ES2197612T3

ES2197612T3 - Dibujo de superficie con rejillas de difraccion superpuestas.

Info

Publication number: ES2197612T3
Application number: ES99903666T
Authority: ES
Inventors: Rene Staub; Wayne Robert Tompkin
Original assignee: OVD Kinegram AG
Current assignee: OVD Kinegram AG
Priority date: 1998-01-27
Filing date: 1999-01-21
Publication date: 2004-01-01
Anticipated expiration: 2019-01-21
Also published as: CA2319137C; CH693316A5; HK1029180A1; DE59904949D1; ATE237145T1; EP1051648A1; EP1051648B1; CA2319137A1; WO1999038039A1

Abstract

Dibujo de superficie (1) de elementos dispuesto formando mosaico (2 a 5), de los que al menos un elemento de fondo (4) y un elemento de imagen (2) presentan rejillas de difracción B microscópicamente finas que difractan la luz visible (29), y comprenden una superposición de por lo menos dos estructuras en relieve diferentes F1, F2, y elementos de superficie (3) y elementos parciales (5) contienen bien sea las estructuras en relieve microscópicamente finas que difractan la luz visible (29) o consisten en superficies reflectantes o dispersantes, caracterizado, por una primera rejilla de difracción BB, cuya estructura en relieve es descrita por la superposición de por lo menos dos estructuras en relieve diferentes F1, F2 y por un desfase DeltaPsiB, en el elemento de imagen (2) y una segunda rejilla de difracción BH, cuya estructura en relieve es descrita por la superposición de las estructuras en relieve F1, F2, y por un desfase DeltaPsiH, están colocadas en el elemento de fondo (4), porque la estructuraen relieve de la rejilla de difracción BB y BH es una suma de las estructuras en relieve F1+F2, siendo F1 la primera estructura en relieve con una frecuencia espacial f1 y F2 la segunda estructura en relieve con una frecuencia espacial f2 y DeltaPsi un desfase relativo de la segunda estructura en relieve F2 con respecto a la primera estructura en relieve F1, y la frecuencia espacial de la rejilla de difracción BB y la de la rejilla de difracción BH son iguales a la más pequeña de ambas frecuencias espaciales f1 y f2, porque la relación VF de la segunda a la primera frecuencia espacial f2/f1 presenta un valor del orden de 1,5<_VF\leq3, porque los vectores de rejilla de la primera rejilla de difracción BB en el elemento de imagen (2) y de la segunda rejilla de difracción BH en el elemento de fondo (4), así como los vectores de rejilla de ambas estructuras en relieve F1, F2 se orientan de forma sensiblemente paralela o antiparalela a un eje marcado (6), y porque la primera rejilla de difracción BB y lasegunda rejilla de difracción BH únicamente se diferencian por el desfase relativo DeltaPsi de la segunda estructura en relieve F2 empleada para la superposición con la primera estructura en relieve F1.

Description

Dibujo de superficie con rejillas de difracción superpuestas.

La invención se refiere a una disposición de superficies con efecto de difracción óptica conforme al preámbulo de la reivindicación 1.

Tales dibujos de superficie se utilizan en los elementos de seguridad de difracción óptica, que están formados por hologramas y/o rejillas de difracción compuestas a modo de mosaicos, para incrementar adicionalmente la seguridad frente a la falsificación.

Una disposición de los elementos de seguridad de difracción óptica de la clase antes citada es conocida por la patente EP-A-105.099. La misma describe la producción de dibujos variables a partir de superficies parciales con efecto de difracción óptica que se pegan, por ejemplo, como marca sobre un documento y cuya autenticidad testifican. Si se ilumina el rasgo de seguridad, al girar alrededor de un eje perpendicular al plano del rasgo de seguridad, estas superficies se iluminan una tras otra a lo largo de una trayectoria.

La solicitud PCT WO 97/27.504 presenta un dibujo de superficie con por lo menos dos superficies parciales, de las que al menos una superficie parcial contiene una rejilla de difracción de dos estructuras en relieve superpuestas que en una dirección marcada tiene la misma propiedad de difracción que una segunda superficie diferente, con efecto de difracción. En todas las direcciones, ambas superficies parciales presentan un comportamiento de difracción diferente. Las dos estructuras en relieve de la rejilla de difracción superpuesta se diferencian al menos en uno de los parámetros frecuencia espacial, forma en relieve y acimut.

La US 4.155.627 nos enseña la producción de estructuras en relieve con una pluralidad de escalones de altura, en la que las estructuras en relieve pueden presentar un perfil simétrico o asimétrico.

La EP-A-0 357 837 describe un dibujo de superficie con elementos de superficie que actúan por difracción óptica, dispuestos formando mosaico. Las rejillas de difracción de algunos de estos elementos de superficie son producidas por una superposición de un par de estructuras de difracción en relieve, diferenciándose las dos estructuras en relieve de cada par en su frecuencia espacial. Los surcos de las estructuras en relieve de cada par se orientan paralelamente.

El documento EP-A 0 712 012 divulga una estructura en relieve cuyo perfil varía en la profundidad y/o en comparación de la anchura de la altura a la anchura de la profundidad.

También se conoce por EP-360.969 la subdivisión de por lo menos un elemento de difracción óptica del rasgo de autenticidad de difracción óptica en dos superficies parciales cuyas rejillas de difracción asimétricas, microscópicamente finas, solamente se diferencian en el acimut en 180º, siendo por lo demás iguales los otros parámetros de rejilla. Con estos elementos de difracción subdivididos, no resulta vistoso disponer informaciones legibles con máquina en un dibujo visualmente visible.

Los documentos arriba indicados describen elementos de seguridad sin aprovechamiento eficaz de una modulación de la luminosidad dentro de superficies más grandes, que son bien reconocibles a simple vista.

La patente EP-A-401.466 describe además un laminado de materia plástica con estructuras en relieve ópticamente eficaces, incrustadas y microscópicamente finas y su utilización como elemento de seguridad. Los materiales utilizables son conocidos, por ejemplo, por EP-0.201.323B1.

La invención se plantea como objetivo crear un dibujo de superficie barato y también difícil de falsificar con procedimientos de copiado holográficos, con un nuevo rasgo de autenticidad, bien visible en la luz difusa, para elementos de seguridad de difracción óptica.

El mencionado objetivo es alcanzado según la invención por los rasgos indicados en la parte caracterizadora de las reivindicaciones 1 y 2. Ejecuciones ventajosas de la invención se desprenderán de las reivindicaciones dependientes.

Ejemplos de realización de la invención están representados en los dibujos y serán descritos con más detalle en lo que sigue.

En ellos:

la figura 1 es un dibujo de superficie,

la figura 2 muestra el dibujo de superficie girado en un ángulo de giro \alpha=90º,

la figura 3 muestra el segundo elemento de imagen con banda escrita a 0º y 180º,

la figura 4 muestra un dibujo con un desfase que varía localmente,

la figura 5 muestra otro dibujo con el desfase que varía en relación a un punto central,

la figura 6 muestra otro dibujo con un desfase que varía radialmente,

la figura 7 muestra el grado de difracción y el desfase relativo, y

la figura 8 muestra órdenes de difracción.

En la figura 1, se significa con 1 un dibujo de superficie, 2 un elemento de imagen, 3 un elemento de superficie, 4 un elemento de fondo, 5 otros elementos parciales que completan el dibujo 1 en forma de mosaico. El elemento de superficie 3 y los elementos parciales 5 están cubiertos en este ejemplo con estructuras en relieve (hologramas, formas cinematográficas, rejillas de difracción de todo tipo) microscópicas, eficaces en la óptica de difracción o dispersoras, o bien presentan superficies reflejantes o transparentes. El límite exterior y el número de todos los elementos 2 a 5 del dibujo de superficie 1 no tienen limitación alguna. El elemento de dibujo 2 y el elemento de fondo 4 presentan sendas rejillas de difracción B (F_{1}, F_{2}, \Delta\varphi) con el vector de rejilla G que se produce por una superposición de por lo menos dos estructuras en relieve F_{1}, F_{2}, y cuyos vectores de rejilla G_{1}, G_{2} se orientan sensiblemente paralelos o antiparalelos a un eje marcado 6. Las propiedades de las rejillas de difracción y la representación de los vectores de rejilla G_{1}, G_{2} han sido descritas en la mencionada solicitud PCT WO 97/27.504. La frecuencia espacial f_{1} de la estructura en relieve F_{1} es menor que la frecuencia espacial f_{2}de la estructura en relieve F_{2}. La estructura en relieve F_{2} tiene con respecto a la estructura en relieve F_{1} un desfase relativo \Delta\varphi. El desfase relativo \Delta\varphi de la rejilla de difracción B (F_{1}, F_{2}, \Delta\varphi) puede tener un valor constante en todo el campo del elemento de imagen 2 y/o en el campo del elemento de fondo 4, de manera que los valores para el elemento de imagen 2 y el elemento de fondo 4 se diferencien claramente (es decir, más de 20º módulo 360º), por ejemplo, \Delta\varphi =45º, 90º, 180º, 270º, etc. Las rejillas de difracción B (F_{1}, F_{2}, \Delta\varphi) de los elementos de imagen y de fondo 2, 4 se comportan ópticamente de forma diferente de las estructuras en relieve utilizadas en los elementos de superficie y parciales 3, 5.

Con preferencia, las estructuras en relieve empleadas en los elementos de superficie y parciales 3, 5 no conducen la luz que incide sobre el elemento de superficie 1 en las direcciones de la radiación difractada por las rejillas de difracción B(F_{1}, F_{2}, \Delta\varphi).

En el elemento de superficie 1 se produce la rejilla de difracción B (F_{1}, F_{2}, \Delta\varphi), por ejemplo, a partir de las estructuras en relieve F_{1} y F_{2}, cuyo perfil son funciones sinusoidales en sección transversal. La relación V_{F} de la frecuencia espacial f_{2}, de la segunda función sinuosoidal (estructura en relieve F_{2}) a la frecuencia espacial f_{1} de la primera función sinusoidal (estructura en relieve F_{1}), es decir, V_{F}= f_{2}/f_{1} se selecciona ventajosamente dentro del intervalo 1,5\leqV_{F}\leq3 y la relación V_{A} de la amplitud A_{2} de la segunda función sinuosidal a la amplitud A_{1} de la primera función sinusoidal (V_{A}=A_{2}/A_{1}) a partir del intervalo de 0,1 a 10. El periodo de la estructura en relieve superpuesta F_{1}+F_{2} o bien la frecuencia espacial de la rejilla de difracción B(F_{1}, F_{2}, \Delta\varphi) es igual que la más pequeña de ambas frecuencias espaciales f_{1}, f_{2}, aquí la frecuencia espacial f_{1} de la primera función sinusoidal. En lugar de la frecuencia espacial f_{2} de la segunda estructura en relieve F_{2} del intervalo 1,5\leqV_{F}\leq3 es también seleccionable una frecuencia especial superior f_{2}' armónica de la frecuencia espacial f_{2}.

Por ejemplo, ambas estructuras en relieve F_{1}=A_{1}*sen(Kx) y F_{2} = A_{2}*sen(2.Kx+90º) con la amplitud A_{1} = 50 nm, producen la amplitud A_{2}=25 nm=1/2A_{1} presenta la rejilla de difracción B_{B}(F_{1}, F_{2}, 90º) para el elemento de imagen 2. El elemento de fondo 4 presenta la rejilla de difracción B_{H}(F_{1}, F_{2}, 0º), cuyos parámetros son iguales hasta el desfase relativo \Delta\varphi. Los vectores de rejilla G_{1}, G_{2} y por tanto también el vector de rejilla G_{B} de la rejilla de difracción B_{B}(F_{1}, F_{2}, 90º) y el vector de rejilla G_{H} de la rejilla de difracción B_{H} se orientan sobre el eje marcado 6. Con luz policromática que incide perpendicularmente sobre el dibujo de muestra 1, un observador que contemple el dibujo de superficie 1 a simple vista, verá al menos la luz difractada en las estructuras del elemento de imagen 2 y del elemento de fondo 4, cuando la dirección de observación se sitúa en un plano del plano de difracción que se extiende a través de la luz incidente y del eje marcado 6 y un orden de difracción coincide con la dirección de observación. Las estructuras en relieve utilizadas para los elementos de superficie 3 y para los elementos parciales 5 presentan otras condiciones de visibilidad, por ejemplo, las de la mencionada patente EP-A-105.099 y son por lo demás visibles como superficies mates. Como ambas rejillas de difracción B_{B}(F_{1}, F_{2}, 90º) y B_{H}(F_{1}, F_{2}, 0º) poseen la misma frecuencia espacial, el observador ve ambas superficies del elemento de imagen 2 y del elemento de fondo 4 en el mismo color, por ejemplo verde. En el ejemplo de realización escogido, la estructura en relieve F_{2} es el primer armónico para la estructura en relieve F_{1}. La rejilla de difracción B_{B}(F_{1}, F_{2}, 90º) del elemento de imagen 2 es por tanto sensiblemente simétrica y desvía la luz incidente perpendicularmente difractada con la misma intensidad en los órdenes de difracción tanto positivos como negativos bajo el mismo ángulo de difracción. La rejilla de difracción B_{B}(F_{1}, F_{2}, 0º) utilizada en el elemento de fondo 4 es asimétrica y con preferencia de orden de difracción positivo. El elemento de fondo 4 presenta una menor luminosidad que el elemento de imagen 2 cuando una componente de la dirección de observación se orienta en dirección del eje marcado 6. Sin embargo, la luminosidad del elemento de fondo 4 es mayor que la del elemento de imagen 2, cuando la primera componente de la dirección de observación es opuesta a la dirección del eje marcado 6, por ejemplo, después de un giro en la dirección de la flecha 8 de 180º alrededor de un eje de giro 7 imaginario perpendicular al plano del dibujo de superficie 1. En la figura 1 el elemento de fondo 4 es, por ejemplo, más intensivo (en el dibujo se ha representado más claro) que el elemento de imagen 2. Ambos elementos 2 y 4 sirven recíprocamente de referencia que ayuda al observador a estimar el reparto de luminosidad en ambos elementos 2 y 4. En el dibujo de superficie 1 se puede disponer una pluralidad de elementos de fondo 4 y elementos de imagen 2 que presentan al menos por pares un eje marcado 6 diferente del resto.

La figura 2 muestra el elemento de superficie 1 después de un giro de 180º alrededor del eje de giro 7. El elemento de fondo 4 es ahora notablemente menos intensivo que el elemento de imagen 2. Este cambio de luminosidad de las superficies de los elementos de fondo 4 con relación a la del elemento de imagen 2 es también fácilmente constatable con incidencia de luz difusa. En el dibujo se ha representado esto por otro sombreado. El rasgo de autenticidad del dibujo de superficie 1 puede ser comprobado por el observador, mirando el dibujo de superficie 1 en dirección del eje 6 o contrariamente a esta dirección bajo condiciones por lo demás iguales. Cuando la luz incidente es policromática, las superficies del elemento de fondo 4 y del elemento de imagen 2 aparecen ante el observador en el mismo color pero con un claro contraste en la luminosidad, que puede reconocerse muy bien en una limitación 9 entre ambos elementos 2 y 4. El contraste en la luminosidad cambia según el dibujo de superficie 1 sea contemplado en dirección del eje 6 o en sentido contrario a esta dirección por lo demás bajo las mismas condiciones. El elemento de imagen 2 y el elemento de fondo 4 sólo son visibles en un intervalo relativamente estrecho rA del acimut del plano de difracción (por tanto, en el intervalo 0º\pmrA y 180º\pmrA), es decir, paralelo al eje 6, como ya se conoce en general por las rejillas de difracción lineales. En los otros intervalos del acimut los elementos 2 y 4 son mate, sin embargo los elementos de superficie 3 y/o los elementos parciales 5 pueden iluminarse.

Una aplicación de este nuevo rasgo de autenticidad en el elemento de superficie 1 ofrece las ventajas de que resulta especialmente bien visible con iluminación débil y también con incidencia de luz difusa, de que puede ser constatado por el hombre en la calle sin medios auxiliares y de que únicamente puede ser copiado con un gran gasto, en especial por métodos holográficos.

La luminosidad del elemento de imagen 3 se debilita de forma poco vistosa con ayuda de los elementos de superficie 4. Cuando en la superficie del elemento de imagen 3 se dispone una pluralidad de los elementos de superficie muy pequeños 4, cuyas dimensiones no rebasen la medida (0,3 mm) citada en EP-A-0 330 738 y los elementos de superficie reflejantes o dispersantes 4 no proyectan o solamente proyectan luz con una intensidad muy pequeña en la dirección de observación del observador. Los elementos de superficie 4 pueden realizarse, por ejemplo, como microescritos reflejantes. Con una porción de superficie predeterminada de los elementos de superficie 4 dentro del elemento de imagen 2 se puede reducir de este modo la luminosidad del elemento de imagen 2 al valor de la luminosidad del elemento de fondo 4, por lo que el contraste entre el elemento de imagen 2 y el elemento de fondo 4 desaparece en un reborde 9, mostrado aquí punteado, del elemento de imagen 2, y el elemento de imagen del mismo color 2 ya no puede ser percibido delante del elemento de fondo 4. Después de otro giro de 180º, el contraste vuelve a ser máximo en el límite 9 de la figura 1, permaneciendo la luminosidad del elemento de imagen 2 al valor reducido por el elemento de superficie 4.

La figura 3 muestra un campo escrito 10 con una banda escrita 11 con superficies que presentan signos alfanuméricos, que están cubiertos por la rejilla de difracción B_{H}(F_{1}, F_{2}, 0º). El campo escrito 10 corresponde al elemento de imagen 2 con la rejilla de difracción B_{B}(F_{1}, F_{2}, 90º), mientras que las superficies de la banda escrita 11 con la rejilla de difracción B_{H}(F_{1}, F_{2}, 0º) se comportan como el campo de fondo 4 (figura 1) tras un giro de 180º. En el dibujo izquierdo de la figura 3, es decir, antes del giro de 180º alrededor del eje de giro 7, la banda escrita 11 permanece con el mismo color claro delante del campo escrito 10. En el dibujo derecho de la figura 3, es decir, después del giro de 180º alrededor del eje de giro 7, la banda escrita 11 es del mismo color más oscuro que el campo escrito 10 cubierto uniformemente con la rejilla de difracción B_{B}(F_{1}, F_{2}, 90º). Nuevamente, en caso de emplear los elementos de superficie 3 (figura 2) para el oscurecimiento del campo escrito 10, se puede adaptar la luminosidad del campo escrito 10 de la banda escrita 11, de tal modo que el texto sea legible antes del giro de 180º, pero no después del giro de 180º. Como en la descripción de la figura 2, en el dibujo derecho de la figura 3 desaparece el contraste en el reborde 9 (figura 2) de los signos alfanuméricos de la banda escrita 11 en una zona de oscurecimiento 12 entre el campo escrito 10 y la banda escrita 11. La banda escrita 11 ya no es percibida delante del campo escrito 10 del mismo color, cuando las luminosidades son sensiblemente iguales. Al contrario, en el dibujo izquierdo de la figura 3, es decir, antes del giro de 180º alrededor del eje de giro 7, aumenta el contraste entre la banda escrita 11 y el campo escrito 10 según el grado de oscurecimiento en el campo escrito 10.

La figura 4 muestra en su lado izquierdo un dibujo 13 con una pluralidad de elementos de imagen 2 (figura 1) y de elementos de fondo 4 (figura 1) dispuestos alternativamente, estando presente una división ondulada del dibujo 13 por bandas paralelas onduladas 14 que presentan todas la misma rejilla de difracción B(F_{1}, F_{2}, \Delta\varphi) y cuyos vectores de rejilla G_{B} se orientan paralelamente al eje marcado 6. A lo largo de una línea 15 que corta las bandas, se divide las bandas 14 del dibujo 13 en zonas a hasta l, como se ha designado debajo del dibujo 13 con las letras a hasta l. El desfase relativo \Delta\varphi varía en las bandas 14 a lo largo de la línea 15 escalonadamente conforme a las designaciones a hasta l. La luminosidad de las bandas 14 y el desfase relativo \Delta\varphi en cada una de las bandas 14 están recopilados en la tabla 1.

TABLA 1

\catcode`\#=12\nobreak\centering\begin{tabular}{|l|l|l|l|l|l|l|l|l|l|l|l|}\hline
 Zona de  \+ a  \+ b  \+ c  \+ d  \+ e  \+ f  \+ g  \+ h  \+ i  \+ k
 \+ l \\  banda \+ \+ \+ \+ \+ \+ \+ \+ \+ \+ \+ \\\hline  Elemento 
\+ -  \+ si  \+ -  \+ si  \+ -  \+ si  \+ -  \+ si  \+ -  \+ si  \+
- \\  de imagen \+ \+ \+ \+ \+ \+ \+ \+ \+ \+ \+ \\  (2) \+ \+ \+ \+
\+ \+ \+ \+ \+ \+ \+ \\\hline  Elemento  \+ si  \+ -  \+ si  \+ - 
\+ si  \+ -  \+ si  \+ -  \+ si  \+ -  \+ si \\  de fondo \+ \+ \+
\+ \+ \+ \+ \+ \+ \+ \+ \\  (4) \+ \+ \+ \+ \+ \+ \+ \+ \+ \+ \+
\\\hline   \Delta\varphi   \+ 0º  \+ 90º  \+ 180º  \+ 270º  \+ 0º 
\+ 90º  \+ 180º  \+ 270º  \+ 0º  \+ 90º   \+ 180º \\\hline  Grado 
\+ oscuro  \+ medio  \+ claro  \+ medio  \+ oscuro  \+ medio  \+
claro  \+ medio  \+  oscuro  \+ medio  \+ claro \\  luminosi- \+ \+
\+ \+ \+ \+ \+ \+ \+ \+ \+ \\  dad \+ \+ \+ \+ \+ \+ \+ \+ \+ \+ \+
\\\hline\multicolumn{12}{|l|}{[Fondo (4) = elemento de fonfo (4)
]}\\\hline\end{tabular}\par\vskip.5\baselineskip

Debajo del dibujo 13 se ha representado en un primer diagrama 16 la luminosidad relativa de las bandas 14 como función del recorrido x a lo largo de la línea 15. El contraste, es decir, el paso desde una de las bandas 14 a otra sigue la primera función de luminosidad escalonada, extendida H_{1}(x), que oscila entre un valor alto 17 de la luminosidad relativa (="claro"), un valor medio 18 (="medio") y un valor bajo 19 de la luminosidad relativa (="oscuro").

La imagen derecha de la figura 4 muestra el dibujo 13' después de un giro de 180º alrededor del eje de giro 7 (figura 1). Las luminosidades de los elementos de fondo 14 están cambiadas. La luminosidad de los elementos de imagen 2 queda igual antes y después del giro de 180º alrededor del eje de giro 7. Por debajo del dibujo girado 13' se representa en un segundo diagrama 20 la luminosidad relativa de las bandas 14' en función del recorrido x a lo largo de la línea 21. El contraste, es decir, el paso de una de las bandas 14' a la otra sigue la segunda función de luminosidad escalonada y extendida H_{2}(x), que muestra claramente el cambio de luminosidad en el dibujo 13'. Las zonas b, d, f, h y k de valores medios 18 forman la referencia para el cambio de luminosidad en las zonas a, c, e, g y l.

En los diagramas 16 ó 20 se ha dibujado punteada la función de luminosidad H_{1}(x) o bien H_{2}(x), que ocasiona una función constante sencilla del desfase relativo \Delta\varphi(x). Si el desfase relativo \Delta\varphi(x) cambia periódicamente en el dibujo 13 ó 13= entre 0º y 360º, por ejemplo como función sinusoidal, la función de luminosidad H_{1}(x) o H_{2}(x) será también constante y periódica (curso de función punteado). El contraste entre las bandas 14 se produce en un paso continuo y no ya de forma escalonada. Para el observador, las zonas b, d, f, h y k se encogen algo con los valores medios 18, pero forman todavía la referencia para el cambio de luminosidad en las zonas a, c, e, g y l. Las bandas 14, 14' de la figura 4 son visibles todas ellas con el mismo color y únicamente se diferencian por su luminosidad.

La función constante y sencilla del desfase relativo \Delta\varphi(x) presenta, por ejemplo, la rejilla de difracción B (F_{1}, F_{2}, \Delta\varphi) cuya estructura en relieve F_{1} presenta un perfil sinuosidal visto en sección. La frecuencia espacial f_{1} de la primera estructura en relieve F_{1} cambia lentamente en el dibujo 13, 13' a lo largo de la línea 15 ó 21, apareciendo máximas sucesivas de la función de luminosidad H_{1}(x) o H_{2}(x), cuando la estructura en relieve F_{1} y la estructura en relieve F_{2} están en fase.

En un ejemplo, en la primera estructura en relieve F_{1} la frecuencia espacial f_{1}= 1006 líneas/milímetro con un cambio de frecuencia (="frequency cirp") del 6% de la frecuencia espacial f_{1} sobre 100 mm. Las máximas de la función de luminosidad observada H_{1}(x) o H_{2}(x) se sitúan a 1,8 mm entre sí. La segunda estructura en relieve F_{2} presenta la frecuencia espacial constante f_{2} de 2012 líneas/mm.

La figura 5 muestra rectángulos imbricados entre sí como dibujo 13, en donde el eje y es paralelo al eje marcado 6 (figura 4). El reparto de luminosidad representado en el dibujo de la figura por gradaciones de gris cambia al producirse un giro de 180º del dibujo de superficie 1 (figura 1) alrededor del eje de giro 7, por lo que en el dibujo 13' (figura 4) girado, no representado aquí, las superficies representadas en blanco de un elemento de fondo 4 matizadas como oscuras y las superficies matizadas como oscuras del otro elemento de fondo 4 deben dibujarse blancas, mientras que las superficies matizadas medias del elemento de imagen 2 permanecen invariadas. Líneas imaginarias 22 y 23 limitan los cuatro sectores S1 a S4 del dibujo 13. En los sectores S1 y S3 el desfase relativo \Delta\varphi(x) cambia en dirección del eje x o bien en sentido opuesto. En el sector S2 o S4 cambia el desfase relativo \Delta\varphi en función de y en dirección del eje y negativo o bien en dirección del eje y positivo. Si esta división de sectores se expone suficientemente fina, el dibujo 13 se convierte en anillos circulares imbricados entre sí y el desfase relativo \Delta\varphi cambia desde un centro radialmente hacia fuera.

Tal desfase relativo \Delta\varphi(x,y) que cambia de manera sensiblemente radial, produce la superposición desde la estructura en relieve F_{1} con la frecuencia espacial f_{1}=1006 líneas/mm que cambia en 0,6 periodos/mm y la estructura en relieve F_{2} con la frecuencia espacial f_{2} de 2012 líneas/mm, cuando los vectores de rejilla G1 y G2 de las estructura en relieve F_{1}, F_{2} forman un ángulo muy pequeño \alpha(0º<\alpha<10º). El ángulo \alpha y el cambio de frecuencia de la frecuencia espacial f_{1} deben coordinarse perfectamente en caso de que sea necesario producir un desfase relativo \Delta\varphi(r). El observador reconoce en la figura 6 en el dibujo de superficie 1 (figura 1) el dibujo 13 que partiendo del centro presenta el desfase relativo \Delta\varphi(r) como anillos circulares concéntricos del mismo color pero con distinta luminosidad. Después de un giro de 180º el dibujo 13' emite destellos en la luz policromática que incide perpendicularmente, pero las máximas y mínimas de la luminosidad de los anillos circulares concéntricos se permutan. En todo el dibujo 13 los vectores de rejilla G_{B} son sensiblemente paralelos al eje dibujado 6.

Los elementos de imagen y de fondo 2 (figura 1) y 4 (figura 1) cubiertos con las rejillas de difracción B(F_{1}, F_{2}, \Delta\varphi) son muy eficaces para representar el sombreado y los lugares de brillo en lazadas u otras imágenes que en el dibujo de superficie bidimensional 1 (figura 1) confunden los cuerpos tridimensionales. Se puede producir en particular, con elementos de imagen y de fondo 2 y 4 cubiertos con las rejillas de difracción B(F_{1}, F_{2}, \Delta\varphi), los dibujos 13 que han sido descritos en la misma fecha por el solicitante en su solicitud (WO99/38038) presentada ante el Instituto Confederal de Propiedad Intelectual.

Las rejillas de difracción descritas B(F_{1}, F_{2}, \Delta\varphi) para los desfases relativos \Delta\varphi presentan para luz incidente polarizada diferentes grados de eficacia de difracción. Si la luz incidente oscila paralelamente a los surcos de la rejilla de difracción B(F_{1}, F_{2}, \Delta\varphi), es decir, con una polarización TE, el grado de eficacia de difracción relativa es una función del desfase relativo \Delta\varphi, como se ha representado en la figura 7. El grado de eficacia de difracción TE del orden de difracción +1 en porcentaje sigue una función cos(\Delta\varphi) 24 y presenta para \Delta\varphi= 0º o bien 360º un valor máximo, siendo entonces mínimo el grado de eficacia de difracción del orden de difracción -1 como función sen(\Delta\varphi) 25. La asimetría desaparece para los valores \Delta\varphi=90º y 270º. Si la luz incidente oscila perpendicularmente a los surcos de la rejilla de difracción B(F_{1}, F_{2}, \Delta\varphi), es decir, a una polarización TM, la asimetría del grado de eficacia de difracción en porcentaje es notablemente menor y se mueve en una anchura de banda 26 de aproximadamente \pm5% alrededor del valor 20%. En la observación del dibujo de superficie 1 (figura 1) con luz incidente no polarizada, la asimetría de la rejilla de difracción B(F_{1}, F_{2}, \Delta\varphi) es algo menos pronunciada. En una observación del dibujo de superficie 1 con un filtro de polarización se puede reforzar el cambio de luminosidad a un giro de 180º, cuando se filtra la componente de la polarización TM con luz incidente no polarizada. En este lugar se remite también expresamente a la solicitud PCT/EP 97/04608 todavía no publicada, con fecha de prioridad de 4.09.1996.

En la figura 8 se ha representado una función rectangular 27 y una función en diente de sierra asimétrica 28. La rejilla de difracción B(F_{1}, F_{2}, \Delta\varphi) presenta una estructura en relieve que es una superposición de la primera estructura en relieve F_{1}, de la función rectangular 27, y de la segunda estructura en relieve F_{2}, de la función de dientes de sierra asimétricos 28. El desfase relativo \Delta\varphi influye de nuevo considerablemente en el comportamiento de difracción de la rejilla de difracción B(F_{1}, F_{2}, \Delta\varphi). En la tabla 2 se ha representado los valores de asimetría medidos en luz polarizada 29 con la longitud de onda 632,8 nm, es decir, la relación de la intensidad en el orden de difracción +1 a la intensidad en el orden de difracción -1, en dependencia del desfase relativo \Delta\varphi.

TABLA 2

\catcode`\#=12\nobreak\centering\begin{tabular}{|l|l|l|l|}\hline
 Desfase relativo  \Delta\varphi   \+ 0º  \+ 45º  \+ 90º \\\hline 
+1 Orden de difracción TE  \+ 12,9  \+ 1,8  \+ 7,7 \\\hline  -1
Orden de difracción TE  \+ 2,9  \+ 15,8  \+ 14,3 \\\hline  Asimetría
 \+ 4,4  \+ 0,1  \+ 0,5
\\\hline\end{tabular}\par\vskip.5\baselineskip

Los dibujos de superficie 1 (figura 1) descrito hasta aquí pueden presentar también la rejilla de difracción B(F_{1}, F_{2}, \Delta\varphi) producida a partir de la función rectangular 27 y de la función en diente de sierra 28 para los elementos de imagen y de fondo 2 (figura 1) y 4 (figura 1) o el dibujo 13 (figura 6). La relación de la frecuencia espacial f_{2} de la función en dientes de sierra asimétricos 28 a la frecuencia espacial f_{1} de la función rectangular 27 debe escogerse dentro de la zona 2 a 5, mientras que la relación de la altura de perfil P_{2} de la función en dientes de sierra asimétricos 28 a la altura de perfil P_{1} de la función rectangular 27 se sitúa dentro de la zona 1 hasta 4. El desfase relativo \Delta\varphi entre la primera estructura en relieve F_{1} y la segunda estructura en relieve F_{2} determina si la rejilla de difracción B(F_{1}, F_{2}, \Delta\varphi), que incide perpendicularmente sobre el dibujo de superficie 1, difracta la luz 29 simétrica o asimétricamente.

Las estructuras en relieve F_{1} y F_{2} de la rejilla de difracción B(F_{1}, F_{2}, \Delta\varphi) en el ejemplo para los valores de medida de la tabla 2 presentan para la primera estructura en relieve F_{1} una frecuencia espacial constante f_{1}=259 líneas/mm y una altura de perfil P_{1}de 200 nm; para la segunda estructura en relieve F_{2}, la frecuencia espacial f_{2}=1036 líneas/mm a una altura de perfil P_{2} de 200 nm con un ángulo Blaze de 17º. Ventajosamente, la segunda frecuencia espacial f_{2} puede presentar también un "frequency cirp" más bajo, por lo que el desfase relativo cambia de \Delta\varphi = 0º a \Delta\varphi= 180º en un recorrido sobre la muestra de superficie de 1 de 2,8 mm.

En un dibujo 13 (figura 6) el dibujo de luminosidad cambia al bascular en un eje de basculamiento 30 paralelo a los surcos de B(F_{1}, F_{2}, \Delta\varphi) de orden de difracción a orden de difracción, designado con los números enteros de -4 a +4. Por ejemplo, el contraste es intensivo al orden +3, muy débil al orden +2, al orden +1 los contrastes son de nuevo intensivos, pero el reparto de luminosidad se permuta como en el dibujo 13' (figura 6). En casos especiales, en los órdenes de difracción negativos se puede reflejar los repartos de luminosidad, el orden -1 corresponde al orden +3 y el orden -3 corresponde al orden +1. Por consiguiente, también se presenta variación del reparto de luminosidad al giro de 180º en el plano del dibujo 13.

Hay que hacer notar que en los dibujos de las figuras se ha representado los repartos de luminosidad relativos que ve un observador bajo la correspondiente dirección de observación, con ayuda de una gradación de gris en los elementos de imagen 2 o elementos de fondo 4, pero no en los otros elementos 3 y 5 mostrados en todo caso. El eje representado 6 aclara la posición relativa del dibujo de superficie 1. Se entenderá siempre por el término "luminosidad" la luminosidad de superficie, por tanto, la intensidad de la luz difractada enviada en la dirección de observación por unidad de superficie del elemento de difracción 2 a 5.

Claims

1. Dibujo de superficie (1) de elementos dispuesto formando mosaico (2 a 5), de los que al menos un elemento de fondo (4) y un elemento de imagen (2) presentan rejillas de difracción B microscópicamente finas que difractan la luz visible (29), y comprenden una superposición de por lo menos dos estructuras en relieve diferentes F_{1}, F_{2}, y elementos de superficie (3) y elementos parciales (5) contienen bien sea las estructuras en relieve microscópicamente finas que difractan la luz visible (29) o consisten en superficies reflectantes o dispersantes,

caracterizado,

por una primera rejilla de difracción B_{B}, cuya estructura en relieve es descrita por la superposición de por lo menos dos estructuras en relieve diferentes F_{1,}F_{2} y por un desfase \Delta\varphi_{B}, en el elemento de imagen (2) y una segunda rejilla de difracción B_{H}, cuya estructura en relieve es descrita por la superposición de las estructuras en relieve F_{1}, F_{2}, y por un desfase \Delta\varphi_{H}, están colocadas en el elemento de fondo (4),

porque la estructura en relieve de la rejilla de difracción B_{B} y B_{H} es una suma de las estructuras en relieve F_{1}+F_{2}, siendo F_{1} la primera estructura en relieve con una frecuencia espacial f_{1} y F_{2} la segunda estructura en relieve con una frecuencia espacial f_{2} y \Delta\varphi un desfase relativo de la segunda estructura en relieve F_{2} con respecto a la primera estructura en relieve F_{1}, y la frecuencia espacial de la rejilla de difracción B_{B} y la de la rejilla de difracción B_{H} son iguales a la más pequeña de ambas frecuencias espaciales f_{1} y f_{2}, porque la relación V_{F} de la segunda a la primera frecuencia espacial f_{2}/f_{1} presenta un valor del orden de 1,5\leqV_{F}\leq3,

porque los vectores de rejilla de la primera rejilla de difracción B_{B} en el elemento de imagen (2) y de la segunda rejilla de difracción B_{H} en el elemento de fondo (4), así como los vectores de rejilla de ambas estructuras en relieve F_{1,}F_{2} se orientan de forma sensiblemente paralela o antiparalela a un eje marcado (6), y

porque la primera rejilla de difracción B_{B} y la segunda rejilla de difracción B_{H} únicamente se diferencian por el desfase relativo \Delta\varphi de la segunda estructura en relieve F_{2} empleada para la superposición con la primera estructura en relieve F_{1}.

2. Dibujo de superficie (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque el desfase relativo \Delta\varphi de la rejilla de difracción B_{B} o B_{H} presenta un valor constante en todo el campo del elemento de imagen (2) y/o del elemento de fondo (4).

3. Dibujo de superficie (1) según la reivindicación 2, caracterizado porque los valores del respectivo desfase \Delta\varphi de las rejillas de difracción B_{B} y B_{H} se diferencian en más de 20º módulo 360º.

4. Dibujo de superficie (1) según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque una pluralidad de elementos de superficie 2 y de elementos de fondo (4) están dispuestos alternativamente, porque los vectores de rejilla de todas las rejillas de difracción B(F_{1}, F_{2}, \Delta\varphi) de los elementos de imagen (2) y de los elementos de fondo (4) se orientan sobre el eje (6) y porque el desfase relativo \Delta\varphi en la transición de un elemento (2; 4) al elemento vecino (4; 2) cambia escalonadamente en un valor predeterminado.

5. Dibujo de superficie (1) según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque las estructuras en relieve F_{1}, F_{2} son funciones sinusoidales, situándose la relación de la amplitud A_{2} de la segunda función sinusoidal con respecto a la amplitud A_{1} de la primera función sinusoidal en el intervalo de 0,1 a 10.

6. Dibujo de superficie (1) de elementos (2 a 5) dispuestos formando mosaico, de los que al menos un elemento de imagen (2) presenta una rejilla de difracción B que difracta la luz visible (29), microscópicamente fina y comprende una superposición de por lo menos dos estructuras en relieve F_{1}, F_{2}, y los otros elementos (3 a 5) contienen las estructuras en relieve microscópicamente finas que difractan la luz visible (29) o consisten en superficies reflectantes o dispersantes,

caracterizado,

porque la rejilla de difracción B presenta una estructura en relieve superpuesta, que está formada por la suma de las estructuras en relieve F_{1+}F_{2} siendo F_{1} la primera estructura en relieve con una frecuencia espacial f_{1} y F_{2} una segunda estructura en relieve con una frecuencia espacial f_{2} y \Delta\varphi un desfase relativo de la segunda estructura en relieve F_{2} con respecto a la primera estructura en relieve F_{1}, y la frecuencia espacial de la rejilla de difracción B es igual a la más pequeña de ambas frecuencias espaciales f_{1} y f_{2},

porque el desfase relativo \Delta\varphi entre la estructura en relieve F_{1} y la estructura en relieve F_{2} es una función dependiente del lugar y parcialmente constante de las coordenadas x e y,

porque la rejilla de difracción B y las estructuras en relieve F_{1}, F_{2} presentan vectores de rejilla que son sensiblemente paralelos a un eje marcado (6).

7. Dibujo de superficie (1) según la reivindicación 6, caracterizado porque el desfase relativo \Delta\varphi entre la estructura en relieve F_{1} y la estructura en relieve F_{2}, desde al menos un centro, es una función parcialmente constante, dependiente del emplazamiento, de la distancia r del centro.

8. Dibujo de superficie (1) según la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque la frecuencia espacial f_{1} presenta un "frequency cirp" del 6% de la frecuencia espacial f_{1} sobre 100 mm.

9. Dibujo de superficie (1) según la reivindicación 8, caracterizado porque los vectores de rejilla de ambas estructuras en relieve F_{1} y F_{2} forman un ángulo de menos de 10º.

10. Dibujo de superficie (1) según una de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado porque las estructuras en relieve F_{1}, F_{2} son funciones sinusoidales, situándose la relación de la frecuencia espacial f_{2} de la segunda función sinusoidal a la frecuencia espacial f_{1} de la primera función sinusoidal en el intervalo de 1,5 a 3, y la relación de la amplitud A_{2} de la segunda función sinusoidal a la amplitud A_{1} de la primera función sinusoidal, en el intervalo de 0,1 a 10.

11. Dibujo de superficie (1) según una de las reivindicaciones 6 a 10, caracterizado porque la primera estructura en relieve F_{1} es una función rectangular (28) y la segunda estructura en relieve F_{2}, una función en dientes de sierra asimétricos (29), situándose la relación de la frecuencia espacial f_{2} de la función en dientes de sierra asimétricos (29) a la frecuencia espacial f_{1} de la función rectangular (28) en el intervalo de 2 a 5, y la relación de la altura de perfil P_{2} de la función en dientes de sierra asimétricos (29) a la altura de perfil P_{1} de la función rectangular (28) se sitúa en el intervalo de 1 a 4.

12. Dibujo de superficie (1) según la reivindicación 11, caracterizado porque al bascular alrededor de un eje de basculamiento paralelo a los surcos de las estructuras de difracción B e iluminar con luz (29) que incide perpendicularmente, las superficies de los elementos de imagen (2) cubiertas con las estructuras de difracción B presentan un cambio predeterminado de la luminosidad regulable en comparación con las superficies de los elementos de fondo (4) cubiertos con las estructuras de difracción, teniendo los elementos de imagen (2) y los elementos de fondo (4) respectivamente el mismo color o frecuencia espacial.

13. Dibujo de superficie (1) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en las superficies de los elementos de imagen (2) se ha previsto una pluralidad de pequeños elementos de superficie (3) que no pueden detectarse a simple vista, y que tienen un comportamiento óptico diferente del de la estructura de difracción (B), con el fin de reducir la luminosidad de superficie del elemento de imagen (2).

14. Dibujo de superficie (1) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque un contraste entre los elementos de imagen (2) y los elementos de fondo (4) desaparece únicamente con luz polarizada (29) y porque el contraste se mantiene con luz no polarizada (29).

15. Dibujo de superficie (1) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque un contraste entre los elementos de imagen (2) y los elementos de fondo (4) desaparece únicamente con luz no polarizada (29) y porque el contraste se mantiene con luz no polarizada (29).