上。在信息载本粘接到文件13上以后除去复合叠层件1(图1)的载体薄片3。信息载体2包括三个相同尺寸的表面部分14、15和16，这些表面部分并列配置，每个表面部分包括各自的为非对称断面形状光栅的衍射构件9(图1)。表面部分的这种并列配置也称为并置。三个光栅包括相同的断面形状和断面高度h(图1)，但相对于参考方向角度取向1、2和3不同，该角度取向例如为-10°，-180°和10°。三个表面部分14、15和16的光栅形式的衍射构件9构成衍射结构17。在用激光束10(图1)即用相干光束以垂直入射方向照射衍射结构17时，由于在三个表面部分14、15和16的光栅的衍射，便产生了强度不同的在数目和方向上完全确定的光束部分。光束部分的强度以简单的方式形成具有不同亮度级别的图像元花样，如果激光束10的波长λ位于电磁波的可见区，则可以在一个屏幕上看到该图像元花样(见图8)，该屏幕配置在一个平行于信息载体2平面的平面上。
衍射结构17的尺寸小于激光束10的例如1.0mm的有效直径。它们通常是0.2mm。因此在正常条件下即不相干光照射条件下用眼睛从至少30cm的正常观察距离观察，衍射结构17至多被看作为一个点或完全看不到。衍射结构17的内部结构也不能用眼睛分辨，对裸眼仍保持隐蔽。文件13最好包括许多相同的衍射结构17，这些衍射结构多少分开一些，使得至少总有一个位于激光束10的光斑中。
由衍射结构17在屏幕上产生的花样18a示于图3a。花样18a分别包括由六个第一衍射级的光束部分产生的三个强光图象元19和三个相当弱的图象元20。强光图像元19在图中用圆圈表示，中间是白的，而弱光图像元20用完全涂黑的圆表示。这种强光和弱光表面的表示法也用于下面的附图。当表面部分14、15和16(图2)占据相同大小的面积，当其光栅以上述方式取向时，三个图像元19的亮度是相同的，三个图像元20的亮度是相同的。花样18a对激光束10的入射方向对称，该入射方向垂直于衍射构件17，使得呈点对称关系的弱光图像元20与强光图像元19结合。如果在每种情况下的光栅线的间隔d分别相对于相应表面部分14、15和16的尺寸是充分小，则表面部分14、15和16的几何形状和它们的相互配置对花样18a没有显著影响。光栅的伴随着较高衍射级次的光束部分是否也在屏幕上作为图像元看得清楚依赖于各种有关的要求。一方面，光栅的线间距d和激光的波长λ决定产生那个衍射级次。另一方面，屏幕的尺寸和形状、它与信息载体2的间距以及可能装有的孔径部件决定那一个光束部分入射在屏幕上。光束部分的强度还依赖于光栅的断面形状和断面高度h(图1)。
图3b示出用相干光照射衍射结构17(图2)时在屏幕上产生的亮度分布，该衍射结构包括九个具有锯齿形光栅的相同表面部分，该光栅的参数分别采取三个不同的值，线间距d为d1、d和d3角度取向为1、2和3。
从观察者的观点看，图3b中在屏幕上产生的花样18b基于呈两维客体的两个像21、22的形式的傅里叶全息照相法是可以辨认的，在这种情况下，第二像22的弱光图象元20对应于第一像21的强光图像元19，相反也是这样。当激光束垂直入射于包括衍射结构17上时，像21、22对入射激光束10的轴线对称，该轴线用虚线交点表示。当激光束10倾斜入射在衍射结构17上时，像21、22仅大约对该光束的轴线对称。但是，两个像21、22的相对亮度仍保持对称。衍射结构17的光栅的角度最好这样选择，使得产生的整个光束部分11、12在空间分开的方向上分成两个光束，因而18b可以明确地看作为两个不重叠的像21、22。
可将许多表面部分14、15、16等与不同的光栅构件相结合构成衍射结构17，其中表面部分14、15……并列配置，这将导致与个别光栅构件相关的光束部分11、12的空间调制。因此在屏上形成的图象元19、22形成一个强度分布，该分布近似地相当于表面部分14、15……配置的傅里叶变换。是否能够看出强度分布依赖于与光栅线的间距d相比表面部分14、15……的几何尺寸。
图4a示出线间距为d1角取向为1的第一锯齿形衍射光栅在用垂直入射激光束照射时在屏幕上产生的衍射花样18c。示为方块的图像元对应于零级衍射的光斑。图4b示出线间距为d2角取向为2的第二锯齿形衍射光栅的衍射光样18d。使线间距d2大于线间距d1，因而花样18d的图像元的间隔小于花样18c的图像元的间隔。最后图4C示出用重叠第一和第二衍射光栅而形成的第三衍射光栅的衍射光样18e。花样18e对应于第一和第二衍射光栅的合并衍射特征，即并合花样18c和18d。因为第三衍射光栅的空间非对称性，所以不同的图像元表现不同的亮度，在图4C中未示出这一点。
如果采用具有更多一般表面纹理的衍射构件代替第二衍射光栅，则可以产生包含线和面的衍射花样，而不是包含分立图像元的衍射花样18c～18e。图5a仍是线间距为d1角取向为1的第一锯齿形衍射光栅在用垂直入射激光束照射照时在屏幕上产生的衍射光样18c。图5b示出第二衍射构件的衍射花样18f，该衍射构件具有粗糙表面，其纹理具有优先的方向并将垂直入射的光散射到预定的空间角范围内。花样18f是亮度近似恒定的线状光斑。图5c示出重叠第一和第二衍射构件而形成的第三衍射构件的衍射花样18g。将产生衍射光样18f的光栅机构件转动90°并叠置在产生衍射花样18c的光栅构件上便形成第四衍射构件，该构件产生图5d所示的衍射光样18h。最后图5e示出衍射花样18i，当将产生两个衍射花样18g和18h的第三和第四衍射构件并列配置在表面部分(图2)14、15上时便产生花样18i。此处应顺便提到，花样18g和18h还可用其它的衍射光栅产生，该光栅的线距局部地改变或其刻线是弯曲的并具有非对称的断面形状。
为了用简单的基本衍射构件形成可以产生任何花样的衍射结构可以联合如上所述的并置和叠置方法。现在参考图6a～6g所示的花样说明这样一种联合方法。图6a示出利用傅里叶全息图得到的衍射构件在屏幕上产生的衍射花样18j，十字叉23确定光束的轴线。花样18j包括第一客体的直接像和共轭像。图6b表示第二客体的的直接像和共轭像为花样18k，该像一定位于屏幕上与第一客体的相同位置的局部位置上。图6c和6d分别示出非对称光栅构件彼此相对转动180°的花样18m和18n。图6e和6f分别示出花样18p和18q，该花样分别是由叠置产生花样18j，18m和18k，18n的衍射构件所产生的。最后，并置形成花样18p和18q的衍射构件便导致花样18r，在该花样中可见到两个客体，每个客体为亮度不同的相互交替的两个图像元。
开诺全息照片特别适合于作产生任何两维像的衍射结构17(图2)。开诺全息照片其原来的形式是一个纯粹的相位物，即开诺全息照片改变用于产生像(图1)的相干光束10的相位。但光束10的振幅不受改变。产生的像出现在零衍射级的方向，即产生的像和透射或反射光束10在空间上不分开。在1971年由Kirk和Jones提出的改进的开诺全息照片中，由于在开诺全息照片上叠加另一个其断面高度可变的衍射光栅，所以光束10的振幅也局部地变化。一方面，另一个衍射光栅使得在正的和负的衍射级生成另外的部分畸变的像，代替只在零衍射级方向的单一像，该衍射级次的方向由另一个衍射光栅的光栅线间距和取向以及光束10的波长λ决定。另一方面，由开诺全息照片的每个表面元衍射到给定衍射级次的光的贡献依赖于另一个衍射光栅的局部断面高度，这种贡献对应于振幅调整。但是振幅调制仅对单一的预定衍射级次是正确的。
作为相位物的开诺全息照片可以生产为表面凸纹，该照片适合于采用压纹或铸造等简单的复制法进行大量的廉价的生产。开诺全息照片的详细说明可参考North-Holland Pulish Company(ISBNO444850872)公司的E.Wold出版的“光学进展”丛书的第16卷。
开诺全息照片代表计算机生成全息图(CGH)的特殊例子。计算机生成全息图总的评述可参考“光学进展”丛书的上述16卷中Wai-Hon Lee的论文。计算机生成全息图起初体现为振幅全息图的形式。进一步发展才形成开诺全息图，即呈表面凸纹形式的计算机生成全息图。
已知生产计算机生成全息图的许多方法。例如，可以利用掩模合成计算机生成全息图，这种方法类似于半导体工艺中所用的方法。在上述“光学进展”丛书的16卷中的J.J.Clair和C.I.Ambitol说明了这种方法。另一种方法是利用电子束刻印，在这种方法中电子束直接在电阻层上书写。然后进行蚀刻产生表面凸纹，蚀刻速度和由此形成的表面凸纹由电子辐射的局部剂量决定。其上重叠作为载体轮廓的光栅构件的开诺图的表面凸缘也可以用计算机生成全息图的方法进行计算和生产。
将具有非对称断面形状但具有预定的固定断面高度的衍射光栅叠置在开诺信息图的表面凸纹上将导致在用相干光照射时产生在空间分开方向上的像，该像具有不同级别的亮度。这种叠置对应于上述两个相互独立的衍射构件的重叠。
图7示出相干照明时由衍射结构17(图2)在屏幕上产生的像，该像包括两种不同组合的印刷字母。组合字母出现两次，具体是强光形式和弱光形式的同一颜色的印刷字母。强光印刷字母用黑体表示，弱光印刷体用空心印刷字母表示。第一印刷字母包括词“Schweiz”，第二印刷字母包括词“Suisse”。强光和弱光印刷字母“Schweiz”处于相同取向。印刷字母“Suisse”对印刷字母“Schweiz”的相对配置可以自由选择。例如印刷字母可以彼此相对转动。第一印刷字母的强光像和第二字母的弱光像最好至少彼此部分重叠。因此根据已知的工艺也可使第二印刷字母的强光像和第一字母的弱光像自动地彼此重叠。从观察者的观点看，出现在屏幕上的东西是两个不同客体的各自的两个图象，即在两个空间分开方向中的每个方向上的强光和弱光图像。在强光和弱光印刷字母之间强度比例如为10∶1时，强光印刷字母被认为是显著的。相反，弱光印刷字母仅当观察者仔细观看时才能辨认。产生印刷字母“Shweiz”和“Suisse”的衍射结构17包括例如两个在表面部分14、15中并列配置的衍射构件9，如上所述，这两个构件具有包含起载体轮廓作用的叠置的非对称光栅构件的开诺全息图的形式。
印刷字母“Schweiz”和“Suisse”在屏幕24上用相干光照射时所能达到的分辨能力即一般说像21和22的分辨能力，随衍射结构17的尺寸的增加而增加。如果由衍射结构17占据的面积其寸为十分之几平方毫米，则在信息载体2上由衍射结构17占据的面积在正常的照射条件下，因为重叠的载体轮廓，可能导致明显改变的衍射效果。然而在开诺全息图中的信息仍保持隐蔽。
在应用接触法全息照相生产相应光栅衍射结构的复制品时，非对称断面形状的信息失去了，使得在相干光照射时，印刷字母“Schweiz”以及印刷字母“Suisse”都形成为亮度几乎相同的直接像和共轭像。因为两种印刷字母是重叠的，因此它们在屏幕上仅能看到多少有点难辨认的光斑，因而复制品很容易与原件相区别。用另一种全息照相复制方法时，在复制品中，同样的像以相同的亮度分布在照射光束的两侧，因而在这种情况下，复制品也容易与原件相区别。
在用简单的衍射构件例如光栅和用相干光束照射时便形成确定数目的分立的光束部分11、12，这些光束部分包含不连续的分开的图像元19、20，构成花样形式而被看到。在用相干光照时，具有更复杂表面结构的衍射构件9例如开诺全息图产生空间上连续的光分布，该分布具有作为包含连续的亮度分布的花样而被看到。由同时被照射的衍射结构17或空间上分开的但为同一衍射结构17产生的亮度分布区别在于景深很大：在屏幕上可看见的花样18在信息载体2和屏幕之间很宽的间隔范围内是相当锐的。
由于小面积而引起这种特性，该小面积受到激光束10的照射，通常小于2～mm2。花样18的尺寸仅随信息载体2和屏幕之间距离的增加而增加。
用相干光照明产生的花样18(图3～7)的质量或信息载体2(图2)的像的质量不仅依赖于衍射结构17的质量，而且还依赖于贴上信息载体2的文件13的表面特性。在平表面的情况下，衍射构件9可以局部地很精细地制作，从而产生具有很多细节的像。在包含衍射构件9的信息载体2牢固地锁定在粗糙表面的情况下，如在照射光束10和衍射构件9轮廓之间的本身局部预定的角度关系多少受到损失。其结果是，产生了失去细节的不锐的像和/或带毛刺的像，而不是具有精细亮度结构的单色像。当用信息载体2作具有粗糙表面的文件13例如钞票的防伪部件时，最好提供一种具有这样衍射构件9的衍射结构17，该衍射构件将入射光束10衍射成有限数目的不连续的在空间上清楚分开的光束部分，这些光束部分作为分开的图像元19、20而变成可见或可进行光电分析。适合的配置是例如示于图2的并产生图3a所示包含6个像素元19、20的衍射结构17，如果角取向1～3的差别是充分大。因为文件13表面粗糙，所以光束部分从光束的观点看受到一定程度的扩散，即光束部分具有相当程度的发散。个别光束部分的发射局部地改变，因此是一个统计分布参数。但是即使在光束部分之间不同光束部分仍保持其强度关系，而且如果光束部分之间的空间分离大于个别光束部分的发散，则可以检测这种强度关系。另外，如果光束10的直径显著大于个别衍射结构17的尺寸，而且光束照射衍射结构17的整个组件，则光束部分的发散几乎不再是受照射表面位置的函数，即光束的方向和外延几乎是常数。因此强度关系在屏幕上仍可以用眼睛或仪器确定，或由光检测器确定，该检测器的位置和光敏表面积与光束的最大发射相匹配，因此用强度关系可以检验文件13的真实性。
图8示出一种装置，该装置使贮存在呈衍射结构17形式的信息载体2(图2)中的信息成为在屏幕上的两个像21、22而可以目视。该装置具有用于放置包括信息载体2的文件13的平台25和起相干光源作用的激光26，该激光光束以垂直入射方向入射在信息载体2的至少一个表面部分上。为了可以看到由信息载体2的衍射结构17衍射和反射的光，屏幕24用乳白色不透明玻璃制作，该玻璃散射入射光，使得由衍射结构17产生的像可以从装置外边的观察点看到。因而不会引起激光直接进入观察者眼睛的危险。屏幕24的形状和如此确定，使得产生的像的所有有关部分都可以看到。也可以使用波长λ为例如670nm的位于红区的激光二极管，因此可以采用市场上可买到的廉价的激光二极管。分别与一个像21、22的强光图像元19相关的是另一个像21、22的弱光图像元20，在这种情况下，像21、22可以是点对称的或非点对称的。
在信息载体2上最好有多个衍射结构17，而且激光束的直径是这样大，使得总有一个衍射结构受到照射。因此在屏幕24上看到的像的亮度分布不依赖于信息载体2在平台25上的位置。
图9示出仪器检测以隐蔽形式贮存在信息载体2上信息的装置，该装置与上述装置的基本差别在于，用光检测器27或至少一维或二维的光检测器阵列代替屏幕24。衍射结构17和光检测器27的几何配置彼此相匹配，使得像区域或从衍射结构17来的光束部分入射在光检测器27上，因而它可以检测所选光束部分的光照。该装置还被设计成根据测量的光强特别是其比值形成一个信息载体2是否可以看作为真实的信息信号。
衍射结构17代表一种不能目视的防伪元件，它包括隐蔽的信息，该信息在用相干光照明时便清楚可见。
任何衍射构件在用相干光照射时便在屏幕上产生一个客体像，这种衍射构件和锯齿形断面的衍射光栅按上述方式的叠合，即和一般的非对称衍射构件的叠合可以看作为对包含空间非对称载体轮廓的上述任何衍射构件断面形状的调制。结果得到的是这样衍射构件，这种衍射构件在用相干光照射时将按照载体轮廓的特性产生至少两个在几何上完全相同的客体的像，该像在空间上是分开的，具有不同的光强。在这方面，就第一像的强光点是第二像的相当弱的弱光点而论，形成对照物反转对称。这种对照物反转是一种容易验证的防伪件。如果载体轮廓局部地改变并在某些区域为对称的断面形状，则第一像和第二像的部分也包含相同级别的亮度，不是不同级别的亮度。另外，依赖衍射结构17的构形，图像元19、20可能仅具有两个亮度级，即强光和弱光，或高和暗，或具有许多亮度级。对照物的反转对称意味着，与最强光图像元相联系的是最弱光图像元，与第二最强光图像元相联系的是第二最弱光图像元等。
包含隐蔽信息项目的衍射结构17可以以很多方式与另一个衍射构件9在信息载体2上结合，该衍射构件9的几何参数、线间距、取向和断面形状以预定的方式局部地改变，使得在正常光照条件下观察和移动信息载体2时，它们产生显著变化的光学—衍射效果，例如不同的颜色效果或亮暗之间的变化。另一种光学效应是，相邻表面元可以看到成不同级别的亮度或不同的颜色，在这种情况下，当转动或倾斜信息载体2时，表面元的相对亮度或颜色变化。如从例如欧洲专利说明No.375833所述的全息图或光学可变装置已知的那样，衍射构件9可以特别产生变化的光学效应。衍射构件9的光学效应代表可以容易地用目视法检测的特征。欧洲专利说明No.105099公开了光学-衍射防伪元件，在该元件中仅有由防伪元件占据的表面部分具有衍射构件9。表面的其余部分不产生光学-衍射作用，对观察者来说，特别像一面镜子。不用于目视观察的这种表面组元适合于装很多储存隐蔽信息的衍射结构。这些衍射结构可以全是相同的，代表相同的信息，或它们可以包含按照预定计划从一个衍射结构改变到另一衍射结构的信息。结合的另一种可能形式在于，以欧洲专利说明No.375833所述的方式将光学-衍射防伪元件再分成扫描光栅区域。每个扫描光栅区域又再分成至少两个区域组元。对每个扫描光栅区域，第一区域组元由贮存隐蔽信息的衍射结构占领，而另一区域组元包含衍射不相干可见光的衍射结构。第二、第三等区域组元代表例如出现在不同观测角度的相应像。
按照另一种构形，这种衍射结构既包括仅在用相干光照射时才能分辨的信息项目，又在正常照射条件下也能产生上述类型的变化的光学效应。
两个重叠的衍射构件的线间距d和断面高度h可以具有不同的尺寸或相当的尺寸。反射层6和第二胶膜层7也可以是一个单一层，该层的折射率明显不同于胶膜层5，使得复合叠层件1在大部分可见电磁光谱区几乎是透明的。

Claims (9)

1.一种信息载体(2)，该载体为一复合叠层(1)，包括一载体薄片(3)，在该薄片上按规定顺序设置一中间层(4)，一第一胶膜层(5)，一反射层(6)，一第二胶膜层(7)和粘合剂层(8)，该载体具有至少一个衍射结构(17)，该衍射结构由包含衍射构件(9)的表面部分(14；15；16)构成，该衍射构件由嵌在两个胶膜层(5；7)之间的凸纹构件组成，其中，用相干光(10)照明衍射结构(17)时，目标物的第一像(21)和第二像(22)变成可以在屏幕(24)上在两个空间分开的方向上看到或可以用光电检测器(27)进行分析，该信息载体的特征在于：该凸纹构件中的至少一个构件具有非对称的断面形状；所有表面部分(14；15；16)的衍射构件(9)在空间频度和方位角中的至少一个特性上有差别，使得在用垂直入射相干光(10)照射整个衍射结构(17)时，在表面部分(14；15；16)上衍射的所有部分光束(11；12)在空间中具有分开的方向，其中，衍射结构(17)包括作为目标物的信息，该信息在外界的非相干光照明条件下，不能用肉眼辨认，而该信息只有在用相干光(10)照明时才能产生两个空间上分开的亮度不同的同一二维目标物的几何形状一样的像(21；22)，其中，两个像(21；22)可以同时在漫射屏幕上看到，或，可使部分光束(11；12)入射在光检测器(27)上，以便分析该部分光束(11；12)中所选部分的强度，其中两个像(21；22)包括强光像元和/或光强较弱的像元，其中第一像(21)的强光像元(19)在第二像(22)的弱光像元(20)中，或第二像(22)的弱光像元(20)在第一像(21)的强光像元(19)中。
2.如权利要求1所述的信息载体(2)，其特征在于，衍射结构(17)的尺寸小于1mm，使得用外界非相干光(10)照明时衍射结构(17)的内部结构30cm的正常视距下对肉眼是隐蔽的。
3.如权利要求1所述的信息载体(2)，其特征在于，在信息载体(2)上配置若干隔开一定距离的衍射结构(17)。
4.如权利要求1～3中任一项所述的信息载体(2)，其特征在于，可将至少两个不同的衍射构件(9)叠置起来和/或并列排列起来，形成衍射结构(17)。
5.如权利要求1～3中任一所述的信息载体(2)，其特征在于，具有非对称断面形状的衍射构件(9)可与另一个衍射构件(9)或与一粗糙表面本身的凸纹重叠，衍射构件的纹理在由该纹理确定的空间角范围内散射光线。
6.如权利要求1～3中任一所述的信息载体(2)，其特征在于，具有非对称断面形状的衍射构件(9)可用傅立叶全息图或二维目标物的开诺全息图调制。
7.如权利要求1～3中任一所述的信息载体(2)，其特征在于：衍射结构(17)包含两个表面部分(14；15)；在具有非对称断面形状的第一衍射构件(9)的第一表面部分(14)中，一个第一傅立叶全息图或一个第一二维目标物的第一开诺全息图被调制，而在第二表面部分(15)中具有非对称断面形状的第二衍射构件(9)可用第二傅立叶全息图或二维第二目标物的第二开诺全息图调制，使得第一和第二目标物的两个第一像(21)和第一和第二目标物的两个第二像(22)变成可以在屏幕(24)上看到。
8.如权利要求7所述的信息载体(2)，其特征在于，第一目标物的第一像(21)至少部分重叠第二目标物的第二像(22)，并在空间中分开，第一目标物的第二像(22)至少部分重叠第二目标物的第一像(21)。
9.如权利要求1所述的信息载体(2)，其特征在于：所述信息载体是一个防伪元件，该防伪元件的一个区域包括表面部分(14；15；16)，所述表面部分(14；15；16)还具有另外一些衍射构件(9)；所述另外一些衍射构件(9)的线的间距、取向和/或断面形状变化，使得在外界非相干光(10)照明的条件下，在转动和倾斜信息载体(2)时，防伪元件的区域表现出显著变化的衍射作用。
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