ES2244812T3 - Etiqueta con un codigo de barras difractivo y disposicion de lectura para tales etiquetas. - Google Patents
Etiqueta con un codigo de barras difractivo y disposicion de lectura para tales etiquetas.Info
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Abstract
Etiqueta (1) formada por un conjunto de capas (15) que tiene estructuras de finura microscópica, ópticamente activas incrustadas entre capas (11; 13) del conjunto de capas (15), recubiertas con una capa de reflexión (12), que forman en un área a modo de banda (2; 9; 25) al menos un código de barras difractivo (3; 24) legible con máquina y que están dispuestas en forma de campos estrechos rectangulares (4) con una estructura en relieve difractiva (16; 20) y por las superficies intermedias (5) que separan los campos (4), en la que la estructura en relieve difractiva (16; 20) es una superposición aditiva de una rejilla de difracción plana de orden cero con una estructura en relieve de finura microscópica que dispersa la luz, en la que la rejilla de difracción de orden cero presenta más de 2300 líneas por milímetro, una profundidad de perfil geométrico del orden de 50 a 350 nm y un vector de rejilla (k; k1; k2) y la estructura en relieve que dispersa la luz es una de las estructuras del grupo de las estructuras mate, kinoformas y hologramas de Fourier, el comportamiento de polarización de la estructura en relieve difractiva (16; 20) se establece mediante la dirección del vector de rejilla (k; k1; k2) de la rejilla de difracción de orden cero, de manera que en la estructura en relieve difractiva (16; 20) se polarice linealmente luz difractada y en todo el espacio intermedio por encima de la estructura en relieve difractiva (16; 20), luz retrodispersada (35), y las estructuras ópticamente activas, de finura microscópica de las otras superficies se diferencian por lo menos en el comportamiento de polarización de la estructura en relieve difractiva (16; 20).
Description
Etiqueta con un código de barras difractivo y
disposición de lectura para tales etiquetas.
La invención se refiere a una etiqueta provista
de un código de barras difractivo conforme a la reivindicación 1 así
como a una disposición de lectura para reconocer información en
tales etiquetas conforme a la reivindicación 14.
Tales etiquetas se utilizan para la
caracterización de mercancías, carnet de identidad o papeles de
valor y llevan una información numérica relacionada con las
mercancías el carnets de identidad o el papel de valor. El código de
barras de las etiquetas se lee con medios ópticos y se caracteriza
por una buena legibilidad con máquina de la información contenida en
el código de barras.
Se conoce diferentes clases de códigos de barras
tales como, por ejemplo, según
MIL-STD-1189 o según el "European
Article Numbering Code", en los que está contenida una
información dispuesta a modo de elementos de barras y espacios
intermedios. Mediante un sencillo proceso de impresión se aplica los
elementos de barras en un color que contrasta con los espacios
intermedios sobre un soporte, usualmente de papel. En el comercio
hay disponibles aparatos de lectura que pueden leer tal código de
barras.
Según US 5.900.954 se puede incrementar la
seguridad del código de barras contra la falsificación imprimiendo
el código de barras sobre un soporte con un holograma. El código de
barras se extiende totalmente o al menos parcialmente por encima del
holograma.
En el documento EP 0 366 858 A1 se describe
diversas realizaciones de código de barras difractivo, que en vez de
elementos de barras impresos presentan elementos de superficie con
rejillas de difracción. En comparación con los códigos de barras
producidos por técnicas de impresión, los códigos de barras
difractivos presentan una gran seguridad frente a la falsificación.
De todos modos, la ventaja de la gran seguridad frente a
falsificaciones en comparación con el código de barras producido por
técnicas de infracción presenta una baja tolerancia en lo que
respecta a la orientación del código de barras difractivo con
respecto al rayo de lectura de la disposición de lectura y con una
limitación de la separación entre el aparato de lectura y la
etiqueta de pocos centímetros. Además, el código de barras producido
sencillamente por técnicas de impresión con una información
individual resulta extremadamente barato, mientras que el código de
barras difractivo únicamente puede producirse con gastos tolerables
de forma racional en grandes cantidades y con información
idéntica.
Por el documento OW 01/80175, publicado el
25.10.2001, se conoce un motivo de superficie cuyas partes de
superficie que difractan la luz están cubiertas con estructuras en
relieve de finura microscópica. Al menos en un área de este motivo
de superficie las estructuras en relieve microscópicamente finas
presentan frecuencias espaciales muy elevadas, por ejemplo, 2.630
líneas por milímetro, y una altura de perfil modulada de la
estructura en relieve. Estas estructuras en relieve difractan la luz
incidente únicamente en el orden de difracción cero y se comportan
por consiguiente como un espejo de color, en el que la luz reflejada
presenta un color mixto que es dependiente de la altura de perfil y
del ángulo de incidencia de luz sobre la estructura en relieve. La
altura de perfil varía conforme a la curva envolvente moduladora tan
lentamente que el ojo puede reconocer zonas de color mixto
diferente. Las estructuras en relieve tienen una acción fuertemente
polarizadora. Mediante partes de superficie de distinta
polarización, la luz polarizada retrodifusa puede formar un código
de barras que únicamente es reconocible con la ayuda de filtros de
polarización.
Superficies dispuestas en forma de mosaico con
estructuras de difracción de finura microscópica estampadas en
plástico son conocidas, por ejemplo, por EP 0 105 099 B1 y EP 0 375
833 B1. Realizaciones de etiquetas de seguridad con estructuras
eficaces en la óptica de difracción y los materiales empleados con
tal fin están recopilados en la patente US 4.856.857.
Por los documento DE-OS 1 957 475
y CH
653 782 se conoce otra familia de estructuras en relieve microscópicamente finas y eficaces en la óptica de difracción bajo el nombre de Kinoform. Únicamente con una iluminación del Kinoform con luz sensiblemente coherente se desvía la luz asimétricamente desde el Kinoform en un ángulo espacial sencillo, predeterminado por la estructura en relieve del Kinoform.
653 782 se conoce otra familia de estructuras en relieve microscópicamente finas y eficaces en la óptica de difracción bajo el nombre de Kinoform. Únicamente con una iluminación del Kinoform con luz sensiblemente coherente se desvía la luz asimétricamente desde el Kinoform en un ángulo espacial sencillo, predeterminado por la estructura en relieve del Kinoform.
La invención se plantea el problema de crear una
etiqueta barata, ópticamente legible con máquina, provista de por lo
menos un código de barras difractivo que puede leerse a una
distancia de varios decímetros con aparatos de lectura usuales.
El problema citado es resuelto según la invención
por las características de la reivindicación 1. Ejecuciones
ventajosas de la invención se desprenderán de las reivindicaciones
dependientes.
Ejemplos de realización de la invención están
representados en el dibujo y serán descritos con más detalle en lo
que sigue.
En ellos:
la figura 1 muestra una etiqueta con un código de
barras difractivo;
la figura 2 muestra una sección transversal de la
etiqueta,
la figura 3 presenta una sección agrandada de la
figura 2,
la figura 4 muestra un diagrama,
la figura 5 muestra el código de barras
difractivo,
la figura 6 muestra dos códigos de barras
paralelos,
las figuras 7a, 7b muestran códigos de barras
intercalados,
la figura 8 muestra una primera disposición de
lectura, y
la figura 9 muestra una segunda disposición de
lectura.
En la figura 1, la referencia 1 designa una
etiqueta, 2 un área con un código de barras difractivo 3, 4 campos y
5 superficies intermedias del código de barras 3. Los campos 4 y las
superficies intermedias 5 son barras rectangulares que están
dispuestas transversalmente en el área 2, apoyándose con sus lados
longitudinales. Cada dos campos sucesivos 4 están separados por una
superficie intermedia 5, estando codificada en la sucesión de los
campos 4 y de las superficies intermedias 5 una información de
anchura diferente. Al menos los campos 4 presentan una estructura de
difracción incrustada en la etiqueta 1. Las superficies intermedias
5 son realizadas, por ejemplo, como barras reflejantes o
absorbentes. En otra realización, las superficies intermedias 5
presentan también estructuras de difracción cuyo acimut se
diferencia del acimut de la estructura de difracción en los campos 4
al menos en \pm 20º módulo 180º. Ventajosamente todos los campos
4 ó bien todas la superficies intermedias 5 están cubiertos por la
misma estructura ópticamente eficaz. La etiqueta 1 está fijada, por
ejemplo, en un objeto 6 y contiene en el código de barras 3 una
información relativa al objeto 6. El objeto 6 puede ser un
documento, una hoja de papel, una pegatina o un cuerpo
tridimensional, etc. Según el fin de aplicación se dispone sobre la
superficie restante de la etiqueta 1 emblemas 7, cifras o letras 8
que sirven para permitir el reconocimiento visual del origen de la
etiqueta 1. Estas informaciones pueden aplicarse por técnicas de
impresión pero pueden realizarse también bajo la forma de un motivo
de superficie difractivo que es conocido por los documentos EP 0 105
099 B1 y EP 0 375 833 B1 anteriormente citadas, cuyas estructuras de
difracción están igualmente incrustadas en la etiqueta 1. En otra
realización de la etiqueta 1 se ha previsto también sitio para un
campo de código de barras adicional 9 en el que se dispone otro
código de barras o bien otro código de barras difractivo producidos
por técnicas de impresión. El campo del código de barras 9 se
orienta ventajosamente en sentido paralelo al área 2 con el fin de
que el mismo aparato lector pueda leer con máquina el otro código de
barras del campo del código de barras 9 y el código de barras
difractivo 3 del área 2.
La figura 2 muestra la etiqueta 1 vista en
sección. La etiqueta 1 es un conjunto estratificado 15 compuesto de
varias capas 10 a 14 que está delimitado de una parte por una capa
de cubierta 10 y de otra por una capa de adhesivo 14. Debajo de la
capa de cubierta 10 siguen en el orden de sucesión indicado una capa
de estampación 11, una capa de reflexión 12, una capa de protección
13, y la capa de adhesivo 14. Para por lo menos una longitud de onda
de la luz 17 incidente sobre la etiqueta 1 al menos la capa de
cubierta 10 y la capa de estampación 11 son transparentes. En la
capa de estampación 11 se han formado estructuras en relieve 16 de
finura microscópica que difractan, por ejemplo, la luz incidente
visible 17. La capa de reflexión 12 de un espesor menor que 100 nm
cubre las estructuras en relieve de finura microscópica 16 con
fidelidad de forma. La capa de protección 13 rellena las
concavidades de las estructuras en relieve 16 y recubre la capa de
reflexión estructurada 12. La capa de adhesivo 14 posibilita una
unión segura entre el objeto 6 y el conjunto estratificado 15.
Diferentes realizaciones del conjunto
estratificado 15 y de los materiales apropiados para su producción
están reunidas en las tablas 1 a 6 de la mencionada patente US
4.856.857. Signos 18 aplicados por técnicas de impresión son
aplicados en una de las capas 10 a 14 del conjunto estratificado 15
con un color que absorbe la luz. En una realización se numera las
etiquetas 1 con otro código de barras producido por técnicas de
impresión sobre la capa de cubierta 10 en forma de signos 18 de
manera individualizada en el campo del código de barras 9 (figura 1)
o bien en el orden de fabricación.
En la figura 3 se ha representado a título de
ejemplo un perfil rectangular de una rejilla de difracción plana en
corte transversal a los surcos 19 del perfil rectangular. El vector
de rejilla k se sitúa por consiguiente en el plano del dibujo. El
perfil rectangular presenta una profundidad de perfil geométrico D.
Como la luz 17 incide a través de la capa de cubierta 10 y de la
capa de estampación 11 sobre la rejilla de difracción formada por la
capa de reflexión 12, los surcos 19 se llenan con el material de la
capa de estampación 11. En vez de la profundidad de perfil
geométrico D es eficaz la profundidad de perfil óptico
d= D*n, en donde n es el índice de refracción del material de la capa de estampación 11. En obsequio de la claridad únicamente se ha mostrado el perfil rectangular en vez de la estructura en relieve difractiva 16 (estructura de difracción) descrita a continuación.
d= D*n, en donde n es el índice de refracción del material de la capa de estampación 11. En obsequio de la claridad únicamente se ha mostrado el perfil rectangular en vez de la estructura en relieve difractiva 16 (estructura de difracción) descrita a continuación.
Si la estructura de difracción presenta más de
2300 líneas por milímetro, la luz perpendicular y que incide de
manera no polarizada 17 desde la región visible del espectro se
difracta únicamente en el orden cero. Para la luz 17 que incide
oblicuamente sobre la estructura de difracción hay que incrementar
correspondientemente la densidad de líneas, por ejemplo, a un valor
de 2800 líneas por milímetro hasta 3000 líneas por milímetro. Como
en un espejo plano, el ángulo entre la luz incidente 17 y las
normales al plano de la estructura de difracción es igual al ángulo
entre la luz difractada y las normales. Tales estructuras de
difracción son llamadas en lo que sigue estructura de difracción de
orden cero. En una iluminación con luz natural blanca,
contrariamente al espejo plano, la luz difractada de orden cero en
la estructura de difracción presenta vacíos en la parte visible del
espectro, por lo que la estructura de difracción de orden cero actúa
como un espejo reflectante de color.
La figura 4 muestra un diagrama para la
eficiencia de difracción E de la estructura de difracción plana para
luz polarizada TE y TM en dependencia de la profundidad de perfil
óptico d= D, en la que el índice de difracción es n=1. La luz
polarizada TE es difractada con mayor eficiencia E prácticamente en
independencia de la profundidad de perfil D. En contraste con esto,
la eficiencia de difracción E para la luz polarizada TM es
fuertemente dependiente de la profundidad de perfil D, mientras que
la eficiencia de difracción E para la luz polarizada TM con
profundidad de perfil creciente D desciende rápidamente a un primer
mínimo. Si la dirección de la luz incidente no polarizada 17 y del
vector de rejilla k (figura 3) de la estructura de difracción se
encuentran en un plano, el vector de campo eléctrico de la luz
polarizada p oscilará paralelamente a este plano, mientras que el
vector de campo eléctrico de la luz polarizada s oscila
perpendicularmente al mismo. La estructura de difracción empleada
para el código de barras 3 presenta ventajosamente una profundidad
de perfil T_{G} en la proximidad del primer mínimo, puesto que en
este lugar es máxima la polarización de la luz difractada. La luz
difractada es polarizada por tanto linealmente, es decir, la
estructura en relieve difractiva 16 actúa como polarizador o bien
para la luz incidente polarizada 17 (figura 3) como analizador. Una
zona aprovechable de la profundidad de perfil geométrico D comprende
valores T_{G} entre 50 nm y 350 nm. Los materiales apropiados para
la capa de estampación 11 poseen conforme a la tabla 6 de la patente
US 4.856.857 anteriormente citada un índice de refracción n
comprendido entre el intervalo de 1,4 a 1,6.
Si la estructura de difracción gira 90º en su
plano, orientándose ahora los surcos 19 paralelamente y el vector de
rejilla k perpendicularmente al plano del dibujo de la figura 3,
será absorbida la luz polarizada s de la luz incidente 17 (figura 3)
con respecto al plano y difractada la luz polarizada p conforme a la
curva de eficiencia TE. Con ayuda del comportamiento de polarización
de esta estructura de difracción se puede determinar la dirección
del vector de rejilla k (figura 3).
La etiqueta 1 representada en la figura 5 está
cortada del conjunto estratificado 15 (figura 2). Las estructuras
ópticamente activas y microscópicamente finas, incrustadas entre las
capas 11 y 13 (figura 2) del conjunto estratificado 15, recubiertas
con la capa de reflexión 12 (figura 2), que son estructuras de
difracción, espejos, etc., definen los campos estrechos,
rectangulares 4 y las superficies intermedias 5 del código de barras
difractivo, legible con máquina 3 en el área 2. En los campos 4 se
ha formado una primera estructura en relieve difractiva 16 (figura
3) en la capa de estampación 11. La primera estructura en relieve
difractiva 16 es una superposición aditiva de la primera estructura
de difracción de orden cero con el primer vector de rejilla k1 y
una estructura en relieve de finura microscópica que dispersa la
luz. La estructura en relieve de finura microscópica que dispersa la
luz es una estructura del grupo de estructuras mate dispersantes
isótropas o anisótropas, de kinoformas o de hologramas de Fourier.
La estructura en relieve difractiva 16 así producida presenta la
ventaja de que, contrariamente a la estructura de difracción plana
independientemente del ángulo de la luz incidente 17 (figura 3)
sobre la estructura en relieve difractiva 16, la luz difractada es
devuelta en todo el semiespacio a través de la estructura en
relieve difractiva 16. Se selecciona ventajosamente la estructura en
relieve que dispersa la luz de manera que se retrodisperse la luz
difractada preferentemente en dirección del aparato de lectura.
Esto constituye un requisito previo para poder utilizar aparatos
de lectura comerciales para códigos de barras producidos por
técnicas de impresión con el fin de leer el código de barras 3
prácticamente infalsificable. Si la estructura en relieve de finura
microscópica que dispersa la luz es un Kinoform, la fuente de luz
del aparato de lectura debe producir luz coherente, pues de lo
contrario permanece el efecto de dispersión perseguido.
En otra realización del código de barras 3 las
estructuras intermedias 5 que tienen por lo menos otra estructura de
difracción difractiva están cubiertas con el otro vector de rejilla
k2 cuyo acimut se diferencia del acimut del primer vector de rejilla
k1 en por lo menos \pm20º módulo 180º. En otra realización las
superficies intermedias 5 presentan una estructura de superficie
reflejante, por ejemplo, una superficie de espejo plano o una
estructura de difracción de orden cero.
En otra realización todas las superficies
intermedias 5 están cubiertas con una segunda estructura en relieve
difractiva 20 (figura 3). La segunda estructura en relieve
difractiva 20 es una superposición de una segunda estructura de
difracción de orden cero con el segundo vector de rejilla k2 y una
de las estructura de relieve que dispersan la luz, de finura
microscópica citadas anteriormente. Los vectores de rejilla k1 y k2
forman un ángulo acimutal en el intervalo de 45º hasta 135º,
orientándose ambos vectores de rejilla k1 y k2 con preferencia
perpendicularmente uno sobre otro, como se ha representado en el
dibujo de la figura 5.
En una realización preferida la primera
estructura de difracción de orden cero y la segunda estructura de
difracción de orden cero presentan parámetros iguales hasta la
dirección de los parámetros de rejilla k1, k2. Si la primera
estructura en relieve 16 y la segunda estructura en relieve 20 se
diferencian únicamente en la dirección de rejilla k1 y k2 de ambas
estructuras de difracción de orden cero, se puede reconocer el
código de barras 3 sin medios auxiliares, ya que para un observador
tanto las casillas 4 como las superficies intermedias 5 resultan
igual de claras y del mismo color. Son aquí medios auxiliares una
iluminación del código de barras con luz polarizada o una
observación del código de barras 3 a través de un filtro de
polarización óptica. Observando el código de barras 3 a través del
filtro de polarización óptica el observador reconoce, por ejemplo,
los campos 4 como barras claras que están separadas por superficies
intermedias 5 que parecen barras oscuras. Tras un giro de 90º del
filtro de polarización en su plano los campos 4 son las barras
oscuras y las superficies intermedias 5, las barras claras.
Esta realización del código de barras 3 presenta
una ventaja adicional: el código de barras 3 es todavía legible en
caso de que en el área 2 esté dispuesto otro código de barras
producido por técnicas de impresión como signos 18 (figura 2) por
encima del código de barras difractivo 3. Los signos 18 son barras
21 separadas por espacios intermedios incoloros del otro código de
barras y están impresos sobre/o bajo la capa de cubierta 10 del
conjunto estratificado 15 (figura 2) con un color que absorbe la
luz. El otro código de barras producido por técnicas de impresión
puede ser reconocido también con el aparato de lectura comercial.
Las rayas 21 y los espacios intermedios incoloros situados entre
ellos están orientados paralelamente a los campos 4 y superficies
intermedias 5 del código de barras difractivo 3. En el dibujo de la
figura 5 únicamente se ha mostrado por razones de representación un
par de rayas 21. La discernibilidad de las barras estrechas del
código de barras difractivo 3 constituye una condición para alcanzar
una lectura con éxito. Las rayas 21 del otro código de barras
difractivo 3 cubren como máximo del 50 al 70%, es decir, a través de
los espacios intermedios incoloros son visibles las superficies de
cada campo 4 y de cada superficie intermedia 5 al menos en un 30%.
Con el otro código de barras es individualizable de forma barata
cada etiqueta 1, por ejemplo, mediante una numeración
correlativa.
En la figura 6 se muestra el área 2 con el primer
código de barras difractivo 3 y el código de barras 9 paralelo al
área 2, con un segundo código de barras difractivo 24 paralelo al
código de barras 3 y formado por superficies de campo 22 y campos
intermedios 23. Si en una realización de la etiqueta 1 el área 2 y
el campo de código de barras 9 se juntan con sus lados
longitudinales, el área 2 y el campo del código de barras 9 formarán
una parte de campo 25 de la etiqueta 1. Los dos códigos de barras
difractivos 3, 24 están colocados uno junto a otro y paralelos en la
parte de campo 25. Para poder reconocer en la lectura con máquina
los dos códigos de barras 3, 24 por separado, los campos 4 del
primer código de barras 3 se diferencian de las superficies de campo
22 del segundo código de barras 24 por lo menos en su comportamiento
de polarización. Los campos 4 presentan la primera estructura en
relieve difractiva 16 (figura 3) anteriormente descrita. Las
superficies de campo 22 del segundo código de barras 24 están
cubiertas con la segunda estructura en relieve difractiva 20 (figura
3) anteriormente descrita. El primer y segundo vectores de rejilla
k1 (figura 5); k2 (figura 5) se orientan ventajosamente en sentido
perpendicular entre sí. Las superficies intermedias 5 y los campos
intermedios 23 presentan al menos otra estructura en relieve
difractiva con otro vector de rejilla k, cuyo acimut se diferencia
de los acimutes del primer y segundo vectores de rejilla k1; k2 en
por lo menos \pm20º, o una de las estructuras de superficie
reflejantes citadas anteriormente. En la luz incidente 17
(figura 3) con la primera polarización, vistos en la dirección de
la fuente de luz, los campos 4 resultan claros y las superficies
intermedias 5 así como el segundo código de barras difractivo 24,
oscuro. En la luz incidente 17 de la otra polarización las
superficies de campo 22 son claras y los campos intermedios 23
así como el primer código de barras difractivo 3,
oscuros.
oscuros.
Los códigos de barras difractivos 3, 24 descritos
hasta aquí presentan una altura H del orden de 0,8 cm y 2 cm. La
anchura B de las barras estrechas se eleva a por lo menos a 90
\mum.
En otra realización ambos códigos de barras 3, 24
no son paralelos entre sí sino que, conforme a las figuras 7a y 7b,
están dispuestos en el área 2 de manera que ambos códigos de barras
3 y 24 determinen las estructuras ópticamente eficaces de primeras y
segundas superficies parciales 27, 28 de un código de barras
intercalado 26, estando separadas en cada caso dos primeras
superficies parciales adyacentes 27, asociadas al primer código de
barras 3, por una segunda superficie parcial 28 asociada con el
segundo código de barras 24. Las superficies parciales 27, 28 del
código de barras intercalados 26 presentan la mitad de superficie de
las barras del código de barras 3 ó 24 formadas por los campos 4 y
las superficies intermedias 5 o bien las superficies de campo 22 y
los campos intermedios 23. La intercalación puede subdividirse de
manera muy fina, descomponiéndose las barras independientemente de
su anchura B (figura 6) en un número entero de superficies parciales
27 ó 28, ya que las superficies parciales sólo deben presentar una
anchura mínima de 15 \mum.
En el dibujo de la figura 7a las barras
estrechas del código de barras 3 o bien 24 de una superficie parcial
27 ó 28 y las barras estrechas están asociadas, por ejemplo, con dos
superficies parciales 27 ó 28. Las primeras superficies parciales 27
y las segundas superficies parciales 28 de igual tamaño están
dispuestas con sus lados longitudinales alternativamente en el área
2 de manera que en cada caso a una de las primeras superficies
parciales 27 siga una de las segundas superficies parciales 28. En
el orden de sucesión predeterminado por el código de barras 3 y el
código de barras 24, las estructuras ópticamente eficaces están
dispuestas en las primeras superficies parciales 27 y en las
segundas superficies parciales 28. En el dibujo de la figura 7 las
flechas 29, 30 señalan cómo se compone el código de barras
intercalado 26 de ambos códigos de barras 3, 24. Para la ilustración
se ha sombreado las superficies parciales 27, 28 conforme a la
pertenencia a las barras 4, 5, 22, 23. Las primeras superficies
parciales 27 de los campos 4 se tocan longitudinalmente en la
extensión longitudinal del área 2. Las primeras superficies
parciales 27 de las superficies intermedias 5 presentan un sombreado
inclinado hacia la derecha. Las segundas superficies parciales 28
asociadas a las superficies de campo 22 no tienen sombreado,
mientras que un sombreado inclinado hacia la izquierda marca la
segundas superficies parciales 28 de los campos intermedios 23.
Las barras estrechas con una anchura de
aproximadamente 90 a 120 \mum están subdivididas un máximo de ocho
veces por las superficies parciales 27, 28 de por lo menos 25 \mum
de ancho. El aparato de lectura comercial ilumina el código de
barras con un rayo de luz que explora ópticamente en sentido
longitudinal el área 2 en una mancha iluminada 31 de aproximadamente
0,1 mm de diámetro. La mancha iluminada 31 se extiende por las
superficies parciales 28 ó 27 que pertenecen a una de las barras
estrechas.
La intercalación descrita de ambos códigos de
barras 3, 24 no es más que una de las múltiples posibilidades. Otra
realización del código de barras intercalado 26 según la figura 7b
presenta una disposición a modo de tablero de ajedrez de superficies
parciales de igual magnitud en forma de pixels 27, 28 de
aproximadamente 15 a 25 \mum de longitud lateral, ocupando las
primeras superficies parciales 27 del primer código de barras
difractivo 3 el sitio de las superficies negras y las segundas
superficies parciales 28 del segundo código de barras difractivo 24,
el sitio de las superficies blancas en el tablero de ajedrez. Con
las superficies parciales 27, 28 se asocian las estructuras
ópticamente activas en la sucesión de las barras de ambos códigos de
barras 3, 24.
La altura H (figura 7a) de las barras del código
de barras 3, 24, 26 presenta un valor comprendido entre 0,8 y 2 cm
aproximadamente. Esta altura H permite en límites una lectura del
código de barras aquí descrito 3, 24, 26 en una dirección inclinada
con respecto al reborde longitudinal del área 2, 9 (figura 6), 25
(figura 6). El área 2, 9, 25 permanece en lo que sigue también
evidentemente para el campo del código de barras 9 y para la parte
de campo 25.
En la figura 8 se muestra esquemáticamente una
disposición de lectura con un aparato de lectura 32 para el código
de barras 3, 24, 26. Una fuente de luz 33 produce un rayo de lectura
34 con luz polarizada o no polarizada que es llevada y traída
repetidamente por el aparato de lectura 32 con una dirección de
inclinación no mostrada aquí por encima de un área de lectura 35.
Tan pronto como el área 2, 9, 25 de la etiqueta 1 llega al objeto 6
en el área de lectura 35, se modula en la mancha iluminada 31
(figura 7) la intensidad de la luz retrodispersada 36 conforme al
código de barras 3, 24, 26. La luz retrodispersada 36 incide en la
disposición de lectura 32 sobre por lo menos un fotodetector 37. La
luz retrodispersada 36 es transformada por el fotodetector 37 en
señales eléctricas proporcionales a la intensidad de la luz
retrodispersada 36 que son analizadas por el dispositivo de lectura
32. En caso de que el dispositivo de lectura 32 reconozca la
modulación de la luz como su código de barras conocido se entregará
a un aparato 38 de transformación del número de código un número de
código correspondiente a la información del código de barras 3, 24,
26.
Si el código de barras difractivo presenta
únicamente la estructura de relieve difractiva 16 (figura 3)
anteriormente descrita que actúa como polarizador, la luz
retrodispersada 36 del código de barras difractivo es legible con el
aparato de lectura 32 anteriormente esbozado, en caso de que un
primer filtro de polarización óptica 39 esté dispuesto al menos
delante del fotodetector 37 y orientado de tal modo que la luz
polarizada retrodispersada 36 pase sin debilitarse por el primer
filtro de polarización 39. En la utilización de luz polarizada para
el rayo de lectura 34 se debe polarizar la luz de manera que la
difracción se produzca con eficiencia máxima en la primera
estructura de relieve 16. Esto constituye el caso, por ejemplo,
cuando el rayo de lectura 34 y la luz retrodispersada 35 penetran
en el mismo filtro de polarización 29 dispuesto delante de una
ventana 40 del aparato de lectura 32 y la primera estructura de
relieve difractiva 16 está orientada como analizador en el acimut
sobre el plano de polarización del filtro de polarización 39.
Si en la etiqueta 1 están dispuestas superficies
con dos estructuras de relieve difractivas 16 y 20 que actúan como
polarizadores (figura 3) y las estructuras de relieve difractivas 16
y 20 se diferencian al menos en el comportamiento de polarización,
una disposición de lectura según la figura 9 está en condiciones de
leer por separado las informaciones contenidas en la primera y
segunda estructuras de relieve difractivas 16 (figura 3) y 20
(figura 3). En caso de que se emplee un rayo de lectura no
polarizado 34, basta con un segundo fotodetector 43 que recibe
simultáneamente la luz retrodispersada 36 que actúa en la segunda
estructura de relieve 20 como polarizador, estando dispuesto un
segundo filtro de polarización óptica 41 orientado delante del
segundo fotodetector 43 de tal manera que únicamente penetre en el
segundo fotodetector 43 la luz retrodispersada 36 en la segunda
estructura de relieve 20.
En una realización sencilla la disposición de
lectura comprende dos aparatos de lectura comerciales 32, 42 que se
orientan de tal modo que la luz retrodispersada 36 incida tanto en
el primer fotodetector 37 del primer aparato de lectura 32 como en
un segundo fotodetector 43 del segundo aparato de lectura 42. La luz
no polarizada del rayo de lectura 34, enviada por la fuente de luz
33 del primer aparato de lectura 32, se dispersa en las dos
estructuras de relieve difractivas 16, 20 del código de barras
difractivo 3 en el semiespacio por el código de barras 3. El primer
filtro de polarización 39 dispuesto delante del primer fotodetector
37 solamente es permeable para la luz retrodispersada 36 en las
primeras estructuras de relieve difractivas 16, mientras que el
segundo fotodetector 43 recibe exclusivamente detrás del filtro de
polarización 41 la luz retrodispersada 36 por las segundas
estructuras de relieve difractivas 20. La fuente de luz 44 no es
necesaria en el segundo aparato de lectura 42.
Una salida 45 del primer fotodetector 36 y una
salida 46 del segundo fotodetector 43 están unidas con un analizador
47 de la disposición de lectura. El analizador 47 produce el número
de código para el aparato de transformación 38 unido con el
analizador 47. Durante la lectura se elabora simultáneamente las
señales producidas por los fotodetectores 36, 43 y se transmite al
aparato de elaboración 38 los números de código
correspondientes.
La disposición de lectura con dos aparatos de
lectura comerciales 32, 42 es apropiada para leer el código de
barras difractivo 3 anteriormente descrito, cuyos campos 4 (figura
5) están cubiertos con la primera estructura en relieve difractiva
16 y cuyas superficies intermedias 5 (figura 5), con la segunda
estructura en relieve difractiva 20. En las dos salidas 45 y 46 son
por consiguiente complementarias entre sí en cada instante las
señales producidas por los fotodetectores 37, 43 durante la lectura
de este código de barras 3. Esto posibilita ventajosamente una
comprobación técnica de seguridad del código de barras 3 leído.
Las rayas 21 (figura 5) del otro código de barras
que, como se ha descrito más arriba, es aplicado, sobre el código
de barras difractivo 3 producido a partir de la primera estructura
en relieve difractiva 16 y de la segunda estructura en relieve
difractiva 20 por técnicas de impresión, por ejemplo, sobre la capa
de cubierta 10, absorben la luz que incide en la mancha iluminada 31
(figura 7). Las rayas estrechas 21 son igual de anchas que el
diámetro de la mancha 31 iluminada por el rayo de lectura 34 y las
rayas anchas 21, por lo menos el doble de anchas que las rayas
estrechas 21. Las barras estrechas del código de barras difractivo 3
tienen la anchura B (figura 6) de por lo menos tres rayas estrechas,
de forma que en los espacios intermedios incoloros del otro código
de barras sean visibles al menos un 30% de las superficies de los
campos 4 o bien de las superficies intermedias 5. Si la mancha 31
recubre la raya 21, no se produce luz retrodispersada 36 y en las
dos salidas 45, 46 no existe señal de los fotodetectores 37, 43. Las
entradas de una unidad lógica 48 están unidas con ambas salidas 45,
46. Mientras dura el estado "ninguna señal" en ambas salidas
45, 46 la unidad lógica 48 cambia su señal de salida y produce en
una línea 49 entre la unidad lógica 48 y el analizador 47 la señal
de lectura para el otro código de barras formado por las rayas 21.
El analizador 47 produce así el número de código de acuerdo con la
información individual de la etiqueta 1 (figura 1) contenida en el
otro código de barras leído. La información del código de barras
difractivo 3 leído simultánea con el otro código de barras
proporciona, por ejemplo, información sobre el emisor de la etiqueta
1. La ventaja de esta disposición de lectura es que lee
simultáneamente el otro código de barras producido por técnicas de
impresión y el código de barras difractivo 3 y se compone de
aparatos de lectura comerciales 32, 42.
Con el fin de que durante la lectura con máquina
del código de barras 3, 24, 26 no surjan perturbaciones debidas a la
luz difractada en los emblemas 7 (figura 8) y los números y letras 8
(figura 8) formados por estructuras de rejilla difractivas
dispuestas en forma de mosaico, los acimutes de los vectores de
rejilla k de estas estructuras de rejilla difractivas se diferencian
en por lo menos \pm 20º de los acimutes de los vectores de rejilla
k1 o bien k1 y k2 de las estructuras de difracción empleadas en los
códigos de barras difractivos 3, 24, 26. Si las estructuras de
rejilla k1 y k2 presentan, por ejemplo, los acimutes 0º y 90º, habrá
que seleccionar los acimutes de los vectores de rejilla k en el
intervalo de 20º a 70º y 110º a 160º en cada caso módulo 180º.
En vez de luz visible se puede emplear también
las regiones cercanas del espectro de la luz visualmente visible, en
especial la región infrarroja cercana.
Como se puede ver en la figura 4, la luz
incidente no polarizada 17 (figura 9) no se polariza de manera
completamente lineal en la primera o segunda estructura en relieve
difractiva 16 (figura 9). La luz retrodispersada 36 (figura 9)
presenta para cada estructura en relieve difractiva 16 además de la
componente intensiva, difractada de acuerdo con la curva de
eficiencia (TE) también una componente más débil, difractada según
la curva de eficiencia (TM). Sin embargo, la intensidad de una de
las dos componentes polarizadas de la luz reflejada 36 predomina de
manera que, por ejemplo, el primer aparato de lectura 32 (figura 9)
recibe la componente más intensiva a través del primer filtro de
polarización 39 (figura 9), mientras que la componente más débil
alcanza el otro aparato de lectura 42 (figura 9) a través del
segundo filtro de polarización 41 (figura 9). Los aparatos de
lectura 32, 42 sólo reaccionan con mayor intensidad a la componente
de la luz reflejada 36.
Claims (15)
1. Etiqueta (1) formada por un conjunto de capas
(15) que tiene estructuras de finura microscópica, ópticamente
activas incrustadas entre capas (11; 13) del conjunto de capas
(15), recubiertas con una capa de reflexión (12), que forman en un
área a modo de banda (2; 9; 25) al menos un código de barras
difractivo (3; 24) legible con máquina y que están dispuestas en
forma de campos estrechos rectangulares (4) con una estructura en
relieve difractiva (16; 20) y por las superficies intermedias (5)
que separan los campos (4), en la que
- la estructura en relieve difractiva (16; 20) es una superposición aditiva de una rejilla de difracción plana de orden cero con una estructura en relieve de finura microscópica que dispersa la luz, en la que la rejilla de difracción de orden cero presenta más de 2300 líneas por milímetro, una profundidad de perfil geométrico del orden de 50 a 350 nm y un vector de rejilla (k; k1; k2) y la estructura en relieve que dispersa la luz es una de las estructuras del grupo de las estructuras mate, kinoformas y hologramas de Fourier,
- el comportamiento de polarización de la estructura en relieve difractiva (16; 20) se establece mediante la dirección del vector de rejilla (k; k1; k2) de la rejilla de difracción de orden cero, de manera que en la estructura en relieve difractiva (16; 20) se polarice linealmente luz difractada y en todo el espacio intermedio por encima de la estructura en relieve difractiva (16; 20), luz retrodispersada (35), y las estructuras ópticamente activas, de finura microscópica de las otras superficies se diferencian por lo menos en el comportamiento de polarización de la estructura en relieve difractiva (16; 20).
2. Etiqueta (1) según la reivindicación 1,
caracterizada porque las superficies intermedias (5)
presentan una de las estructuras de superficie reflejantes del grupo
de las superficies reflejantes planas y estructuras de difracción de
orden cero.
3. Etiqueta (1) según la reivindicación 1,
caracterizada porque las superficies intermedias (5) están
realizadas como barras absorbentes.
4. Etiqueta (1) según la reivindicación 1,
caracterizada porque las superficies intermedias (5)
presentan al menos otra estructura en relieve difractiva (20)
constituida por una superposición aditiva con otra estructura de
difracción de orden cero con una de las estructuras en relieve que
dispersan la luz, diferenciándose el acimut del vector de rejilla
(k) de la otras estructuras de difracción de orden cero, del
acimut del primer vector de rejilla (k1).
5. Etiqueta (1) según una de las reivindicaciones
1 a 3, caracterizada porque un segundo código de barras
difractivo (24), formado por superficies de campo (22) y campos
intermedios (23), paralelo al primer código de barras difractivo
(3), está dispuesto en el área (2; 9; 25), de forma que las
superficies de campo (22) del segundo código de barras (24)
presenten una segunda estructura en relieve difractiva (20) que es
una superposición de una segunda estructura de difracción de orden
cero con una de las estructuras en relieve de finura microscópica
que dispersan la luz, formando el primer vector de rejilla (k1) de
la primera estructura de difracción de orden cero y el segundo
vector de rejilla (k2) de la segunda estructura de difracción de
orden cero un ángulo acimutal comprendido entre 45º y 135º.
6. Etiqueta (1) según la reivindicación 5,
caracterizada porque las superficies intermedias (5) y los
campos intermedios (23) presentan al menos otra estructura en
relieve difractiva compuesta por una superposición aditiva con otra
estructura de difracción de orden cero con una de las estructuras en
relieve que dispersan la luz, diferenciándose el acimut del vector
de rejilla (k) de la otra estructura de difracción de orden cero,
del acimut del primer y del segundo vector de rejilla (k1; k2) en
por lo menos \pm20º.
7. Etiqueta (1) según la reivindicación 5,
caracterizada porque los campos intermedios (23) presentan
una de las estructuras de superficie reflejantes del grupo de las
superficies de espejo planas y estructuras de difracción de orden
cero.
8. Etiqueta (1) según la reivindicación 5 a 7,
caracterizada porque el primer y el segundo código de barra
(3; 24) están intercalados entre sí, presentando tanto los campos
(4) como las superficies intermedias (5) del primer código de barras
(3) un reparto predeterminado en las primeras superficies parciales
(27) así como también las superficies de campo (22) y los campos
intermedios (23) del segundo código de barras (24) el mismo reparto
en las segundas superficies parciales (28), porque en el área en que
están dispuestas las primeras superficies parciales (27) y las
segundas superficies parciales (28) en el orden predeterminado por
los dos códigos de barras (3; 24), de tal manera que en cada caso
dos primeras superficies parciales adyacentes (27) están separadas
por una de las segundas superficies parciales (28).
9. Etiqueta (1) según una de las reivindicaciones
5 a 7, caracterizada porque las estructuras de difracción de
orden cero de la primera y de la segunda estructura en relieve
difractiva (16; 20) presentan los mismos parámetros hasta la
dirección de los vectores de rejilla (k1; k2).
10. Etiqueta (1) según una de las
reivindicaciones 5 a 7, caracterizada porque la primera y la
segunda estructura en relieve difractiva (16; 20) únicamente se
diferencian en la dirección de los vectores de rejilla (k1; k2) de
ambas estructuras de difracción de orden cero.
11. Etiqueta (1) según una de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque al menos una de
las capas (10; 11) del conjunto estratificado (15) presenta signos
(18) impresos con color que absorbe la luz.
12. Etiqueta (1) según la reivindicación 11,
caracterizada porque una parte de los signos (18) forman
bandas (21) de un código de barras impreso por técnicas de impresión
y ópticamente legible con máquina, estando separadas las bandas (21)
por espacios intermedios incoloros dispuestos entre ellas y
orientándose paralelamente a los campos (4) y las superficies
intermedias (5) del código de barras difractivo (3; 24; 26).
13. Etiqueta (1) según la reivindicación 11,
caracterizada porque el código de barras producido por
técnicas de impresión está dispuesto sobre el código de barras
difractivo (3) y porque los espacios intermedios incoloros son
visibles a través de por lo menos el 30% de cada campo (4) y de cada
superficie intermedia (5) del código de barras difractivo (3).
14. Disposición de lectura para la lectura óptica
de informaciones de un área (2; 9; 25) sobre una etiqueta (1) según
una de las reivindicaciones 1 a 13 que consta de
- a)
- un primer aparato de lectura (32) de código de barras con una ventana transparente (40), con un rayo de lectura (34) que sale de la ventana (40) para la exploración óptica de una región de lectura (35), con un primer fotodetector (37) que está instalado para recibir la luz (35) del rayo de lectura (34) retrodispersada en la región de lectura (35), y con un primer filtro de polarización óptico (39) dispuesto delante del primer fotodetector (37) para separar por filtración la luz retrodispersada que no ha sido polarizada de manera predeterminada (35),
- b)
- un segundo aparato de lectura (42) de código de barras de construcción idéntica con la ventana transparente (40), con una fuente de luz inactiva (44) y con un segundo fotodetector (43), en el que el segundo aparato de lectura del código de barras (42) está instalado para recibir la luz (35) del rayo de lectura (34) del primer aparato de lectura del código de barras (32) retrodispersada en la región de lectura (35), y con un segundo filtro de polarización óptica (41) dispuesto delante del segundo fotodetector (43), girado en un ángulo predeterminado con respecto al primer filtro de polarización óptica (39) para separar por filtración la luz retrodispersada (35) que no ha sido polarizada linealmente de forma predeterminada, y
- c)
- una primera salida (45) del primer fotodetector (37) y una segunda salida (46) del segundo fotodetector (43), en las que aparecen señales eléctricas proporcionales a la intensidad de la luz retrodispersada (35) sobre los fotodetectores (37; 43),
- d)
- un analizador de señales (47) que está unido con la primera salida (45) y con la segunda salida (46), para producir un número de código para las señales eléctricas de los fotodetectores (37; 43) transmitidas desde la primera salida (45) y desde la segunda salida (46) en el analizador de señales (47).
15. Disposición de lectura según la
reivindicación 14, caracterizada porque existe además un
elemento lógico (48), porque cada entrada del elemento lógico (48)
está unida con las salidas (45; 46) y una salida del elemento lógico
(48) a través de una línea (49) con el analizador se señales (17),
porque cuando faltan simultáneamente las señales eléctricas de ambos
fotodetectores (37; 43) en las salidas (45; 46) el elemento lógico
(48) entrega una señal de salida a través de la línea (49) al
analizador de señales (47) para producir otro número de código.
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