JPH09509264A

JPH09509264A - 回折表面およびその製法

Info

Publication number: JPH09509264A
Application number: JP7522032A
Authority: JP
Inventors: リー−ジョンズ，ピーター; アレクザンダー，ブライアン・フレデリック; アサートン，ピーター・サミュエル
Original assignee: マイコー・テクノロジイ・リミテッド
Priority date: 1994-02-28
Filing date: 1995-02-28
Publication date: 1997-09-16
Also published as: US20020131174A1; CN1142267A; EP0748459A1; EP0748459A4; WO1995023350A1; CA2183979A1

Abstract

(57)【要約】回折表面（１０）とその表面の製法である。表面（１０）はラベルが張られている品物の発生源を特定するために、ラベルや他の品物の上に押し当てられ得る。表面（１０）は、密閉された正方形または長方形で峰（１１、１３）と凹部（１５）を含むブロック格子を包含できる。回折格子（１０）は、データ流のフーリエ変換を得ること及び好ましくはデータ流のクリッピングと量子化を含めて画像表示データ流を処理し、そしてデータ流に従ってプレート表面を変形することによって作り出される。同じく特許請求されているのは、間隔を置いて配置された第一と第二部分を持つ回折格子であって、各部分は読み取り用光ビームの照明に応じて受け面上に画像を形成し、読み取り用光が第一領域から第二領域に移動する時に第一画面に変化が起こって第二画面を作り出すように作り上げられている。

Description

【発明の詳細な説明】回折表面およびその製法技術分野本発明は、光学的回折性表面からの投影された画像の形成に関する。光学的表面の真正性の証明あるいはデータの記憶や娯楽のような他の目的に使用するために、これらの画像は目視や機械によって確認できる。発明の背景現在の問題は偽造品の販売である。ラベルやトレードマークの使用によって、偽造は多くの場合禁止されている。しかし、ラベルやトレードマークの無許可の使用は防止が困難である。上記の問題は、国際出願ＰＣＴ／ＡＵ９２／００２５２号に述べられている。発明の目的上記の問題を克服すること、または実質的に改善することが本発明の目的である。発明の概要本明細書中に開示されているのは、読み取り用光ビームによって照らされると一個またはそれ以上の回折された光ビームを提供する回折用表面を持つ層であって、その表面は第二表面領域部分と共に分散されている第一表面領域部分を含み、且つその表面は基底面を持ち、前記第一領域部分がその基底面から第二領域部分とは異なる距離を置いて配置されていて、第一領域部分は、また、回折用表面の面に対して平行に延びているが、読み取り用光ビームの波長よりも小さい幅を持っており、そして、光で照らされた時に、形成された回折ビームが遮る面上に識別可能な画像を与える層である。好ましくは、前記回折用表面は基底面を持ち、第一領域部分がその基底面から第二領域部分よりも大きい距離を置いて配置されている。更に、第一領域部分が凸面状にカーブしていることが好ましい。従って、第一領域部分は、一般に第二領域部分に隣接した峰である。更に本明細書中に開示されているのは、光で照らされた時に回折された光を遮る面の上に識別可能な画像を形成する、回折格子を含む回折パターンを形成する方法であって、画像を表示するデータ流を与える工程と、前記格子の形状、従ってパターンを決定するためにデータを処理する工程であって、処理されたデータの特性が格子の物理的特性に相当している工程と、前記パターンに相当する形状を持つために変形される表面を持つプレートを提供する工程と、前記形状を形成するためにデータに応じてプレート表面を変形する工程とを含み、その際、前記格子の物理的寸法は前記特性によって決定され、かつその格子は、前記画像を形成するために光が回折される複数の表面部分を含み、前記表面部分はプレートの表面にわたって分布されていて、実質的に集中されてはいない。更に本明細書中に開示されているのは、光で照らされた時に回折された光を遮る面の上に識別可能な画像を形成する、回折格子を含む回折パターンを形成する方法であって、画像を表示するデータ流を提供する工程と、前記格子の形状、従って前記パターンを決定するためにデータを処理する工程であって、処理されたデータの特性が格子の物理的特性に相当している工程と、前記パターンに相当する形状を持つために変形される表面を持つプレートを提供する工程と、前記形状を形成するために前記データに応じてプレート表面を変形する工程とを含み、その際、前記形状は第一領域部分と第二領域部分を含み、前記第一領域部分の幅は光の波長よりも小さい。好ましくは、物理的寸法は、前記表面の上に形成された峰の幅である。更に本明細書中に開示されているのは、第二部分から間隔を置いて配置された第一部分を持つ表面を占有する回折格子であり、前記第一表面部分は、光で照らされた時に、前記第一表面から回折された光によって受け面上に第一画像が形成されるように作り上げられており、前記第二表面部分は、光で照らされた時に、前記第二部分から回折された光によって前記受け面上に第二画像が形成されるように作り上げられており、前記表面は前記第二画像は前記第一画像の改変であるように作り上げられており、前記第一部分と第二部分が前記第一部分から第二部分に移動する特定の光ビームによって照らされた時に、前記第一画像に変化が起きて前記第二画像へと変化するようになっている。更に本明細書中に開示されているのは、回折表面を持つ層であって、その表面は、第一領域部分と、格子を形成するように第一領域部分によって囲まれ一般に分離されている第二領域部分から成り、この場合、前記第二領域部分は表面に対して一般に平行に広がる幅を持ち、平行な隣接第一領域部分の相応する部分は読み取り光の波長の約０．３ないし約２．０倍の間隔を置いて配置されている。更に本明細書中に開示されているのは、第二表面部分から間隔を置いて配置された第一表面部分を持つ表面を占有する回折格子であり、前記第一表面部分は、光で照らされた時に、その第一表面部分から回折された光によって受け面上に第一画像が形成されるように作り上げられており、前記第二表面部分は、光で照らされた時に、その第二表面部分から回折された光によって前記受け面上に第二画像が形成されるように作り上げられており、この場合、前記表面は中間部分を持ち、その中間部分は、前記第一表面部分を照らしつつ第一位置から前記第二表面部分を照らす第二位置に移動する光ビームによって照らされた時に、中間部分から回折された光によって前記受け面上に中間画像が形成されるように作り上げられており、その中間画像は、当初は前記第一画像の変形であるが、前記光ビームが前記第二部分に近づくにつれて前記第二画像の変形へと変化するようになっている。図面の簡単な説明本発明の好ましい態様は、添付図面を参照することにより例示的に示される。第１図は画像および画像から回折格子を形成する方法の概略図である。第２図は回折格子が形成され得るデータの概略図である。第３図は回折格子の概略的例示である。第４図は、第一領域、第二領域およびいわゆる遷移領域から成る光学的表面の概略図である。第５図は、第４図の光学的表面のクロースアツプの概略図であって、セルから構成される表面を示している。第６図は、第４図の第一および第二領域の光学的特性の概略図である。第７図は、第４図の光学的表面のセルの一部の概略図であって、セルがいわゆるブロックから構成されていることを示している。第８図は第７図の単一ブロックの概略図である。第９図は、入射光ビームから投影された画像を作り出すタイプの光学的表面の概略図である。第１０図は、第９図の投影された画像中の移動アニメーション効果の例の概略図である。第１１図は、第９図の投影された画像中の輝度アニメーション効果の例の概略図である。第１２図は、第９図に図解された光学的表面用デザインの好ましい態様のクロースアツプの概略図である。好ましい態様の詳細な説明第１（ａ）図には、画像が例示されており、その画像から回折格子が作り出され、回折格子が適当な光源によって照らされると、回折された光がスクリーンに画像を作り出すようになっている。固体レーザーは適当な光の例である。詳しく述べれば、実際の格子それ自体は、画像を見る目的では直接観察できない。回折された画像は、格子を適当に照らすことによってのみ見ることが可能であって、その場合に、格子からの回折された光を受け取るスクリーン上で画像が見られるであろう。第１（ａ）図の画像は、テキストと図形の両方の組み合わせであり、陰影を付けた（即ち、グレースケール）領域を含むことに留意されたい。回折格子を作り出すために、下に記載するように、第１（ａ）図の画像またはそれと対称的に設置されたものは、走査されて画像を表示するデータ流を作り出す。データ流は、画像を多数のピクセルまたは素子に分割し、各ピクセルまたは素子を表示するデータ値またはデータ値の組を決定することによって得られる。走査過程におけるピクセルの密度は、回折された画像中に十分な画像質を作り出すように選ばれる。例えば、画像は、走査で読まれて１２８×１２８、２５６×２５６、あるいは５１２×５１２のピクセル配列になる。二次元高速フーリエ変換を用いて、回折格子が作り出される回折画像をデータ流から計算する。一般に、高速フーリエ変換は、二つの部分から成る。即ち、いわゆる実部（振幅成分を示す）と、いわゆる虚部（相成分を示す）である。二つの直交軸、ＸとＹ軸に関して対称的である画像は、フーリエ変換の虚部で変動しないので、フーリエ変換の相成分は無視され得る。ＸとＹ軸に対して対称的でない画像は、フーリエ変換の虚部で変動を持つ。本発明では、非対称画像は、フーリエ変換の相成分が無視され得るように修正され得る。この修正は、元の画像を取り込み、その画像からＸとＹ軸の周りに鏡像を作り出すことにより、対称画像を形成して行われる。生じる画像は、ＸとＹ軸の周りに鏡で写された四個の成分から成り、従って、対称的である。第１（ｂ）図は、第１（ａ）図の非対称画像に由来するこのような対称画像を例示する。従って、この対称画像は、そのフーリエ変換の虚部に変動がなく、従って、フーリエ変換の相成分は無視され得る。通常使用されるフーリエ変換技術の難点は、フーリエ変換における情報の大部分がフーリエ変換データの小さい部分に含まれることである。本発明では、このことは、生じる回折パターンの小さい領域しか画像の形成に関与しないことを意味する。従って、入射する読み取り光ビームの多くは、通常の回折点へと回折され、回折された画像の比較的小さい輝度となる。この問題点を克服する方法は、下に記載されるランダム相数列を使用して、フーリエ変換で得られたデータを変調することである。本発明においては、下に記載するように、ランダム相数列は好ましくは二次元で奇数対称でなれけばならない。回折された画像に対する更なる改良は、高速フーリエ変換で得られたデータのクリッピングと量子化によって実施され得る。高速フーリエ変換で得られたデータは、ピークの計算値の例えば５０％にクリップされ得る。得られたクリッピングによる値は、続いて、クリッピング範囲内の異なる数のレベルへと量子化され得る。例えば、クリッピング後に高速フーリエ変換で得られたデータは、クリッピング範囲内の５０、１０あるいは僅か３個の異なるレベルに量子化され得る。説明に役立つ例として、ある特定のケースでは、８０％クリッピング値と１０個の量子化レベルが、鮮明で安定な回折画像を作り出すことが認められた。ただし、他の画像に対しては、他のクリッピングと量子化レベルの組み合わせが最適であり得ることを認めなければならない。元の画像を取り込み、回折格子形成用の処理済みフーリエ変換データに変えるために実施された機能の特定のシーケンスの例は、以下の通りである。この手順は、第１（ｃ）図ないし第１（ｇ）図に単純化された形式で例示されている。これは第１（ｃ）図の単純な画像から回折格子を作り出すためのデータ処理に含まれる工程を示す。第１（ｃ）図の元の画像は、色々なグレースケールレベルで陰影を付けられた９個の正方形のパターンから構成されている。通常は、元の画像は第１（ｃ）図の画像よりも遥かに複雑であろうし、例えば第１（ａ）図に示されるタイプであり得る。１．元の画像は、Ｘ−Ｙデカルト面（第１（ｃ）図）の象限１に置かれている。象限１に描かれた領域の比率が小さければ、それだけ得られた画像は明るくなる（輝度が高い）ことに注目すべきである。このことは、完成された光学的表面からの回折された光学的パワーが入射した光学的パワーの略固定された比率であることで理解され得る。従って、回折画像を全画像面面積のより小さい比率にすることは、入射パワーの略固定比率をより小さな領域に集中させ、それにより回折画像の輝度を増加させる。２．デジタル化された画像が作り出される。象限１に置かれている元の画像が、特定のサイズのデカルト配列にデジタル化される。元の画像の対応する素子のグレースケールレベルに応じて、配列の各素子には、デジタル化された、即ち、量子化された（デジタル化レベルの特定の範囲からの）値が割り当てられる。第１（ｃ）図の単純な元の画像の場合には、象限１は画像を構成する正方形に整合する８×８配列にデジタル化される。しかし、より一般的な場合には、元の画像は第１（ｃ）図の画像よりも遥かに複雑で、より大きな配列、例えば、１２８×１２８、２５６×２５６、あるいは５１２×５１２素子配列、にデジタル化されることを認めなければならない。３．４個の象限の対称画像がデジタル化された画像から作り出される。この過程は物理的または電子的に実施され得る。象限１のデジタル化された画像は、Ｙ軸の周りに鏡で映され、象限２に生じるパターンは、１ピクセルだけ正のＸ方向に移され、０値ピクセルの縦列を象限２の左側境界に残す。上半分面（正のＹ値）は、Ｘ軸の周りに鏡で映され、生じる下半分面（負のＹ値）パターンは、１ピクセルだけ負のＹ方向に移され、０値ピクセルの列を下半分面の頂上に沿って残す（第１（ｄ）図）。４．奇数対称「ランダム相ノイズ寄与成分」が決定される。画像用と同じデジタル化配列レイアウトを使用して、象限１の左側縦列と頂上列のピクセルが全て０値を持つことを除いて、０度ないし３６０度のランダム相寄与成分が象限１のピクセルに割り当てられる。象限１の相ノイズパターンは、象限２にＹ軸の周りに鏡で映され、生じるパターンは、１ピクセルだけ正のＸ方向に移され、０値を象限２の左側縦列と頂上列のピクセルに残す（第１（ｅ）図）。上半分面（正のＹ値）は、Ｘ軸の周りに鏡で映され、生じる下半分面（負のＹ値）パターンは、１ピクセルだけ負のＹ方向に移され、０値ピクセルを象限３と４の両方の下半分面の頂上並びに左側縦列に残す。下半分面の相符号は逆転され（例えば＋１８０が −１８０になるように正が負になる）、下半分面の相ノイズ寄与成分は、０度ないし−３６０度となる（第１（ｅ）図）。第１（ｅ）図では、各種のグレースケール陰影が、各ピクセルの相ノイズ値を示すために使用され、０値は中位のグレースケールによって示されている。ランダム数相ノイズ寄与成分を、各種のランダム相ノイズデータが各種の格子設計に使用できるように、「種まき」でき、それによって、技術の総体的安全性が増し、アニメーション化された画像シーケンスにおける画像間の関連ノイズを軽減することに注目されたい。５．複雑な高速フーリエ変換（ＦＦＴ）インプットデータの「実」と「虚」成分は、対称画像データとランダム相ノイズ成分から作り出される。配列にある各ピクセルに対して、下記の計算が実施される。ＦＦＴインプットの実部＝振幅×ｃｏｓθ ＦＦＴインプットの虚成分＝振幅×ｓｉｎθ 式中、振幅＝当該ピクセルにおける対称画像の値 θ＝当該ピクセルにおけるランダム相ノイズ寄与の値６．上記のＦＦＴインプットデータの高速フーリエ変換が計算される。目的は、完全に実であるＦＦＴ結果を得ることである、なぜならば、これは回折格子として物理的な形でより容易に形成され得るからである。対称画像とランダム相ノイズ寄与成分の対称性のため、得られるＦＦＴは実部のみの筈である。これをチェックするために、複素数ＦＦＴアウトプットが作り出される。７．各ピクセルに対して、複素数から実数への変換によって、基本的な回折格子データが作り出される。各ピクセルに対して、複素数ＦＦＴアウトプットの虚成分（どの場合でも０である）が捨てられ、実部のみが残される。第１（ｆ）図は第１（ｃ）図の画像に対する基本的回折格子データを示す。第１（ｆ）図では、基礎的回折格子データの値はグレースケールレベルとして表示されていることに留意されたい。８．基礎的回折格子データはクリップされ、量子化されて処理された回折格子データを計算する。言葉を変えると、基礎的回折格子データは、ある種の極値に限られ、この限界外のデータはこれらの極値で設定される。得られたクリップされたデータは、特定の数の量子化レベル内で量子化される。基礎的回折格子データは正または負であって、通常は０の周りに対称的に分布されていることに留意して、クリップされ、量子化されたデータは二個の特定された限界内、通常は０と１の間、に正規化され、０．５である正規化された値は、基礎的回折格子データの中では略０に等しい。正規化されているか否かにかかわらず、低いクリップされた値は最終的回折格子における最小の変調を示し、一方、高いクリップされた値は最終的回折格子における最大の変調を示す。ブロック格子の設計においては、（本明細書中に記載されているように）最小の変調はブロックのエッチングがないことを言外に意味し、一方、最大の変調はブロックのエッチングがあることを言外に意味する。ＦＦＴアウトプット値の範囲にわたって線形的に分布されているか、または非線形的に分布されているかにかかわらず、量子化レベルは、最終的回折格子の変調において通常は均一、即ち線形ステップを示す。しかし、量子化レベルは非線形的に最終的回折格子に対する変調値に相当し得ることに留意すべきである。第１（ｇ）図は、第１（ｃ）図の元画像に対する処理された（量子化およびクリッピング後の）回折格子データを例示する。この場合は、５０個の量子化レベルが用いられている。第１（ｇ）図では、各ピクセルの処理された回折格子データの量子化値は、５０個のグレースケールレベルの一つとして示されている。経験的に、量子化レベルの一定数が与えられれば、処理されたフーリエ変換のピーク値の略最高と最低２％をクリップすることが受容され得ることが発見されている。このことは、処理された回折格子データ配列で、より多くの値が異なることを許容し、従って有用な情報を運ぶことを許容する。量子化後には、処理された回折格子データ配列上の最小数の点が同一のデータ値を持つように、基礎的回折格子データのクリッピングを調整することによって、回折された画像上のノイズは最小化される。過剰のクリッピングは、最大または最小の（クリップされた）データ値におけるあるピクセル数の増加をもたらし、一方、クリッピングが不足すれば、小さいデータ値のピクセル数と大きいデータ値の少数のピクセルとの統計学的まとめを引き起こすであろう。例えば、５０個の量子化レベルでは、最適クリッピングでは通常、処理された回折格子データにおける同一データ値の数が数パーセントを超えない結果となるであろう。理想的には、処理された回折格子データの平均値は、最大と最小のクリップされた値の略中位であるべきで、ブロック格子の設計では、（本明細書中に記載されているように）ブロックの平均的エッチング領域は、メッシュパターンの閉ざされた領域の約５０％であろう（平均は格子を横断して取られている）。クリッピングと量子化の代案は、非線形、即ち非均一的にＦＦＴアウトプットデータを各種の量子化レベルに割り当てるために非線形量子化スケールを使用することである。量子化レベルは、最終回折格子の変調において、線形（即ち均一）または非線形ステップを示し得る。量子化レベルと最終回折格子の変調間の非線形関係を使用することによって、回折された画像に顕著な目視的効果が作り出され得ることに注目すべきである。ＦＦＴデータを割り当てる目的での非線形量子化スケールの使用は、処理された回折格子データにおいて最大数の入手可能な量子化レベルが与えられれば、これらの量子化レベル間でデータ値を等しくする作用があるという意味で、クリッピングと量子化に類似の効果を持つために意図され得る。非線形量子化スケールは、各ケースで、処理された回折格子データ配列において同一値の数を低減するように決められる。例示として、２５６×２５６ＦＦＴデータ配列に基づく一例で、ピーク数値の＋６９８と−７３８がそれぞれ＋１５０と−１５０にクリップされ、これにより、データ点の全数の約２％がクリッピングされた。５０個の量子化レベルで、上記の処置は、処理されたデータ配列において、配列中の点の総数のうちで同一値の数は最高で約４％となった。このクリッピングと量子化は鮮明で安定な画像を提供した。一方、同じ例で、ピーク数値の＋１００と−１００へのクリッピングが回折された画像にかなりのノイズ増加を引き起こすことが発見された。他の数の量子化レベルも使用され得る点に留意すべきではあるが、典型的には約５０個の量子化レベルが良好な回折された画像を作り出すことが発見された。第２（ａ）図は、上記のランダム数相シーケンスを使用せずに得た典型的な回折格子データ配列の一つの象限を概略的に描き、一方、第２（ｂ）図は、ランダム数相シーケンスを使用して得た回折格子データ配列の対応する象限を概略的に描く。（第２（ａ）図と第２（ｂ）図は、第１（ｃ）図よりも複雑な元画像に由来する６４×６４データ配列である。）第２（ｂ）図では、回折画像情報が格子パターンのどの部分にも集中せず、全格子パターンに分布しており、第２（ａ）図では、回折画像情報が格子パターンの限られた領域にも集中しているので、第２（ａ）図と第２（ｂ）図を比較すると、ランダム数相シーケンスの使用が、回折格子パターンにおける回折画像情報の集中に関する上述の問題を克服したことが明白である。処理された回折格子データ（上記のようにして得た）は、物理的回折格子を形成し得る装置の制御に使用される。この目的に対して好ましい装置は電子ビームリソグラフィー機である。この機械は、回折格子データに従って、適切に調製されたガラスプレートや他の材料をエッチングする。言い換えれば、処理された回折格子データがプレート上に記録されたパターンの領域、幅、あるいは他の特性を変形することによって、プレートの中にエッチングされ、特定の点での前記変形はその点において処理された回折格子データ値に依存する。この場合、処理された回折格子データは電子ビームリソグラフィー機により、解釈上適当な形で再配置または再配列される。他のパラメータ値、例えばブロック格子のメッシュパターンの物理的メッシュサイズ、全回折表面を形成するブロック格子の数とレイアウトを示すもの、もエッチングされたプレートを製造するために処理された回折格子データと共にインプットされ得る。こうして形成された格子パターンは、適当な読み取り光で照らされると、スクリーンや光学的センサーの上に元画像の対称的に設置された変形、例えば元画像第１（ａ）図に由来する対称画像第１（ｂ）図を提供することに留意されたい。光照射は、例えば、レンズ配列によって適切に形作られているレーザーダイオードの出力ビームによる。電子ビームリソグラフィー機は、処理された回折格子データの正または負（即ち逆数）を記録するために使用され得ることに留意されたい。本明細書中に記載されているように、元画像がＸとＹ軸について対称をなしているか、ＸとＹ軸について対称をなすように修正されていれば、格子パターンには得られたフーリエ変換の振幅情報のみを記録すればよい。エッチングされたプレートを照らして得られる画像は、対称的に配置された画像から成るであろう。例えば、第１（ｂ）図の画像が回折格子データを引き出すのに使用されれば、エッチングされたプレートを照らして得られる画像は第１（ｂ）図の画像であり、この際、元の対称的画像のＸ、Ｙ面の原点に等しい位置に照射ビームの鏡面反射が発生している。従って、一般的には、エッチングされたプレートには処理されたフーリエ変換の振幅情報のみを記録すればよいような方式で、任意の画像を作り出すことが可能である。上記の処理後のデータのフーリエ変換（処理された回折格子データ）は、プレートに直接記録も可能であるし、下層の回折格子の変調としても記録可能である。下層の回折格子は多数の格子タイプの一つであってよく、例えば簡単な直線格子であり得る。もし、処理された回折格子データが直接プレートに記録されれば、処理されたデータの振幅は、プレート上の多数の異なる点のそれぞれにおいて、その点のエッチングされた領域の特性によって示され得る。こうして、生じたエッチングされたプレートは、顕微鏡的に観察されると、縦列または穴の配列から成り、各縦列または穴の特性がエッチングされたプレート上の当該点における処理された回折格子データの振幅を示す。処理された回折格子データを示すために使用されたエッチングされた領域の特性は、各縦列または穴の（プレート表面の面に平行な）領域、（プレートの表面の上から観察した）形状、位置、高さや深さ、および高さまたは深さのプロフィルを含む。簡単な実施では、各縦列または穴の領域は、エッチングされたプレート上の当該点における処理された回折格子データの振幅を示す。この場合、縦列または穴は任意の断面形状を持ち得るが（プレートの上から観察した形状）、例えば一般には正方形または長方形である。もし、処理された回折格子データが上記の方法で直接プレートに記録されれば、エッチングされたプレート上に適当な光照射で形成された回折画像は、照明ビームに対して鏡面反射方向の周り、並びにより高い回折オーダー周囲に発生するであろう。処理された回折格子データを直接プレートに記録して形成された格子の好ましい具体例は、いわゆるブロック格子である。ブロック格子は、プレート上にメッシュパターンを形成し、メッシュパターンは、正方形、長方形、三角形およびその他の形状のような閉ざされた領域から成る。例えば、ある好ましい態様では、ブロック格子は閉ざされた正方形のメッシュパターンを含む。各閉ざされた領域は、エッチングされた領域を含み、エッチングされた領域の特性がその点における処理された回折格子データの振幅を示す。処理された回折格子データを示すために使用されたエッチングされた領域の特性は、（プレート表面の面に平行な）領域、（プレートの表面の上から観察した）形状、位置、深さおよび深さプロフィルを含む。簡単な実施では、メッシュパターンの各閉ざされた領域は、エッチングされた領域を含み、そのエッチングされた領域は当該点における処理された回折格子データの振幅を示す。このようなブロック格子の場合、エッチングされたプレート上に適当な光照射で形成された回折画像は、照明ビームに対して鏡面反射方向の周り、並びにプレート中に組み込まれたメッシュパターンから生じるより高い回折オーダー周囲に発生するであろう。第３図にはブロック格子１０が概略的に示されている。格子１０は矢１２の方向に伸びる第一峰１１のシリーズと矢１４の方向に伸びる第二峰１３のシリーズを含む。峰１１と１３は一般に直角に配置され、閉ざされた正方形や長方形のメッシュパターンを提供し、第１表面領域を形成する。第２表面領域となる閉ざされた正方形や長方形は凹部１５を含み、峰１１と１３が凹部１５のレベルの上部または同レベルに置かれている。峰１１と１３の断面は、一方または両方が凸状をなし、読み取り光ビームの波長よりも小さい横幅を持ち得る。峰１１と１３に当たる光は、峰１１と１３の横幅が入射光の波長より小さいので、通常のようには反射しない。この設計方法では、処理された回折格子データに応じたブロック格子の変形は、各ブロック内、即ち、メッシュパターンの各閉ざされた領域内のエッチングされた領域の変形によって達成される。従って、第３図では凹部１５のそれぞれがエッチングされ、その点における処理された回折格子データ値を示す。例えば、もし、処理された回折格子データが０と１の間で正規化されれば、０．４の値は対応するブロックのエッチングされた領域が全ブロック領域の４０％であることを示す。このブロック格子デザインタイプでは、エッチング過程の深さの調整が、生じる回折画像の明るさと解像度を最適化するために使用され得ることが経験的に発見されている。エッチング深さの増加はより明るい回折画像を作り出すことが分かっているが、余り深くエッチングすると、格子の最上段表面で過剰エッチングを引き起こし（エッチングされた領域の壁は完全に垂直ではないので）、生じる回折画像の解像度の損失に至る。従って、エッチング過程の特性で決定される最適なエッチング深さが存在する。例示による説明として、赤色レーザー光と共に使用されるように意図されている第３図に示したタイプの格子で、隣接する峰間の間隔は典型的には、０．５ないし１ミクロンの範囲内であるが、ブロック格子の少なくともある部分においては、峰１１と１３は格子によって作り出された画像を見るために使用された光の波長よりも遥かに小さい幅を典型的に持つであろう。ブロック格子のメッシュパターンの各閉ざされた領域内の処理された回折格子データを示すために使用される特性は、典型的に決められ、ブロック格子の特徴的寸法よりも遥かに小さい精度までエッチングされるであろう。例えば、現在可能な技術によれば、格子上への特性の設置精度は５ないし１０ナノメートル、即ち、閉ざされた正方形または長方形の側の約０．５ないし１％である。しかし、これらの数字は説明用であって、制限的と見なされるべきではない。処理された回折格子データ記録用の別の技術は、下層格子への変形である。下層格子は、例えば普通の直線回折格子でも、カーブした線から成る格子であってもよい。この場合、処理されたフーリエ変換中の振幅情報は、エッチングされたプレート上の各点での下層格子線の幅として記録され得る。エッチングされたプレート上に光照射で形成された回折画像は、照明ビームに対して鏡面反射方向の周り、並びに非変調格子に対して通常発生する回折オーダー周囲に発生するであろう。本発明が光学的表面のエッチングされた領域と非エッチング領域間の光学的反射や透過度の差異に依存しないこと及びここに記載されている光学的表面の好ましい態様では、表面が均一に光学的に反射性か透過性であることに留意されたい。例えば、第３図の表面の好ましい態様では、峰１１と１３及び凹部１５を含む全光学的表面は、表面が均一に光学的に反射性か透過性である。このように、本発明は、回折表面の処理領域と非処理領域間の反射度や透過度の差異に依存する二元相ホログラムのような数多くの既存の方法とは異なる。電子ビームリソグラフィー機を使用して製造されたエッチングされたプレートは、次に商業的に競争力のある光学的に回折性の表面を成形するために使用され得る。この面は、たとえば薄い箔の形をとる。エッチングされたプレートからの光学的箔の製造方法は、エンボス加工用シムがコピーされるマスターシムを製造するために、エッチングされたプレートを電気めっきすることを含む。エンボス加工用シムは、エッチングされたプレートから取られた表面パターンを、箔の層の中に機械的にコピーするために使用され、その後に箔は微細なエンボス加工構造を機械的に保護するために被覆される。本質的な点は箔内のエンボス加工された層が均一に光学的に反射性か透過性であることで、この理由は、エンボス加工された表面が最初から所望の光学的反射特性や透過特性を持つか、あるいはエンボス加工後に、均一に光学的に反射性か透過性の層で被覆されるからである。箔を適当に光照射すると、エッチングされたプレートからのような回折画像が形成される。従って、本発明の光学的表面は、表面のエッチングされた領域とエッチングされない領域間の光学的反射度や透過度の差異に依存しない。例えば、銀の反射箔の形態で成形された第３図の表面の好ましい態様では、峰１１と１３の両方及び凹部１５を含む全光学的回折表面は、均一に光学的に反射性である。上述のように、変形線格子を用いず、第３図に示されたようにブロック格子デザインを用いる利点は、ブロック格子はより多くの量子化レベルをフーリエ変換データの処理とエッチングされたプレートの製造に組み入れることが可能だからである。これは、ブロック格子の場合には、反射領域は線格子の場合の一個に対して二個の可変次元を持つからである。もし、電子ビームリソグラフィー機が線格子の場合にｎ個の量子化レベルが可能であれば、同じ電子ビームリソグラフィー機が同等のブロック格子の場合にｎ二乗個の量子化レベルが可能である。量子化レベル数の増加は、回折画像の質の総合的改良に至る。従って、例えば、ブロック格子の場合には５０個の量子化レベルの使用が可能であるのに、同等の線格子の場合には１０未満の量子化レベルしか使用できないかも知れない。事実、ブロック格子用の典型的な形状は、鮮明で安定な回折画像を形成するために、５０個の量子化レベルの使用を含み得る。上に述べた態様では、画像はスクリーン上に投影されるとして述べられている。この点に関して、光センサーが画像を認識するために使用可能なことに留意されたい。つまり、画像は機械読み取り性（機械識別性）に特に好適なように特に注文通りに製造できる（設計され得る）。これは、クレジットカード、個人認識カード及び製品安全保証のような高い機密保持や真正証明用途には特に有利であろう。上述の格子は、物品の真正証明の目的で任意の物品に使用できよう。物品に付けられた格子は、単純に光を照射され、画像がスクリーンに投影され、物品の真正さを決定するために観察されよう。あるいは、画像は光センサーの上に投影され、物品の真正さを決めるために機械認識が実施され得る。非許可による格子の再生は上述の格子形成方法にアクセスしない限り不可能であるので、真正物品だけにこの格子が付与されよう。多くの場合、用途の要求に従って、回折画像のサイズと回折画像の間隔のスケールを設定することが好都合である。これは、上述のように成形された格子パターンのスケールを決めることによって直接的な方法によって実施し得る。一般に、格子パターンのサイズを減少すると、より大きくてより広く間隔を置いた画像を作り出し、一方、格子パターンのサイズの増大は小さくて間隔が狭い画像を作り出す。格子サイズと画像サイズ及び間隔の間の変動間の関係は、従来の回折理論によってよく知られている。格子サイズを減少することの特別な利点は、第一オーダーの回折パターンが完全に除去され得ることである。このことは、照射ビームに対する鏡面反射方向の周りのいわゆる「ゼロオーダー」回折画像の中に回折光の全てを集中させ、それによって画像を実質的により明るくする利点を持つ。これは更に、画像格子の詳細を光学的顕微鏡の使用によって見ることをかなり難しくさせ、コピーしたり偽造したりすることをかなり難しくする利点を持つ。本明細書中に記載した技術を使用して、完全に受容可能で、認識可能な回折画像を形成するために、非常に小さい格子パターンを使用することが可能である。大きい格子パターンや小さい格子パターンが使用可能ではあるが、典型的には、格子パターンは側長０．１ないし０．５ｍｍ正方形領域を占有するだろう。また、三角、円形や長方形のような他の形状も使用できる。製品の真正さを示すために使用される回折表面は、表面にわたって反復されている基本的格子パターンのシリーズで構成してよい。これらの格子パターンのそれぞれは、０．１ｍｍ×０．１ｍｍのように小さくてもよい。適当な形状であって、本質的に単色性である光ビームで照らされると、このような格子パターンによって作り出された投影回折画像は鮮明で安定である。このような回折表面は、ここに記載のように、物品の真正性を証明するために使用され得る。本明細書中に記載された光学的表面は、適切に光照射されると特定の回折画像を形成するように意図されており、この画像は各種の回折オーダーの周りに形成され得る。特に、鏡面反射方向の周りに形成された回折画像、即ち、ゼロオーダー回折画像に興味が持たれる。第３図に示された好ましい態様では、光学的表面は峰１１と１３によって定義された正方形または長方形の「セル」から成り、各セルは略正方形または長方形の凹部１５を含み、各セルにおいて峰１１と１３の幅及び凹部１５の形状は本明細書に記載のように決められている。第３図の表面の設計における峰１１と１３の間隔、従って「セル」の寸法は、第３図の表面によって形成されたゼロオーダー回折画像の角サイズと角位置からは独立して規定され得る。言い換えれば、第３図に例示したタイプの多数の色々な表面デザインが、本質的に同じゼロオーダー回折画像を作り出すために開発でき、各種の表面デザインは峰１１と１３の間隔（また凹部１５の形状に関して）異なっている。第３図の表面デザインによって形成されたより高度の回折オーダーの角位置は、峰１１と１３の間隔に依存し、より小さい間隔がより高い回折オーダーに対してより大きい回折角度を作り出す。従ってここに述べられるタイプの光学的表面は、ゼロオーダー回折画像の角サイズと角位置が、このような表面によって作り出されるより高い回折オーダーの角位置からは独立して規定されているように設計され得る。従って、この光学的表面は、通常のホログラフィー型技術の使用によって記録された模造光学的表面からは得られない程度の自由度を提供する。ホログラフィー的に記録された表面の場合には、各種回折オーダーの角位置は、記録用セットアップの形状によって規定され、より高い回折オーダーの画像からは独立してホログラフィー型投影画像のセットの角位置を規定することは不可能である。本明細書中に記載されている光学的表面の場合には、より高い回折オーダーの角位置からは独立してゼロオーダー回折画像の角位置を規定する能力が、模造的ホログラフィーによる表面と本明細書中に記載されている光学的表面を区別する手段を提供する。回折用光学的表面の設計および製造を目的として本明細書中に記載されている技術を使用し、特に第３図に例示されているいわゆるブロック格子技術を使用すれば、光学的表面にわたって規定の入射光ビームが移動するにつれて、特定の方式で順次に画像を取り出す回折画像を作り出すことが可能である。第４図は光学的表面１００の概略図である。表面１００は三個の領域から成る、即ち、第一領域１０１、第二領域１０２及びいわゆる遷移領域１０３である。この好ましい態様では、光学的表面１００は、領域１０１、１０２及び１０３を含めて、基礎的単位すなわちセルから構成されている。第５図は表面１００の概略図であって、表面１００がセル２００から成ることを示す。他の形状も可能なことに留意すべきではあるが、ここに示す態様では光学的表面１００のセル２００は全て正方形であって全て同じサイズである。各セル２００は、好ましくは本明細書中に記載されているいわゆるブロック格子である光学的回折表面デザインを含む。しかし、ブロック格子デザイン以外の光学的表面デザインも本発明に使用できることに留意されたい。必要ではないが、典型的には、セル２００は０．１ないし０．５ｍｍの範囲内の側長を持つ。典型的には、ブロックは読み取り用光の波長の０．３ないし約２．０倍の側長（幅）を持つであろう。好ましくは幅は波長の０．５ないし１．５倍であろう。第６図は光学的表面１００の第一及び第二領域１０１と１０２の光学的特性の模式図である。第一領域１０１は、適当な光ビーム３０１で照らされた時に第一投影画像３００を作り出すように意図されており、一方、第二領域１０２は、同様に照らされた時に第二投影画像３０２を作り出すように意図されている。投影画像３００と３０２は、目視確認用に観察スクリーンに投影されてもよく、また、機械による確認用に光学的センサーに投影されてもよい。第６図では、画像３００と３０２が観察スクリーン３０３に投影されている状態が示されている。画像３００と３０２は任意の画像であってよく、それぞれ、光学的表面１０１と１０２に依存するであろう。光ビーム３０１は、好ましくはレーザー光の特定のビームである。光学的表面でビームは好ましくは、セル２００の側長に匹敵する寸法を持つ光スポットを光学的表面の変換方向、すなわち、第６図で矢３０４の方向に作り出す。光ビーム３０１が第一領域１０１から遷移領域１０３を超えて第二領域１０２に連続的に移動するにつれて、第一投影画像３００は第二投影画像３０２に変換される。必要ではないが、好ましくは、画像３００の画像３０２への変換はスムースで連続的である。第７図はセル２００の一部を示している光学的表面１００のクロースアップを概略的に図解している。この好ましい態様では、各セル２００はいわゆる（本明細書中に記載されている）ブロック格子設計を含み、セル２００のそれぞれの表面は閉ざされた領域すなわち「ブロック」のメッシュパターンに分割されており、ブロックは好ましくは、正方形か長方形であり、その他の形状でもよい。ブロックは、穴や縦列になつているエッチングされた領域を含み、ブロック内部のエッチングされた領域の特性（面積、位置および／または深さのような）が、セルの光学的表面から所望の光学的効果を作り出すために所定の方法に従って規定されていて、前記光学的効果は本発明では第６図に示されているように投影画像である。例えば、各ブロック中のエッチングされた領域の規格は、本明細書中に記載されている方法を使用して決めてよい。各ブロック内の特徴の寸法は、射光ビーム３０１の波長よりも小さくてもよい。例えば、各ブロックがエッチングされた穴を含む場合には、穴を囲む峰の幅は一般に光ビーム３０１の波長よりも小さくてよい。第７図に例示されている好ましい態様では、各セル２００内のブロック格子は、正方形の閉ざされた領域すなわち「ブロック」３５０のメッシュパターンから成り、各ブロック３５０は規定された特性を持つ。第７図で、ブロック３５０の境界は破線で示されており、この線は単に説明用に第７図に示したデザインに入れてあって各ブロック３５０には物理的な境界は存在しない。セル２００内の各ブロック３５０は、セル内の位置によって規定され、例えば、特定のセル内の（ｍ，ｎ）ブロックは、そのセルの中で左からｍ番目で、下からｎ番目である。より正確な術語を使用すれば、セル内の各ブロックはデカルト座標系で（整数）ｘとｙ座標のｍとｎによってそのセル内で規定でき、左下部の隅を原点して使用する。従って、あるセル内の（ｍ，ｎ）ブロックは、全ての他のセル内に相当する（ｍ，ｎ）ブロックを持つ。本明細書中で考えられている正方形セルとブロック型の代わりに、他のセル形と他のブロック形が使用できることにも留意されたい。この態様では、光学的表面１００の第一領域１０１内の全てのセルは、同じであり、第二領域１０２内の全てのセルは同じであるが第一領域１０１内のセルとは異なる。第６図に例示されているように、第一領域１０１内のセルは画像３００形成用であり、一方、第二領域１０２内のセルは画像３０２の形成用である。遷移領域１０３の中のセルは領域１０１のセルのデザインから領域１０２の中のセルのデザインへと所定の変換を受けるように意図されている。従って、光ビーム３０１が遷移領域１０３を越えて第一領域１０１から第二領域１０２へと横切ると、光ビーム３０１で作り出された画像は画像３００から画像３０２へと変換される。画像変換は好ましくはスムースであって、直接的（すなわち、画像３００が画像３０２に直接変換する）であっても、また、画像３００や画像３０２とは異なる中間画像の多くを通過してもよい。この態様では、第一領域１０１内のセルから第二領域１０２内のセルへの変換は、第５図と第７図の助けによって最もよく記載されている。第５図に例示されているように、他の形状が可能なことは留意されるべきではあるが、本明細書中の態様ではセル２００は正方形であって正方形のレイアウトに配置されている。各セルは、座標の組み（Ｘ、Ｙ）で識別され、ここで（Ｘ、Ｙ）セルは、左からＸ番目で下からＹ番目のセルを表示し、第５図に例示されたようにＸとＹは従ってセルの（整数）デカルト座標である。遷移領域１０３では、同じＸ値を持つ全てのセルはすなわち、同じ縦列にある全てのセルは、同一である。しかし、遷移領域１０３では、異なるＸ値を持つ全てのセルすなわち、異なる縦列にある全てのセルは、一つのセルのデザインが領域１０１のデザインから遷移領域を越えて領域１０２のデザインに発展するように、異なる。このことは、以下のようにもっと正確に説明できる。特定のブロック（ｍ，ｎ）を考えよう。（ｍ，ｎ）ブロックの特性をＰ（ｍ，ｎ）として示す。これらの特性は、例えば、ブロック（ｍ，ｎ）内の「穴」や「縦列」、すなわち、光学的表面１００の記録過程でエッチングされているブロック（ｍ，ｎ）内の領域を定義する座標のセットを含み得る。例えば、第８図は、第７図のブロック３５０のうちの一つであり得る代表的なブロック３６０の概略図である。第８図では、ブロック３６０はエッチングされた領域、すなわち「穴」３６１を含み、ブロック３６０およびブロック３６０内のエッチングされた領域３６１は共に正方形または長方形であると仮定する。従って、ブロック３６０は座標［ｘ１，ｘ２，ｙ１，ｙ２，Ｄ］によって特定でき、これはブロック３６０内のエッチング領域並びにパラメータＤで表示されるエッチングされた領域の深さを定義する。このような形状においては、（ｍ，ｎ）ブロックの特性Ｐ（ｍ，ｎ）は、その（ｍ，ｎ）ブロックに対する座標［ｘ１，ｘ２，ｙ１，ｙ２，Ｄ］から単純に構成され得る。ある場合には、エッチングされた領域の深さプロフィルのような追加的情報もブロック（ｍ，ｎ）の特性Ｐ（ｍ，ｎ）を定義するために含む必要があることも認識されたい。遷移領域１０３の横断時に、セルのＸ値が増加するにつれて、セル内の（ｍ，ｎ）ブロックの特性Ｐ（ｍ，ｎ）は、領域１０１内の特性Ｐ１（ｍ，ｎ）から領域１０２内の特性Ｐ２（ｍ，ｎ）へと、特定の関数Ｆに従って変換を受ける。これは、数学的に、Ｆ｛Ｐ１（ｍ，ｎ）→Ｐ２（ｍ，ｎ）｝として表示され得る。言い換えれば、関数Ｆは、遷移領域１０３を横断して、第一領域１０１内の特性Ｐ１（ｍ，ｎ）から第二領域１０２内の特性Ｐ２（ｍ，ｎ）への（ｍ，ｎ）ブロックの特性変化を定義する。この態様では、同じＸ値を持つ全てのセルは同一であり、従って関数ＦはＹの関数ではない。他の態様では、こうではないかも知れない。最も単純な態様では、関数Ｆは単にセルのＸ座標の関数であって、セル内の全ブロックは、第一領域１０１内の特性から第二領域１０２内の特性への同じ機能的変換を受ける。特定の例を示せば、関数ＦはＸのみの線形関数であって、その意味するところによれば、領域１０３を横切ってＸが増加するにつれて、（ｍ，ｎ）ブロックに対する座標［ｘ１，ｘ２，ｙ１，ｙ２，Ｄ］は、領域１０１に対する座標値から始まって領域１０２の座標値に終わる線形変換を受ける。一方では、関数Ｆは非線形でもよい。例えば、関数Ｆは、（ｍ，ｎ）ブロックに対する座標［ｘ１，ｘ２，ｙ１，ｙ２，Ｄ］の変化の大部分が、遷移領域１０３の中央で発生するか、あるいは１０３領域のいずれかの端で発生し、中央では僅かしか発生しないようであってもよい。他の態様では、セル内の異なるブロック（ｍ，ｎ）が、領域１０１内の特性から領域１０２内の特性への異なる機能的変換を受けるように、関数ＦはＸに依存し、更にｍとｎにも依存してよい。例えば、セルの右上角にあるブロックは、セルの下部左角にあるブロックよりも、遷移領域１０３を横断して受ける非線形変換が強いかも知れない。関数Ｆのブロック識別子ｍとｎへの更にセル縦列数Ｘへの依存は、画像３００の画像３０２への変換において、格別な光学的効果を作り出すのに好都合であり得る。関数Ｆは、連続関数でも、整数関数（すなわち変数の整数値用の）でもよい。しかし、変数Ｘ、ｍおよびｎは、本明細書中の記載では整数値（０，１，２，３、・・・）である不連続値しか取れない。従って、関数Ｆは、Ｘ、ｍおよびｎの不連続値においてのみ「サンプル」として取られる。関数ＦがＸのみに依存しても、また、ｍとｎにも依存しても、それは、ビーム３０１が遷移領域１０３を越えて領域１０１から領域１０２へと横切る時に、画像３００から画像３０２へのスムースな状況下での変換が作り出されるように好ましくは選定される。画像３００から画像３０２へのスムースな状況下での変換を作り出すには、非線形関数Ｆを使用することが必要かも知れない。画像変換過程におけるスムースな画像分岐と収束を作り出すためには、関数Ｆが強く変化せず、強い不連続を含まないことが重要かも知れない。第４図ないし第８図の好ましい態様では、変形が可能なことに留意されたい。例えば、上に述べたように固定された画像成分と「変換性」画像成分の両方から成る投影画像を提供することが重要かもしれない。この場合には、光学的表面１００は、上に述べたように基礎的単位またはセルから構成され得るが、各セルは二個の分離されたサブセルから成る。つまり、第一サブセルは全セル内で同じであって、光学的表面のどこからでも固定された、あるいはコンスタントな投影画像を作り出し、第二サブセルは本明細書中に記載されている原理に従って設計されていて、特定の光ビームが光学的表面を横切ると、ある特定の画像から他の画像へと変換される画像を作り出す。本明細書中に記載されている画像変換過程は、表面にわたって容易に反復でき、光ビームが光学的表面を越えて横断するにつれて多重連続投影画像を可能にする、すなわち画像１が画像２となり、画像２が画像３となって行く。同様に、上述の画像３００と画像３０２は、実際には多数の画像から成り、上述の画像変換過程は光ビームが光学的表面を横断するにつれて発生する同数または異なる数の第二投影画像への変換がある多重式第一投影画像変換を含み得る（光学的表面１００からの多数の画像の同時形成は、本明細書中に記載されているセル２００の適当な設計によって達成され得る）。例えば、第７図の第一領域１０１は第二領域１０２によってつくり出された単一投影画像に変換・統合されるいくつかの投影画像を形成できる。回折性光学的表面の設計と製作用に本明細書中に記載されている技術を使用して、特定の入射光ビームが光学的表面を横切るにつれて移動および／または輝度アニメーション効果を表示する回折画像を作り出すことが可能である。第９図は、特定の光ビーム４０１が表面４００の上に特定の方式で入射すると一個またはそれ以上の回折画像４０２を生じ、この回折画像４０２は表面４０４で遮られると画像４０３を作り出すように設計された光学的表面４００の概略図である。表面４０４は前記画像４０３を目視検査用に提示するために意図されたスクリーンであっても、画像４０３の機械による認識を可能にするように意図された光学的センサーであってもよい。表面４００は、入射光ビーム４０１が表面４００を横切るにつれて一個またはそれ以上の画像４０３にアニメーション効果を起こす各種の表面特性を付与して設計されている。アニメーション効果は、例えば、画像４０３の中の動きによる効果、または画像４０３の中の輝度アニメーション効果でもよい。更に、アニメーション効果は連続的でも不連続的でもよい。第１０図は第９図の画像４０３の例５００、および表面４００の適切な選択によって画像５００に付与され得る動きによるアニメーション効果を例示する。この場合、画像５００は楕円であってもよい。表面４００は、光ビーム４０１が表面４００を横切るにつれて、第１０（ａ）図ないし第１０（ｄ）図に概略的に示されているように、楕円５００が連続的または不連続的に回転するように設計されている。第１０（ａ）図ないし第１０（ｄ）図の画像に示されているアニメーション効果は、光ビーム４０１が表面４００を横切るにつれて、反復してもよい。第１０図に例示された楕円５００は、表面４００によって作り出される画像の単に一個の例に過ぎないことに留意すべきである。光学的表面４００は、任意の画像あるいは画像４０３を作り出すように設計可能である。例えば、画像４０３は、光ビーム４０１が表面４００を横切るにつれて回転または変換される製品名やロゴでもよい。他の態様では、画像４０３は光ビーム４０１が表面４００を横切るにつれて動いたり形を変えたりする人、動物または物体の画像であり得る。第１１図は第９図の画像４０３の他の例６００、および画像６００に付与され得る輝度アニメーション効果を例示する。画像６００はブランドや製品名であり得るが、第１１図では、画像は「ＴＥＳＴ」の語である。表面４００は、画像６００が輝いた文字（第１１図中で塗りつぶされて表示）とくすんだ文字（第１１図中でアウトラインで表示）から成り、輝いた文字とくすんだ文字との組み合わせが光ビーム４０１が表面４００を横切るにつれて変化するように設計され得る。第１１（ａ）図ないし第１１（ｄ）図は、光ビーム４０１が表面４００を横切るにつれて起こりうるアニメーション効果を示し、示されているようにＴ、Ｅ、Ｓ、Ｔの順に輝いた領域が現れて語ＴＥＳＴを通過する。第１１（ａ）図ないし第１１（ｄ）図の画像に示されているアニメーション効果は、光ビーム４０１が表面４００を横切るにつれて、反復してもよい。更に複雑な輝度アニメーション効果を使用してもよいことに留意すべきである。例えは、光ビーム４０１が表面４００を横切るにつれて、一個またはそれ以上の光「波」が線状、円状またはカーブした通路を通して画像４０３を通過し、画像４０３は任意の画像であるようにも画像４０３は設計できる。ある好ましい態様では、表面４００は規則的に設置された回折用素子、すなわちピクセルから構成され得る。第１２図は、クロースアップして、第９図に例示された表面４００の好ましい態様７００を示す。第１２図では、例示のように表面７００は、正方形の格子状に配置されたピクセル７０１から構成されている。他のピクセル形とレイアウトが代わって使用され得ることにも留意されたい。第１２図に例示の態様では、表面４００の上の光スポット７０２が、ピクセル７０１と略同一の寸法を持つように光ビーム４０１が形作られている。ピクセル７０１は、回折されたビーム４０２と回折された画像４０３を作り出すように設計されている。表面７００は、光ビーム４０１が表面７００を横切るにつれて、動きおよび／または輝度アニメーション効果を（第１０図と第１１図との関連で記載されているように）画像４０３に作り出すように設計されている。第１２図に例示の態様では、ピクセルのそれぞれが画像４０３のアニメーション順において一個の「枠」を作り出す。例えば、表面７００は、７０３、７０４、７０５および７０６の四個の異なるピクセルタイプから構成され、ピクセルタイプのそれぞれは例示のように縦列に配置されている。基礎的ピクセルタイプ７０３、７０４、７０５および７０６の他のレイアウトも可能であり、他の態様でこの他の光学的効果を作り出すために使用され得ることに留意されたい。ある態様では、表面７００は、画像５００と第１０図に例示のアニメーション効果を作り出すように設計でき、ピクセル７０３は第１０（ａ）図に例示の画像を作り出し、ピクセル７０４は第１０（ｂ）図に例示の画像を作り出し、ピクセル７０５は第１０（ｃ）図に例示の画像を作り出し、そしてピクセル７０６は第１０（ｄ）図に例示の画像を作り出す。このように、光ビーム４０１が表面７００を矢７０７の方向に横切ると、画像５００と第１０図に例示のアニメーション効果を作り出す。７０３、７０４、７０５および７０６の順序は表面７００を横切って反復され得る。ある態様では、表面７００は、画像６００と第１１図に例示のアニメーション効果を作り出すように設計でき、ピクセル７０３は第１１（ａ）図に例示の画像を作り出し、ピクセル７０４は第１１（ｂ）図に例示の画像を作り出し、ピクセル７０５は第１１（ｃ）図に例示の画像を作り出し、そしてピクセル７０６は第１１（ｄ）図に例示の画像を作り出す。このように、光ビーム４０１が表面７００を矢７０７の方向に横切ると、画像６００と第１１図に例示のアニメーション効果を作り出す。７０３、７０４、７０５および７０６の順序は表面７００を横切って反復され得る。ピクセルタイプ７０３、７０４、７０５および７０６が縦列に配列されている第１２図に例示の好ましい態様では、円形であれ楕円形であれ、光スポット７０２は、縦列（すなわち矢７０７の方向）に垂直な寸法を持ち、この寸法は同じ方向のピクセルの寸法に匹敵するかあるいは幾分大きい。このようにして、各種のピクセルタイプから色々な回折画像が、順次に形成されてスムースなアニメーション効果を作り出す。このようにして、表面７００は、表面を横切って記録された回折性ピクセルのシリーズの形態でアニメーションシーケンスを組み入れ、各ピクセルがアニメーションシーケンスにおいて「枠」を形成している。これらの［枠」を順に作り出すことによって、所望のアニメーション効果が観察用スクリーン４０４に作り出される。第１２図では、各枠はピクセルの縦列として記録され、回折画像におけるアニメーション効果は、特定の光ビームをピクセル縦列に略垂直な方向に表面７００を横切って移動させることによって作り出され、これにより、アニメーション枠が観察用スクリーン４０４に作り出される。しかし、表面７００上の他のピクセルのレイアウトが可能なことに留意されたい。例えば、ピクセルの単一列がアニメーション効果を作り出すように、アニメーションシーケンスにおける各枠が単一ピクセルとして記録され得るであろう。このように、総合的なアニメーションシーケンスがピクセルのマトリックスにピクセルのこのような列のシリーズとして記録され得る。この方式で、光スポット７０２をピクセルの一つの列に沿って動かし、次いで隣接する列に沿って動かし、この作業の連続でマトリックス中の全てのピクセルを走査することによって、総体的なアニメーションシーケンスがプレーバックされ得る。ここで、アニメーションシーケンスは所望の多数の枠から構成可能であり、例えば、３０枠シーケンス、３００枠シーケンス、３０００枠シーケンスが表面７００中に記録され得ることに留意されるべきである。また、上に述べた動きと輝度によるアニメーション効果が両方とも、本明細書中に記載されている方法を使用するアニメーションシーケンスの中に組み込まれ得ることにも留意されたい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号ＰＭ６６３１ (32)優先日 1994年７月５日 (33)優先権主張国オーストラリア（ＡＵ） (31)優先権主張番号ＰＭ７９４２ (32)優先日 1994年９月５日 (33)優先権主張国オーストラリア（ＡＵ） (31)優先権主張番号ＰＭ８３７６ (32)優先日 1994年９月26日 (33)優先権主張国オーストラリア（ＡＵ） (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者アレクザンダー，ブライアン・フレデリックオーストラリア国 3152 ヴィクトリア州・ウォンティアナ・ハロルドストリート・30 (72)発明者アサートン，ピーター・サミュエルオーストラリア国 2060 ニューサウスウェールズ州・ノースシドニー・ウォーカーストリート・12／171

Claims

【特許請求の範囲】１．読み取り用光ビームによって照らされると一個またはそれ以上の回折された光ビームを提供するための回折用表面を持つ層であって、前記表面は第二表面領域部分とともに分散されている第一表面領域部分を含み、且つ前記表面は基底面を持ち、前記第一領域部分がその基底面から第二領域部分とは異なる距離を置いて配置されていて、第一領域部分は、また回折用表面の面に対して平行に広がり、読み取り用光ビームの波長よりも小さい幅を有し、光で照らされた時に、形成された回折ビームが遮る面上に識別可能な画像を与える層。２．前記第一領域部分がその基底面から前記第二領域部分よりも大きい距離を置いて配置されていて、前記層が一般に平面状である請求項１に記載の層。３．前記第一領域部分が凸面状にカーブしている請求項１または２に記載の層。４．前記第一領域部分が前記第二領域部分に隣接する峰であり、前記幅がその間にある第二領域部分の対向する側で峰間に広がる請求項１、２または３に記載の層。５．表面が実質的に均一に光学的反射性であるか、または均一に光学的に透過性である請求項１ないし４のいずれか一項に記載の層。６．光で照らされた時に回折された光を遮る面の上に識別可能な画像を形成する、回折格子を含む回折パターンを形成する方法であって、画像を表示するデータ流を提供する工程、前記格子の形状、従ってパターンを決定するためにデータを処理する工程であって、処理されたデータの特性が格子の物理的特性に相当している工程、前記パターンに相当する形状を持つために変形される表面を持つプレートを形成する工程、前記形状を形成するためにデータに応じてプレート表面を変形する工程を含み、その際、格子の物理的寸法は前記特性によって決定され、前記格子は、前記画像を形成するために光が回折される複数の表面部分を含み、前記表面部分はプレートの表面にわたって分布されていて、実質的に集中されてはいない方法。７．データ処理工程がデータ流のフーリエ変換を得ることを含む請求項６に記載の方法。８．フーリエ変換が高速フーリエ変換である請求項７に記載の方法。９．前記画像がデータ流を提供するために使用される多数のピクセルすなわち素子に分割される請求項７または８に記載の方法。１０．前記プレートの表面が実質的に均一に光学的反射性であるか、または均一に光学的に透過性である請求項７、８または９に記載の方法。１１．前記データ流のデータがデジタル化されている請求項７ないし１０のいずれか一項に記載の方法。１２．データ流のフーリエ変換による処理がランダム数相シーケンスをデータに導入することを含む請求項１１に記載の方法。１３．フーリエ変換によるデータ処理がデータのクリッピングを含む請求項１１または１２に記載の方法。１４．前記回折表面がコピーが形成されるマスター表面であって、前記方法が更に、マスター表面のコピーが押し当てられる更なる表面を提供する工程と、更なる表面にコピーを押し当てる工程を含み、前記更なる表面が実質的に均一に光学的反射性であるか、または均一に光学的に透過性である請求項６ないし１３のいずれか一項に記載の方法。１５．前記データ流の提供工程が、識別可能な画像の対称画像の提供を含み、この対称画像は二個の直交する軸の周りに対称をなす請求項６ないし１４のいずれか一項に記載の方法。１６．前記データ流の提供工程がデータ流を量子化することを含む請求項１ないし１５のいずれか一項に記載の方法。１７．回折格子を含む回折パターンを形成する方法であって、光で照らされた時に、前記パターンは回折された光を遮断する面の上に識別可能な画像を形成するように構成されており、画像を表示するデータ流を提供する工程、前記格子の形状、従って前記パターンを決定するためにデータを処理する工程であって、処理されたデータの特性が格子の物理的特性に相当している工程、前記パターンに相当する形状を持つために変形される表面を持つプレートを提供する工程、前記形状を形成するためにデータに応じてプレート表面を変形する工程を含み、その際、前記形状は第一領域部分と第二領域部分を含み、前記第一領域部分の幅が光の波長よりも小さい方法。１８．前記形状が幅を持つ峰を含み、前記物理的寸法が前記幅である請求項１７に記載の方法。１９．第二部分から間隔を置いて配置された第一部分を持つ表面を占有する回折格子であって、前記第一表面部分は、光で照らされた時に、前記第一部分から回折された光によって受け面上に第一画像が形成されるように作り上げられており、前記第二表面部分は、光で照らされた時に、前記第二部分から回折された光によって前記受け面上に第二画像が形成されるように作り上げられており、表面は第二画像は第一画像の改変であるように作り上げられており、前記第一部分と前記第二部分が前記第一部分から第二部分に移動する特定の光ビームによって照らされた時に、前記第一画像に変化が起きて前記第二画像を形成するようになっている回折格子。２０．前記第一部分と第二部分の間に置かれた一個またはそれ以上の中間表面部分を含み、光ビームが中間部分を横切って前記第一部分から第二部分に移動するにつれて表面部分が順次に照らされるにつれて、画像中に連続的な変化を作り出す請求項１９に記載の回折格子。２１．回折表面を持つ層であって、その表面は、第一領域部分、格子を形成するように第一領域部分によって囲まれ一般に分離されている第二領域部分から成り、この場合、前記第二領域部分は表面に対して一般に平行に広がる幅を持ち、その結果、平行な隣接する第一領域部分の相応する部分は読み取り光の波長の約０．３ないし約２．０倍の間隔を置いて配置されている層。２２．平行な隣接する第一領域部分が光の波長の約０．５ないし約１．５倍の間隔を置いて配置されている請求項２１に記載の層。２３．前記表面が基底面を持ち、前記第一表面領域が前記基底面から前記第二領域部分とは異なる距離を置いて配置されている請求項２１または２２に記載の層。２４．前記第一領域部分が一般に回折表面の面に対して平行に広がる寸法を持ち、第一領域の寸法が光の波長よりも小さい請求項２３に記載の層。２５．前記第一表面領域が前記基底面から前記第二領域部分よりも大きい距離を置いて配置されていて、平面である請求項２４に記載の層。２６前記第一領域部分が凸面状にカーブしている請求項２４または２５に記載の層。２７．前記表面が実質的に均一に光学的反射性であるか、または均一に光学的に透過性である請求項１９ないし２６のいずれか一項に記載の層。２８．第二部分から間隔を置いて配置された第一部分を持つ表面を占有する回折格子であって、前記第一表面部分は、光で照らされた時に、前記第一表面から回折された光によって受け面上に第一画像が形成されるように作り上げられており、前記第二表面部分は、光で照らされた時に、前記第二部分から回折された光によって前記受け面上に第二画像が形成されるように作り上げられており、この場合、前記表面は中間部分を持ち、その中間部分は、前記第一部分を照らしつつ第一位置から前記第二部分を照らす第二位置に移動する光ビームによって照らされた時に、中間部分から回折された光によって前記受け面上に中間画像が形成されるように作り上げられており、その中間画像は、当初は前記第一画像の変形であるが、前記光ビームが前記第二部分に近づくにつれて前記第二画像の変形へと変化する回折格子。