PL181894B1 - Struktura dyfrakcyjna PL PL - Google Patents
Struktura dyfrakcyjna PL PLInfo
- Publication number
- PL181894B1 PL181894B1 PL96323239A PL32323996A PL181894B1 PL 181894 B1 PL181894 B1 PL 181894B1 PL 96323239 A PL96323239 A PL 96323239A PL 32323996 A PL32323996 A PL 32323996A PL 181894 B1 PL181894 B1 PL 181894B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- optical depth
- optical
- diffractive
- structures
- depth
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 63
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229940032996 pure relief Drugs 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
- G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
- G06K19/08—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code using markings of different kinds or more than one marking of the same kind in the same record carrier, e.g. one marking being sensed by optical and the other by magnetic means
- G06K19/10—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code using markings of different kinds or more than one marking of the same kind in the same record carrier, e.g. one marking being sensed by optical and the other by magnetic means at least one kind of marking being used for authentication, e.g. of credit or identity cards
- G06K19/16—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code using markings of different kinds or more than one marking of the same kind in the same record carrier, e.g. one marking being sensed by optical and the other by magnetic means at least one kind of marking being used for authentication, e.g. of credit or identity cards the marking being a hologram or diffraction grating
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/02—Details of features involved during the holographic process; Replication of holograms without interference recording
- G03H1/024—Hologram nature or properties
- G03H1/0244—Surface relief holograms
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Credit Cards Or The Like (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Filters (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
1. Struktura dyfrakcyjna zwlaszcza dla identyfikowalnych wizualnie elementów zabez- pieczajacych dla papierów wartosciowych, na przyklad banknotów, kart kredytowych, dowo- dów lub czeków wzglednie innych wymagaja- cych zabezpieczenia przedmiotów, która sklada sie z kilku obszarów powierzchni, zawieraja- cych co najmniej jedna strukture powodujaca dyfrakcje optyczna, przy czym dla wytworzenia okreslonych informacji optycznych w okreslo- nych kierunkach obserwacji struktura dyfrak- cyjna zawiera jeden lub wiecej obszarów po- wierzchni o strukturze siatkowej identycznej, poza strukturalnym parametrem glebokosci optycznej, przy czym glebokosc optyczna struktury siatkowej jest stala w jednym obsza- rze powierzchni, rózni sie natomiast od glebo- kosci optycznej struktury siatkowej drugiego obszaru powierzchni, znamienna tym, ze w tych obszarach (30, 32, 34) powierzchni, które maja strukture siatkowa (36, 38) iden- tyczna, poza parametrem glebokosci optycznej, struktury siatkowe (36, 38) sa przesuniete wzgledem siebie o ulamek okresu siatki. FIG. 2 PL PL
Description
Przedmiotem wynalazku jest struktura dyfrakcyjna, składająca się z co najmniej jednego obszaru powierzchni, zawierającego co najmniej jedną strukturę powodującą dyfrakcję optyczną, zwłaszcza dla identyfikowalnych wizualnie elementów zabezpieczających dla papierów wartościowych, na przykład banknotów, kart kredytowych, dowodów lub czeków względnie innych wymagających zabezpieczenia przedmiotów.
Przy zastosowaniu tego typu struktury istnieje możliwość przekazywania obserwatorowi zauważalnych wizualnie informacji za pomocą obecnego w otoczeniu światła, ulegającego dyfrakcji i/lub załamaniu. Możliwy jest także maszynowy odczyt informacji optycznych za pomocą odpowiednich urządzeń. Strukturę taką stanowi w najprostszym przypadku falista, zwłaszcza prostoliniowa, struktura reliefową, umieszczona na obszarze powierzchni elementu nośnego. Na strukturze tej następuje odbicie istniejącego w otoczeniu światła z jednoczesnym jego ugięciem i/lub załamaniem. Pojęcie struktury falistej lub reliefowej nie ogranicza się tutaj jedynie do struktury mającej w przekroju obszaru powierzchni ciągłą, zwłaszcza sinusoidalną linię powierzchniową, lecz obejmuje również prostokątne, schodkowe lub klinowe struktury powierzchniowe. Te struktury powierzchniowe mogą, być okresowe lub nieokresowe. Ponadto możliwe jest rozwiązanie, w którym struktury dyfrakcyjne nie składają się wyłącznie ze struktur reliefowych, lecz zawierają elementy strukturalne o zmiennym współczynniku załamania.
181 894
Ugięcie światła, padającego lub przechodzącego przez strukturę dyfrakcyjną, na strukturach obszarów powierzchni, a zatem również informacja, wysyłana stamtąd w postaci optycznego obrazu dyfrakcyjnego, są określone przez parametry siatki lub struktury. W przypadku struktur reliefowych należy tu wymienić liczbę linii fal lub linii siatki, przypadającą na jednostkę długości obszaru powierzchni, czyli tak zwaną częstość rozmieszczenia, oraz orientację i kształt przekroju struktury reliefowej. Kształt przekroju jest określony między innymi przez różnice wysokości struktury reliefowej, mianowicie zarówno przez różnice wysokości pomiędzy poszczególnymi wzniesieniami, jak też pomiędzy wzniesieniami i zagłębieniami lub dolinami struktury reliefowej. W strukturach, które nie składają się ze struktur reliefowych, lecz ze struktur o zmiennych współczynnikach załamania, parametry struktury są określone odpowiednio do powyższych objaśnień, przy czym dodatkowo należy uwzględnić współczynniki załamania warstwy lub warstw aktywnych optycznie. Poprzez odpowiednie ukształtowanie i rozmieszczenie struktur można uzyskać strukturę dyfrakcyjną, oddziałującą w taki sposób na zależności fazowe padającego światła, że jedna informacja optyczna może być wysyłana w określonym, kątowym zakresie obserwacji i odbierana przez obserwatora, natomiast w drugim kątowym zakresie obserwacji może być wysyłana inna informacja. Zmiana zależności fazowych za pomocą struktury dyfrakcyjnej wynika z iloczynu współczynnika załamania i geometrycznej długości fali wewnątrz lub na strukturze dyfrakcyjnej. Optyczne przesunięcie fazowe (OPF) dla fali odbitej lub ugiętej w miejscu xl (wzniesienie struktury) i w miejscu x2 (zagłębienie struktury) wynosiłaby wówczas
OPF (xl, x2) = / zi(jcl ,z)dz-j n{x2, z)dz
Z powyższego równania wynika ponadto, że jest istotne, czy odbiciowa struktura reliefowa, jak się powszechnie stosuje, jest pokryta lakierem czy też nie, ponieważ znaczenie ma nie tylko różnica wysokości, lecz także współczynnik załamania warstwy wierzchniej. Za pomocą odbitego lub przechodzącego przez strukturę światła można zatem przekazać obserwatorowi odpowiadającą strukturom obszarów powierzchni oraz zależną między innymi od kąta padania światła lub kata obserwacji, postrzegają wizualnie informację, zwłaszcza odnośnie oryginalności zabezpieczonego przedmiotu.
Zastosowanie we wspomnianych na wstępie, wymagających zabezpieczenia przedmiotach, znanych elementów zabezpieczających ze strukturą dyfrakcyjną umożliwia przekazanie informacji odnośnie oryginalności zabezpieczonego przedmiotu również niedoświadczonemu laikowi. Jednocześnie elementy te uniemożliwiają lub wystarczająco utrudniają fałszowanie, na przykład poprzez powielanie, za pomocą znanych technik fałszerskich, zwłaszcza optycznych metod powielania.
Znane są przykładowo struktury dyfrakcyjne, za pomocą których poprzez celową zmianę wspomnianych wyżej parametrów struktury - częstości rozmieszczenia, orientacji i kształtu przekroju struktury reliefowej, różnic wysokości względnie przesunięć fazowych w strukturze reliefowej - można przekazać obserwatorowi w określonym kątowym zakresie obserwacji, w zależności od kierunku oświetlenia, określoną wychodzącą z jednego obszaru powierzchni, postrzegają wizualnie informację optyczną podczas gdy w tym samym kątowym zakresie obserwacji z innego obszaru powierzchni struktury dyfrakcyjnej nie będzie zauważana żadna informacja optyczna lub też informacja ta będzie inna. Poprzez przechylanie elementu nośnego, na którym umieszczona jest struktura dyfrakcyjna, wokół osi leżącej w płaszczyźnie nośnika lub wokół osi prostopadłej do tej płaszczyzny następuje zmiana informacji wychodzącej z pierwotnie obserwowanego obszaru powierzchni - zwłaszcza zaś obszar ten może wydawać się ciemny - podczas gdy z innego obszaru powierzchni, który początkowo był ciemny, przekazana zostanie informacja optyczna, na przykład w postaci barwnego wzoru.
Celem niniejszego wynalazku jest dalsze utrudnienie fałszowania, zwłaszcza kopiowania, opisanego układu strukturalnego, zwłaszcza zaś zwiększenie ilości zróżnicowanych możliwości kodowania informacji optycznej, dostrzeganej w obrębie kątowego zakresu obserwacji.
181 894
Struktura dyfrakcyjna, zwłaszcza dla identyfikowalnych wizualnie elementów zabezpieczających dla papierów wartościowych, na przykład banknotów, kart kredytowych, dowodów lub czeków względnie innych wymagających zabezpieczenia przedmiotów, która składa się z kilku obszarów powierzchni, zawierających co najmniej jedną strukturę powodującą dyfrakcję optyczną, przy czym dla wytworzenia określonych informacji optycznych w określonych kierunkach obserwacji struktura dyfrakcyjna zawiera jeden lub więcej obszarów powierzchni o strukturze siatkowej identycznej, poza strukturalnym parametrem głębokości optycznej, przy czym głębokość optyczna struktury siatkowej jest stała w jednym obszarze powierzchni, różni się natomiast od głębokości optycznej struktury siatkowej drugiego obszaru powierzchni, według wynalazku charakteryzuje się tym, że w tych obszarach powierzchni, które mają strukturę siatkową identyczną, poza parametrem głębokości optycznej, struktury siatkowe są przesunięte względem siebie o ułamek okresu siatki.
Korzystnie, głębokość optyczna danej struktury siatkowej jest dobrana odpowiednio do określonej, dostrzegalnej wizualnie lub odczytywalnej maszynowo, służącej do obserwacji struktury długości fali świetlnej lub służącego do tego określonego zakresu długości fali.
Korzystnie, głębokość optyczna danej struktury siatkowej obszarów powierzchni mieści się w zakresie pomiędzy 0 i dziesięciokrotnością danej długości fali świetlnej, służącej do obserwacji struktury.
Korzystnie, struktura zawiera grupę obszarów powierzchni o identycznej strukturze.
Korzystnie, obszary powierzchni graniczą ze sobą.
Korzystnie, przesunięte względem siebie struktury siatkowe przechodzą w siebie w sposób ciągły.
Korzystnie, struktura zawiera wielowarstwowy system reliefowy.
W czystych strukturach reliefowych głębokość optyczna jest wyznaczona przez ich głębokość geometryczną, która odpowiada optycznej różnicy długości drogi pomiędzy dwoma promieniami, odbijanymi na wzniesieniach względnie zagłębieniach struktur reliefowych. W strukturach z lokalnymi zmianami współczynnika załamania głębokość optyczna, odpowiedzialna za zależności fazowe światła uginanego na strukturze, jest określona przez różne współczynniki załamania i dodatkowo przez różne grubości powłoki. Głębokość optyczna struktury wyznacza między innymi udział światła odginanego od geometrycznego kierunku odbicia, to znaczy zdolność dyfrakcyjną tej struktury. Dwie identyczne, poza parametrem głębokości optycznej, struktury przekazują zatem w określonym kierunku obserwacji różniące się wzajemnie informacje optyczne. Według wynalazku przyporządkowanie jednej struktury o określonej pierwszej głębokości optycznej optycznej informacji falowej, zamierzonej w obrębie określonego kątowego zakresu obserwacji, w połączeniu z przyporządkowaniem co najmniej jednej następnej struktury o drugiej lub następnej głębokości optycznej innej zamierzonej informacji stworzyło dalsze możliwości sterowania lub kodowania przekazywanym obrazem w układzie strukturalnym. Jeżeli na przykład zastosuje się obszary częściowe o strukturze identycznej poza głębokością optyczną, których wymiary nie będą rozróżnialne gołym okiem, wówczas z tego samego obszaru układu strukturalnego można przekazywać różne informacje optyczne.
Poprzez odpowiadające żądanemu obrazowi rozmieszczenie obszarów częściowych według wynalazku można zatem w pierwszym kierunku obserwacji uzyskać, wywarzany przez strukturę o pierwszej głębokości optycznej, motyw obrazkowy w pierwszej barwie, natomiast w drugim kierunku obserwacji można uzyskać, wytwarzany przez strukturę o drugiej głębokości optycznej, motyw obrazkowy w innej barwie. Aby osiągnąć tego rodzaju efekty, korzystne jest, jeżeli głębokość optyczna danej struktury jest przyporządkowana określonej, dostrzegalnej wizualnie długości fali lub zakresowi długości fali. Głębokość optyczna struktury może być również przyporządkowana odczytywanej maszynowo długości fali względnie odczytywanemu maszynowo zakresowi długości fali. Ogólnie rzecz biorąc, zdolność dyfrakcyjna typowych siatek prostokątnych względnie sinusoidalnych jest maksymalna wówczas, gdy ich głębokość optyczna wywołuje opóźnienie fazowe równe n. Ponieważ zjawiska falowe są periodyczne, maksymalna zdolność dyfrakcyjna takich symetrycznych siatek powtarza się w pierwszym przybliżeniu dla głębokości optycznej opóźnienia fazowego rów181 894 nej (2k-1) · π, k = 1, ...N. Geometrycznie głębokość tę w przypadku siatek odbiciowych 1. Rzędu (k=1) wyznacza się za pomocą równania óz - R/4n, przy czym n oznacza współczynnik załamania warstwy wierzchniej. W przypadku piłopodobnych schodkowych siatek dyfrakcyjnych maksymalna zdolność dyfrakcyjna jest osiągana dla głębokości, która odpowiada opóźnieniu fazowemu 2kn. Siatki wyższego rzędu (k>l) mają k-krotnie większą głębokość, w związku z czym są trudniejsze do wykonania. Optymalną możliwość sterowania osiąga się jednak dla głębokości optycznej danej struktury w zakresie pomiędzy 0 i wielokrotnością, korzystnie dziesięciokrotnością danej długości fali.
Zwłaszcza wówczas, gdy motyw obrazkowy ma być wyjątkowo jednorodny, korzystne jest zastosowanie grup obszarów częściowych o identycznej strukturze, nierozróżnialnych gołym okiem.
W kolejnej postaci wynalazku struktura dyfrakcyjna zawiera obszary częściowe o strukturze identycznej, poza parametrem głębokości optycznej, i z przesuniętą względem siebie o ułamek okresu siatką. Przesunięcie jednej struktury względem drugiej można przy tym zrealizować w płaszczyźnie nośnej. Istnieje również możliwość rozmieszczenia struktur na różnych wysokościach w kierunku prostopadłym do płaszczyzny nośnej. Przesunięcie to jest równoważne interferencji danej struktury z inną, strukturą dyfrakcyjną której kierunek dyspersji może przebiegać zwłaszcza w kierunku poprzecznym do tej struktury. Stwarza to możliwość zabezpieczenia przed holograficznymi technikami kopiowania. Hologramy kopiuje się zwykle w ten sposób, że wytwarza się jeden hologram z drugiego. Jako lasery holograficzne stosuje się głównie lasery jonowe argonowe lub HeCd, ponieważ lasery te dają mocne linie w niebieskozielonym (480 nm), niebieskim (454, 442 nm) i ultrafioletowym (ok. 350 nm) przedziale częstotliwości. W przedziale tym czułe są również lakiery fotograficzne, stosowane najczęściej w holograficznych reliefach powierzchniowych; natomiast w czerwonym przedziale częstotliwości lakiery fotograficzne są najczęściej nieczułe. Do wytwarzania i kopiowania hologramów można wprawdzie także stosować lasery czerwone (na przykład HcNc), przy czym do tego celu stosuje się obecnie zawierające srebro emulsje żelatynowe (płyty fotograficzne), które jednak nie wytwarzają odpowiedniego reliefu powierzchniowego dla odwzorowania galwanicznego.
Jeżeli teraz głębokość optyczna struktur zostanie tak dobrana, że zdolność dyfrakcyjna dla światła niebieskiego będzie bardzo mała, natomiast dla światła czerwonego bardzo duża, wówczas kopiowanie struktury za pomocą lasera niebieskiego będzie utrudnione. Kopiowanie hologramu na emulsję fotograficzną, czułą w zakresie czerwieni, i następne przekopiowywanie go na materiał reliefowy, czuły w zakresie światła niebieskiego, jest wprawdzie możliwe, ma jednak inne, znane specjalistom, wady i jest bardzo kosztowne.
Ponieważ wskutek przesunięcia struktury jednego obszaru częściowego względem struktury drugiego obszaru częściowego, powodującego wystąpienie dodatkowej dyfrakcji, można osiągnąć wygaszenie informacji optycznej, wysyłanej w określonym kierunku obserwacji, opisane powyżej ukształtowanie obszarów częściowych pozwala uzyskać skuteczne zabezpieczenie przed kopiowaniem. Tak na przykład w strukturze dyfrakcyjnej można jednemu obszarowi częściowemu, w przybliżeniu połowie elementu graficznego, nadać taką głębokość optyczną że zdolność dyfrakcyjna dla światła niebieskiego będzie minimalna, co jednocześnie oznacza, że zdolność dyfrakcyjna dla światła czerwonego będzie wprawdzie nie maksymalna, jednak znacząca (dla światła niebieskiego lasera HeCd o R = 442 nm głębokość optyczna symetrycznej siatki prostokątnej lub sinusoidalnej o minimalnej zdolności dyfrakcyjnej dla tej długości fali wynosi właśnie 442 nm; przy tej głębokości optycznej dla światła czerwonego o długości fali około 600 nm siatka wykazuje wprawdzie nie maksymalną jednak zauważalną zdolność dyfrakcyjną). Drugi obszar częściowy, w przybliżeniu druga połowa elementu graficznego, ma taką głębokość optyczną przy której maksymalna zdolność dyfrakcyjna występuje przykładowo dla światła czerwonego, zatem dla długości fali około 300 nm. Przy odpowiednim kierunku obserwacji w świetle niebieskim obszar ten mógłby być postrzegany jako względnie jasny. Struktura drugiego obszaru częściowego może być przesunięta względem struktury pierwszego obszaru częściowego o taki ułamek okresu siatki (około 2 π/3), że część padającego światła, odginana na obszarach częściowych, ulega w dużym
181 894 stopniu wygaszeniu w świetle czerwonym. W ten sposób można na przykład uzyskać ciemny napis na czerwonym tle. Jeżeli taki hologram zostanie skopiowany niebieskim laserem, wówczas do dyspozycji pozostaje jedynie charakterystyczna dla światła niebieskiego długość fali lasera, w związku z czym obszar częściowy, którego struktura ma głębokość optyczną odpowiadającą długości fali w zakresie niebieskim, nie zostanie skopiowany, ponieważ jego zdolność dyfrakcyjna dla światła niebieskiego jest minimalna. Struktury o takiej głębokości optycznej nie są „widziane” przez niebieskie światło laserowe, w związku z czym nie mogą być kopiowane. Drugi obszar częściowy, który dla światła czerwonego może wykazywać zwłaszcza maksymalną zdolność dyfrakcyjną, ma jednak dobrą zdolność dyfrakcyjną również dla światła niebieskiego, dlatego też struktura tego obszaru częściowego może zostać dobrze skopiowana. Jeżeli struktura skopiowana w świetle niebieskim zostanie „odczytana” za pomocą światła czerwonego, wówczas nie występuje efekt subtraktywny, zaś wzór staje się w tym miejscu czerwony. Wspomniany wyżej napis byłby źle widoczny lub w ogóle niewidoczny z uwagi na słaby kontrast z czerwienią, co umożliwia rozróżnienie pomiędzy strukturą oryginalną i duplikatem.
Dla uzyskania jednorodnego obrazu zaproponowano, że opisane wyżej obszary częściowe graniczą ze sobą, zwłaszcza zaś przewidziana jest duża ilość obszarów częściowych, nierozróżnialnych gołym okiem.
Podkreśla się fakt, że struktura dyfrakcyjna według wynalazku nie musi mieć koniecznie postaci reliefu jednowarstwowego (reliefu lakierowego), lecz może stanowić system wielowarstwowy. Możliwe byłoby zatem wytłoczenie struktury w wielowarstwowym substracie, złożonym z warstw lakieru o różnych współczynnikach załamania. Poszczególne lakiery mogą przy tym różnić się zarówno współczynnikiem załamania, jak też absorpcją. Taki system wielowarstwowy prowadziłby do powstania kolejnych efektów interferencyjnych i nie mógłby być kopiowany za pomocą prostej techniki holograficznej.
Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia element zabezpieczający papieru wartościowego ze strukturą dyfrakcyjną złożoną z kilku, schematycznie zaznaczonych obszarów powierzchni, fig. 2 - strukturę dyfrakcyjną w schematycznym przekroju, a fig. 3 - dwa częściowe obszary struktury dyfrakcyjnej o wzajemnie przesuniętej strukturze reliefowej.
Figura 1 ukazuje nośnik 2 papieru wartościowego z elementem zabezpieczającym 4. Element zabezpieczający 4 zawiera strukturę dyfrakcyjną, w której jest zakodowana względnie zapamiętana postrzegalna wizualnie informacja w postaci obrazu 6. Element zabezpieczający 4 względnie struktura dyfrakcyjna składa się z wielu, zaznaczonych schematycznie, obszarów 8 powierzchni, zawierających co najmniej jedną, nie przedstawioną na fig. 1, strukturę reliefową
Figura 2 ukazuje w przekroju fragment struktury dyfrakcyjnej według wynalazku. Widoczne są w strukturze tej obszary częściowe 10, 12, 14, które w szczególności mogą należeć do tego samego obszaru powierzchni struktury dyfrakcyjnej. Każdy z obszarów częściowych 10, 12, 14 zawiera prostokątną strukturę reliefową 16, 18, 20. Struktury reliefowe 16, 18, 20 mają tę samą częstość rozmieszczenia, ten sam współczynnik szerokości przekroju i ten sam kształt geometryczny, różnią się jedynie głębokością geometryczną. Struktury reliefowe 16, 18, 20 są ponadto niezmienne w obrębie obszarów częściowych 10,12,14.
Głębokość danej struktury reliefowej 16, 18, 20 jest przyporządkowana przykładowo zamierzonemu w określonym kierunku obrazowi względnie określonej barwie lub barwnemu wzorowi. Może ona sięgać, ogólnie rzecz biorąc, wielokrotności długości fali. W poczynionych na wstępie wywodach odnośnie prostokątnych struktur reliefowych wynosi ona do jednej czwartej długości fali, podlegającej maksymalnej możliwej dyfrakcji (lub nieparzystej wielokrotności tej liczby), tak że pomiędzy falami, odbitymi od wzniesień i dolin struktury, można uzyskać przesunięcie fazowe π (jeżeli struktura jest pokryta przezroczystą, warstwą wierzchnią, wówczas należy uwzględnić dodatkowo współczynnik załamania tej warstwy). W ten sposób światło padające w kierunku a, przy obserwacji w kierunku β, może być postrzegane w postaci określonego barwnego wzoru obszarów częściowych 10, 14, względnie ich identycznych struktur reliefowych 16, 20. Odpowiedni dobór głębokości optycznej
181 894 pozwala natomiast tak ukształtować strukturę reliefową 18 obszaru częściowego 12, że ten obszar częściowy przekazuje inny barwny wzór. Gdy w celach kontrolnych, na przykład przy maszynowym odczycie informacji identyfikacyjnych, na element zabezpieczający względnie jego strukturę dyfrakcyjną pada światło o określonej długości fali i pod określonym kątem, wówczas w określonym kierunku obserwacji obszary częściowe o określonej głębokości optycznej mają w świetle padającym określoną barwę, natomiast zdolność dyfrakcyjna innych obszarów częściowych względnie struktur reliefowych dla tych długości fal jest tak niewielka, że te obszary częściowe wydają się ciemne.
Istnieje możliwość takiego ukształtowania poszczególnych obszarów powierzchni o identycznej strukturze reliefowej, poza parametrem głębokości optycznej, że struktury te są przesunięte względem siebie o ułamek okresu siatki, co ukazano schematycznie na fig. 3. Odnośnikiem 30 oznaczony jest obszar powierzchni układu strukturalnego, stanowiący wzór graficzny elementu zabezpieczającego. Obszar 30 powierzchni zawiera dwa obszary częściowe 32, 34, z których każdy ma strukturę reliefową 36 względnie 38. Struktury reliefowe 36, 38 są identyczne, poza parametrem głębokości optycznej, co oznacza, że mają taką samą częstość rozmieszczenia oraz taki sam kształt przekroju, czyli takie samo nachylenie zbocza, jednakową geometrię części płaskiej oraz taki sam współczynnik szerokości przekroju. Głębokość struktur reliefowych 36 względnie 38 jest jednak tak dobrana, że zdolność dyfrakcyjna wykazuje maksimum przy różniących się wzajemnie długościach fali. Struktury reliefowe 36, 38 są ponadto przesunięte względem siebie o ułamek okresu g siatki w płaszczyźnie nośnej elementu zabezpieczającego. Przy obserwacji obszaru 30 powierzchni w oku następuje sumowanie emitowanych przez obszary częściowe 32, 34 pól falowych, co można opisać matematycznie w postaci kwadratu ugiętych na obszarach częściowych 32, 34 amplitud o wartości względnej 1 lub exp^), przy czym faza φ jest określona wyrażeniem 2nóx/g. Intensywność wynosi zatem
I = (1+exp^) · (1+exp(-ity)) = 2 + 2 cosφ
Za pomocą przesunięcia struktur reliefowych 36, 38 względem siebie można zatem dodatkowo ustawić jasność obszaru 30 powierzchni. Z poprzednich rozważań wynika, że przesunięciu siatki o połowę jej okresu odpowiada przesunięcie fazowe równe π, co umożliwia przykładowo wygaszenie pierwszej linii dyfrakcyjnej wskutek zrealizowanej wo ten sposób funkcji układu strukturahiego jako rozdzielacza promieni.
181 894
16 20
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.
Cena 2,00 zł.
Claims (7)
- Zastrzeżenia patentowe1. Struktura dyfrakcyjna, zwłaszcza dla identyfikowalnych wizualnie elementów zabezpieczających dla papierów wartościowych, na przykład banknotów, kart kredytowych, dowodów lub czeków względnie innych wymagających zabezpieczenia przedmiotów, która składa się z kilku obszarów powierzchni, zawierających co najmniej jedną strukturę powodującą dyfrakcję optyczną, przy czym dla wytworzenia określonych informacji optycznych w określonych kierunkach obserwacji struktura dyfrakcyjna zawiera jeden lub więcej obszarów powierzchni o strukturze siatkowej identycznej, poza strukturalnym parametrem głębokości optycznej, przy czym głębokość optyczna struktury siatkowej jest stała w jednym obszarze powierzchni, różni się natomiast od głębokości optycznej struktury siatkowej drugiego obszaru powierzchni, znamienna tym, że w tych obszarach (30, 32, 34) powierzchni, które mają strukturę siatkową. (36, 38) identyczną, poza parametrem głębokości optycznej, struktury siatkowe (36,38) są przesunięte względem siebie o ułamek okresu siatki.
- 2. Struktura według zastrz. 1, znamienna tym, że głębokość optyczna danej struktury siatkowej jest dobrana odpowiednio do określonej, dostrzegalnej wizualnie lub odczytywalnej maszynowo, służącej do obserwacji struktury długości fali świetlnej lub służącego do tego określonego zakresu długości fali.
- 3. Struktura według zastrz. 2, znamienna tym, że głębokość optyczna danej struktury siatkowej obszarów powierzchni mieści się w zakresie pomiędzy 0 i dziesięciokrotnością danej długości fali świetlnej, służącej do obserwacji struktury.
- 4. Struktura według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera grupę obszarów (10,14) powierzchni o identycznej strukturze (16,20).
- 5. Struktura według zastrz. 1 albo 4, znamienna tym, że obszary (8,10,12,14,30,32,34) powierzchni graniczą ze sobą.
- 6. Struktura według zastrz. 1, znamienna tym, że przesunięte względem siebie struktury siatkowe (36, 38) przechodzą w siebie w sposób ciągły.
- 7. Struktura według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera wielowarstwowy system reliefowy.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19516741A DE19516741C2 (de) | 1995-05-06 | 1995-05-06 | Beugungsoptisch wirksame Strukturanordnung |
PCT/DE1996/000747 WO1996035191A2 (de) | 1995-05-06 | 1996-04-24 | Beugungsoptisch wirksame strukturanordnung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL323239A1 PL323239A1 (en) | 1998-03-16 |
PL181894B1 true PL181894B1 (pl) | 2001-10-31 |
Family
ID=7761294
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL96323239A PL181894B1 (pl) | 1995-05-06 | 1996-04-24 | Struktura dyfrakcyjna PL PL |
Country Status (19)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6271967B1 (pl) |
EP (1) | EP0826191B1 (pl) |
JP (1) | JPH11505046A (pl) |
KR (1) | KR19990008361A (pl) |
CN (1) | CN1186558A (pl) |
AT (1) | ATE224084T1 (pl) |
AU (1) | AU705018B2 (pl) |
BR (1) | BR9608124A (pl) |
CA (1) | CA2220248A1 (pl) |
CZ (1) | CZ287857B6 (pl) |
DE (3) | DE19516741C2 (pl) |
ES (1) | ES2182974T3 (pl) |
HK (1) | HK1004833A1 (pl) |
HU (1) | HUP9802601A3 (pl) |
MX (1) | MX9708451A (pl) |
PL (1) | PL181894B1 (pl) |
RU (1) | RU2155380C2 (pl) |
TW (1) | TW304255B (pl) |
WO (1) | WO1996035191A2 (pl) |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998026373A1 (de) | 1996-12-12 | 1998-06-18 | Landis & Gyr Technology Innovation Ag | Flächenmuster |
AUPP444498A0 (en) * | 1998-07-02 | 1998-07-23 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Diffractive structure with interstitial elements |
US6324004B1 (en) * | 1999-01-21 | 2001-11-27 | Ovd Kingegram Ag | Planar patterns with superimposed diffraction gratings |
DE19904282C2 (de) * | 1999-02-03 | 2002-05-29 | Xetos Ag | Informationsträger |
BR0110078B1 (pt) * | 2000-04-15 | 2014-04-29 | Ovd Kinegram Ag | Padrão superficial |
EP1627261B1 (en) * | 2003-04-10 | 2015-12-09 | Ronald R. Erickson | Embedded information carrier for optical data |
DE10318157A1 (de) | 2003-04-17 | 2004-11-11 | Leonhard Kurz Gmbh & Co. Kg | Folie und optisches Sicherungselement |
DE10328759B4 (de) | 2003-06-25 | 2006-11-30 | Ovd Kinegram Ag | Optisches Sicherheitselement und System zur Visualisierung von versteckten Informationen |
DE10353808B4 (de) * | 2003-11-14 | 2015-09-03 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Messteilung für eine Positionsmesseinrichtung und Positionsmesseinrichtung |
MY149941A (en) * | 2006-04-12 | 2013-11-15 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | A structural body, a method for forming a structural body, an apparatus for forming a structural body, a method for reading a structural color and/or diffraction light, and a truth/false discriminating method |
DE102007061979A1 (de) * | 2007-12-21 | 2009-06-25 | Giesecke & Devrient Gmbh | Sicherheitselement |
EP3040746B1 (en) | 2008-04-18 | 2022-06-22 | Toppan Printing Co., Ltd. | Display and labeled article |
EP3575101A1 (en) | 2009-06-18 | 2019-12-04 | Toppan Printing Co., Ltd. | Optical device and stacked body for manufacturing the same |
EP3730978A1 (en) | 2009-12-01 | 2020-10-28 | Toppan Printing Co., Ltd. | Display and labeled article |
WO2012146257A1 (en) | 2011-04-29 | 2012-11-01 | Danmarks Tekniske Universitet | Phase encoding in micrograting-based anticountefeit devices |
DE102016215160A1 (de) * | 2016-06-08 | 2017-12-14 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Kennzeichnungselement für Produkte |
CN108459367B (zh) * | 2018-02-27 | 2021-12-17 | 封建胜 | 高对比度啁啾体光栅及其提高啁啾脉冲对比度的控制方法 |
DE102019210450A1 (de) * | 2019-07-16 | 2021-01-21 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Optische Beugungskomponente zur Unterdrückung mindestens einer Ziel-Wellenlänge durch destruktive Interferenz |
TWI831898B (zh) | 2019-01-15 | 2024-02-11 | 德商卡爾蔡司Smt有限公司 | 藉由破壞性干涉抑制至少一目標波長的光學繞射元件 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2657246C2 (de) * | 1976-12-17 | 1978-09-28 | Hoechst Ag, 6000 Frankfurt | Original eines Informationsträgers, Verfahren zum Herstellen des Originals, Verfahren zum Herstellen einer Matrize zum Prägen des Originals sowie Informa tionsträger, der mit der Matrize hergestellt ist |
US4892385A (en) * | 1981-02-19 | 1990-01-09 | General Electric Company | Sheet-material authenticated item with reflective-diffractive authenticating device |
CH653160A5 (de) * | 1981-09-10 | 1985-12-13 | Landis & Gyr Ag | Wertdokument mit maschinenlesbaren optischen echtheitsmarkierungen. |
US4832445A (en) * | 1986-05-16 | 1989-05-23 | American Bank Note Holographics, Inc. | Security diffraction devices difficult to exactly duplicate |
ATE98795T1 (de) * | 1988-09-30 | 1994-01-15 | Landis & Gyr Business Support | Beugungselement. |
JP3365645B2 (ja) * | 1992-10-09 | 2003-01-14 | 大日本印刷株式会社 | ホログラム、該ホログラムの作成方法およびホログラムを用いた確認方法 |
DE4313521C1 (de) * | 1993-04-24 | 1994-06-16 | Kurz Leonhard Fa | Dekorationsschichtaufbau und dessen Verwendung |
-
1995
- 1995-05-06 DE DE19516741A patent/DE19516741C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-03-27 TW TW085103648A patent/TW304255B/zh active
- 1996-04-24 DE DE19680298T patent/DE19680298D2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-04-24 BR BR9608124A patent/BR9608124A/pt not_active IP Right Cessation
- 1996-04-24 CA CA002220248A patent/CA2220248A1/en not_active Abandoned
- 1996-04-24 HU HU9802601A patent/HUP9802601A3/hu unknown
- 1996-04-24 ES ES96913444T patent/ES2182974T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1996-04-24 KR KR1019970707887A patent/KR19990008361A/ko not_active Application Discontinuation
- 1996-04-24 CN CN96194430A patent/CN1186558A/zh active Pending
- 1996-04-24 CZ CZ19973500A patent/CZ287857B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1996-04-24 MX MX9708451A patent/MX9708451A/es unknown
- 1996-04-24 AT AT96913444T patent/ATE224084T1/de not_active IP Right Cessation
- 1996-04-24 DE DE59609658T patent/DE59609658D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-04-24 WO PCT/DE1996/000747 patent/WO1996035191A2/de not_active Application Discontinuation
- 1996-04-24 AU AU56438/96A patent/AU705018B2/en not_active Ceased
- 1996-04-24 JP JP8532922A patent/JPH11505046A/ja active Pending
- 1996-04-24 US US08/952,363 patent/US6271967B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-04-24 EP EP96913444A patent/EP0826191B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-04-24 PL PL96323239A patent/PL181894B1/pl unknown
- 1996-04-24 RU RU97120243/09A patent/RU2155380C2/ru not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-05-12 HK HK98104091A patent/HK1004833A1/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ287857B6 (en) | 2001-02-14 |
CN1186558A (zh) | 1998-07-01 |
HUP9802601A2 (hu) | 1999-03-29 |
DE19516741A1 (de) | 1996-11-07 |
HUP9802601A3 (en) | 2002-05-28 |
DE19680298D2 (de) | 1998-06-18 |
DE59609658D1 (de) | 2002-10-17 |
TW304255B (pl) | 1997-05-01 |
CZ350097A3 (cs) | 1998-06-17 |
ATE224084T1 (de) | 2002-09-15 |
CA2220248A1 (en) | 1996-11-07 |
KR19990008361A (ko) | 1999-01-25 |
EP0826191A2 (de) | 1998-03-04 |
AU705018B2 (en) | 1999-05-13 |
DE19516741C2 (de) | 1997-05-07 |
HK1004833A1 (en) | 1998-12-11 |
ES2182974T3 (es) | 2003-03-16 |
WO1996035191A2 (de) | 1996-11-07 |
WO1996035191A3 (de) | 1997-02-13 |
PL323239A1 (en) | 1998-03-16 |
MX9708451A (es) | 1998-02-28 |
US6271967B1 (en) | 2001-08-07 |
RU2155380C2 (ru) | 2000-08-27 |
EP0826191B1 (de) | 2002-09-11 |
JPH11505046A (ja) | 1999-05-11 |
AU5643896A (en) | 1996-11-21 |
BR9608124A (pt) | 1999-02-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
PL181894B1 (pl) | Struktura dyfrakcyjna PL PL | |
CA2179566C (en) | Information carrier with diffraction structures | |
KR101129148B1 (ko) | 광학 보안 부재 및 은닉 정보의 시각화용 시스템 | |
JP4010373B2 (ja) | 回折面パターン | |
US5335113A (en) | Diffraction grating | |
EP0868313B1 (en) | Optically variable surface pattern | |
JP4676124B2 (ja) | 表層パターン | |
CA2065309C (en) | Diffraction grating and method of manufacture | |
CA2723474C (en) | Optical security element | |
US10710392B2 (en) | Diffractive security device and method of manufacture thereof | |
PL202809B1 (pl) | Element zabezpieczający | |
JP2015184532A (ja) | 表示体、表示体の製造方法、ラベル付き物品 | |
JP2016080848A (ja) | 表示体及び表示体付き物品 | |
JPH10506857A (ja) | 特にセキュリティー要素のための構造物 | |
WO1995021747A1 (en) | Diffractive device with enhanced anti-copying protection | |
EP1330666B1 (en) | Iridescent materials and devices | |
AU679333B2 (en) | Diffractive device with enhanced anti-copying protection | |
CA3225441A1 (en) | Optical security components, manufacture of such components and secure documents equipped with such components | |
CN117460625A (zh) | 反射可见的光学安全部件、这种部件的制造以及配备有这种部件的安全文件 |