TWI231456B - Label with diffractive barcode and reading device for the same - Google Patents

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TWI231456B
TWI231456B TW091119645A TW91119645A TWI231456B TW I231456 B TWI231456 B TW I231456B TW 091119645 A TW091119645 A TW 091119645A TW 91119645 A TW91119645 A TW 91119645A TW I231456 B TWI231456 B TW I231456B
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TW
Taiwan
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code
light
diffraction
label
stripe
Prior art date
Application number
TW091119645A
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English (en)
Inventor
Andreas Schilling
Wayne Robert Tompkin
Rene Staub
Peter Gehr
Original Assignee
Ovd Kinegram Ag
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Description

12!聊 A7 ! do. i - B7 r 一.V … / 々 ·. 五、發明說明（I ) 詳細說明 本發明關於申請專利範圍第1項的引文的一種具有一 繞射式條紋碼(Stnchcode)的標籤以及申請專利範圍第13項 的一種用於將這種標籤上的資訊檢出的讀出裝置。 這類標籤（Etikett，英:label)用於識別商品、證明文件 (Ausweis)或有價證券(Wertpapier)，且帶有關於該商品、證 件、或有價證券的數字資訊。 有各種不同之條紋碼類型爲人所知，例如依MIL-STD-1189或依「歐洲物品編號碼」者，其中在不同寬度的條紋 元件與中間空間的排列中含有資訊。利用一種簡單的印刷 方法，將該條紋元件用一種與中間空間成對比的顏色施到 一載體（一般爲紙）上。能讀取這種條紋碼的讀取裝置係可 在市場購得者。 依美專利US 5,900,954可將條紋碼防僞的安全性提高 ，其方法係將條紋碼印到一種具有全像圖(Hologramm)的載 體上。該條紋碼延伸過該全像圖的整個範圍或至少一部分· 範圍。 歐洲專利EP 0 366 858 A1中提到繞射式條紋碼的各種 不同實施例，該條紋碼不具印刷的條紋元件而係具有帶有 折射格的平面元件，與該用印刷技術產生的條紋碼相較， 這種繞射式條紋碼有較大之防僞安全性。然而要得到這種 較大的防僞安全的優點，則同時會造其他缺點··就該繞射 式條紋碼對於讀取裝置的讀取光束的朝向而言，其容許誤 差(Toleranz)比起用印刷技術產生者爲小，且在讀取裝置與 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) —^ ~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
-· »1 H ϋ n n n n 一：°J· n n { n J 線
五、發明說明（> ) 標籤之間的距離受限制到幾公分。此外，具有個別資訊的 用印刷技術產生的條紋碼成本極低廉，而繞射式條紋碼要 設有識別資訊，則想合理化只能用可觀的成本大量製造。 具有鐫印到塑膠中之微視之細微折射構造的馬賽克式 排列的面，舉例而言，發表於歐洲專利ΕΡ-0 105 099 B1與 EP 0 375 833 B1。具有折射光學效果構造的安全標籤與可 使用於此目的之材料列於美專利US 4，856，857。 在德專利公開案DE-OS 1 957 475及瑞士專利CH 653 782以「影像模型」「Kinofom」的名稱發表了另一族的折 光效果的微視細微浮雕構造。只有當用大致同調(Kohirent， 英^coherent)的光將該影像模型(Kinoform)照射，該光才會被 該模型不對稱地以單一種空間角度(此空間角度由該影像模 型的浮雕構造預定)偏轉。 本發明的目的在提供一種具一繞射式條紋碼的標籤， 該標籤很廉價且可用光學方式用機器讀出，該條紋碼可從 好幾十公分的距離用一般的讀取裝置讀出。 依本發明，上述目的係利用申請專利範圍第1項的特 徵點達成。本發明有利的進一步特色見於附屬項中。 本發明的實施例示於圖式中，並在以下詳細說明。 [圖式] 圖式中： 第1圖係具有一繞射式條紋碼的標籤， 第2圖係經該標籤的一模截面， 第3圖係第2圖之一放大視圖， 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱1 " 一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---‘---一 線
五、發明說明) 第4圖係一坐標圖， 第5圖係繞射式條紋碼， 第6圖係二個平行條紋， 第7圖a與b爲封框的條紋碼， 第8圖係第一讀取裝置， 第9圖係第二讀取裝置。 [元件符號說明]: (1) 標籤 (2) 區域 (3) 繞射式條紋碼 (4) 場 (5) 中間面 (6) 物品 (7) 符號 (8) 數字或字母 (9) (條紋碼場形式的）區域 (10)〜（14) (作爲蓋層的）層 (11) (作爲鎖印層的）層 (12) (作爲反射層的）層 (13) (作爲護層的）層 (14) (作爲粘著劑層的）層 (15) 層複合物 (16) 浮雕構造 (17) 入射光 6 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 五、發明說明（十 ) (18) 標誌 (19) 溝槽 (20) 繞射式浮雕構造 (21) 條紋 (22) 場面 (23) 中間場 (24) 繞射式條紋碼 (25) 場部分 (26) 被圍框的條紋碼 (27)(28) 部分面 (29) 區域 (34) 讀取光束 (35) 讀取區域 (36) 回射光 (37) 光檢出器 (38) 處理裝置 (39) 極化濾光器 (40) 窗 (42) 讀取裝置 (43) 光檢出器 (45) 第一光檢出器(37)的輸出端 (46) 第一光檢出器(43)的輸出端 (47) 分析器 、 (48) 邏輯單元 + 7 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) igM鉍換頁 A7 _B7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） Ι2_·- Α7 I r\ __Β7____ 五、發明說明（t") [實施方式] 在第1圖中，（1)表示一標籤，（2)表示具有一繞射式條 紋碼(3)的區域(Areal)，⑷表示場，（5)表示條紋碼⑶的中間 面。場⑷與中間面⑸係長方形的條區（Balken)，其長邊互 相接觸，橫向設在該區域中。各二個元件後相隨的場(4)之 間用一中間面(5)互相隔開/其中利用不同寬度的場(4)與中 間面(5)的順序，可將一資訊編碼，至少該場(4)有一種埋入 該標籤（1)中的折射構造。舉例而言，該中間面(5)做成反光 式或吸光式的條區形式。在另一實施例中，該中間面(5)也 有折射構造，其方位角(Azimut)與第4圖中的折射構造的方 位角至少差了 ±20°〜180°所有的場(4)或所有的中間面 (5)宜覆以相同光學效果的構造。舉例而言，該標籤（1)固定 在一物品⑹上，且在條紋碼(3)中含有關於該物品(6)的資訊 。該物品可爲一文件、一張紙、一張貼紙（Aufkleber)、或 一種三度空間的物體等。對應於應用目的，該標籤的其餘 面積上設有符號(Embleme，英文:emblem)⑺、數字或字母 (8)，它們用於作該標籤（1)之來源的視覺辨視。這些資訊可 用印刷技術施覆，但也可做成如上述EP 0 105 099 B1與EP 0 375 833 131的習知繞射式平面圖案的形式，其折射構造 同樣地埋入在標籤（1)中。在該標籤（1)的另一實施例中，也 設有空間以容納一附加的條紋碼場形式的區域(9)，在該條 紋碼場中設有一個用印刷技術產生的另一條紋碼或另一繞 射式條紋碼。該條紋碼場形式的區域(9)宜平行於該區域(2) 朝向，俾使相同的讀取裝置能以機械方式從該條紋碼場形 8 --- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） . · ^ --------^---一---.---^ i^w— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --1 A7 B7 五、發明說明（b 式的區域(9)讀出該另外的條紋碼，並從該區域(2)讀出該繞 射式條紋碼(3)。 第2圖顯示該標籤⑴的橫截面圖。此標籤⑴係一個由 數個層（10)〜（14)構成的層複合物（15)，它的一面是用一作 爲蓋層的層（10)作界定，另一面用一作爲粘著劑層的層（14) 作界定。作爲蓋層的層（1〇)下方用以下的順序跟著爲：一 作爲鐫印層的層（11)、一作爲反射層的層（12)、一作爲護層 的層（Π)、及作爲粘著劑層的層(14)。對於入射到標籤（1)上 的光的至少一種波長，至少該作爲蓋層的層（10)與作爲鐫 印層的層（11)係是透明者。微視細微的浮雕構造（16)形成到 該作爲鐫印層的層（11)中，舉例而言，它將入射的可見光[ 入射（17)]折射。該厚度比100nm更薄的作爲反射層的層 (12)呈形狀分散的方式蓋住該微視細微浮雕構造（16)。作爲 護層的層（13)充塡了浮雕構造（16)的凹陷部並蓋住該構造化 的作爲反射層的層（12)。粘著劑層（14)可使該物品(6)與層複 合物（15)之間確實接合。 層複合物（15)的各種不同實施例與製造所適用的材料 列於上述US 4，856，857的表1〜6中。用印刷技術施露 的標誌(indicia)(18)在層複合物（15)的至少一層（10)〜（14)上 用一種及吸光的顏料(油墨）施覆。在一實施例中，該標籤 (1)利用條紋碼場中另一條紋碼形式的區域(9)[它係利用印 刷技術在作爲蓋層的層（10)上產生，呈郵戳（18)形式](第1 圖)個別化，或在製造的系列順序編號。 ' 第3圖中的顯示一平坦的折射格的一長方形廓形的例 ·--------訂—‘—^—線-41^- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱）
五、發明說明) 子，它係垂直於長方廓形的溝槽(Fuche)(19)的剖面圖。因 此格柵的向量k係位在圖面中。長方形廓形具有幾何上的 廓形深度D。由於入射光（17)穿經作蓋層的層（10)與作爲鐫 印層的層（11)過去照到該折射格[它由反射層（12)形成]，故 溝槽（19)用作爲鐫印層的層（11)的材料充塡。如不採用幾何 廓形深度D，則光學廓形深度d=D · η也可有效，其中η爲 作爲錙印層的層（11)的材料的折射指數。爲了簡單明瞭起 見，只顯示該長方廓形，而不顯示以下要說明的繞射式浮 雕構造（16)(折射構造）。 如果該折射構造具有多於2300條線/每mm，則在可見 光譜頻域中之垂直且未受極化之入射光（17)只折射設到第 零階。對於歪斜地入射到該折射構造上的入射光（17)，其 線密度就會對應地提高，例如提高到2800條線/每mm〜 3000條線/每mm的値。在一平坦的鏡的場合，該入射光 (17)與折射構造的平面上的法線之間的角度係與該折射光 與法線之間的角度相同。這種折射構造稱爲第零階（0th order)的隨後之折射構造。當用白色之白天光照射時，與平 坦的鏡不同者，該在第零階的折射構造上折射的光，在光 譜的可見光部分中有漏洞，因此第零階的折射構造有將白 光呈彩色光反射作用。 第4圖顯示一個座標圖，表示對於TE及TM極化之光 的平坦折射構造的折射效率與光學廓形深度d=D的關係， 其中折射値m=l。TE極化之光係在實際上與廓形深度D無 關地以高效率E折射。反之，對於TM極化的光，其折射 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（21〇 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂-------^---線 Α7 Β7 L. 五 丨吏似7· β
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一丄一一.一一.........-..' A 、發明說明（Γ 效率深度廓形深度D影響，其中該ΤΜ極化的光的折射效 率Ε隨著廓形深度D增加而迅速下降到第一極小値。如果 該未極化的入射光（17)的方向以及該折射構造的格向量k( 第3圖)位在一平面中，則該p-極化(平行極化)的光的電場 向量平行於此平面振動，而s4亟化(垂直極化）的光的電場 向量則垂直於此平面振動。用於條紋碼0)的折射構造在第 一極小値附近宜具有廓形深度T。，因爲在此位置該折射的 極化作用最強。因此該折射光被線性極化，換言之，該繞 射式浮雕構造呈極化器的作用，或者，對於極化的入射光 (17)(第3圖）呈分析器(分析儀、檢偏器(Analysator)的作用 。該幾何廓形深度D的一個可用的範圍包含50nm〜350nm 之間的値T。，依上述美專利的表6，適用於作爲鐫印層的 層（11)的材料的折射値η在約1.4〜1.6的範圍。 如果該折射構造的平行轉了 90° ，其中，此時該構槽 (19)平行於第3圖之圖面，而格向量k垂直於該圖面朝向 ，則該相對於入射光(17)的平面(第3圖)呈s-極化的光被吸 收，而該P-極化的光則依效率曲線TE折射，利用此折射 構造的極化能力可確認該格向量的方向(第3圖）。 第5圖中所示的標籤係從該層複合物(15)(第2圖)切出 。這種微視細微光學活性的構造[它埋入在層複合物（15)的 層(11)與(13)之間(第2圖），覆以當作反射層的層(12)(第2 圖），它係爲折射構造、鏡等物]定出在區域(2)中該可用機 器讀取的繞射式條紋碼⑶的狹長方形的場⑷以及中間面(5) 。在場(4)中，有一第一繞射式浮雕構造(16)(第3圖)形成到 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---‘---.---線
當作鐫印層的層（11)中。第一繞射式浮雕構造（16)係具有第 一種格向量kl的零階的第一種繞射構造與一種微視細微之 將光散射的浮雕構造的加成性(additiv)重疊。該微視的細微 的散射光的浮雕構造係由呈各向同性（isotrop)或各向異性 (anisotrop)方式散射的蓆構造（Mattstruktur)、或影像模型 (Kinoform)、或傅立葉全像圖（Fourier Hologramm)選出者。 如此產生的繞射式浮雕構造有一優點。即：不同於平坦的 折射構造，它不受入射到該繞射式浮雕構造（16)上的入射 光（17)的角度影響(第3圖)將折射光回射到該繞射式浮雕構 造（16)上方的整個「半空間」中。該散光式的浮雕構造宜 選設成使該折射的光宜散射回到讀取裝置的方向。這點乃 是使用於印刷技術製的條紋碼的習知讀取裝置要能夠讀出 這種能實際防僞的條紋碼(3)的先決條件。如果該微視細微 散射光的浮雕構造爲一種影像模型(Kinoform)，則該讀取裝 置的光源須產生同調(koh—nt)的光，因爲如若不然，則所 企求的散射效果將落空。 在該條紋碼(3)的另一實施例中，中間面(5)覆以其有另 種格向量k2的至少另一種繞射式折射構造，該格向量的方 位角與第一格向量kl的方位角差了至少±20°〜180° 。 在另一實施例中，該中間面(5)有一反射式表面構造，例如 一種平坦的鏡面或者一個零階的折射構造。 在另一實施例中，所有的中間面(5)覆以第二種繞射式 浮雕構造(20)(第3圖）。此第二種繞射式浮雕構造(20)係爲 具有該第二格向量k2的零階的第二種折射構造與一種上述 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） . ^-----------—^—..—-—^ AW. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1231456 a7 i-;；- .·丨_Β7_ _ — _ _ '.] .:， 五、發明說明（j o) 的微視細微散射光的浮雕構造的重疊。格向量kl ’ k2夾成 一方位角，在45°〜135°範圍，其中該二格向量kl與k2 宜爲互相垂直朝向，如第5圖所示。 在一較佳實施例中，該零階的第一折射構造與零階的 第二折射構造一直到格向量kl，k2爲止都具有相同的參數 。如果第一浮雕構造（16)與第二浮雕構造(20)的不同處只在 該零階的二個折射構造的格向量kl與k2的方向，則該條 紋碼(3)不用輔助手段無法辨認，因爲對一觀看者而言，場 (4)與中間面(5)—樣亮且呈相同顏色。在此處，輔助手段係 利用極化光照射條紋碼(3)，或經一光學極化濾光器看穿該 條紋碼(3)。當經該光學極化濾光器看穿條紋碼(3)看過去時 ，舉例而言，觀看者看到的場(4)呈亮帶，被呈暗帶的中間 面(5)隔開。極化濾光器沿其平面轉了 90°後，則場(4)呈暗 帶，而中間面(5)呈暗帶。 這種條紋碼(3)實施例有另一優點：如果在該區域(2)中 在該繞射式條紋碼(3)上方設置另一個用印刷技術產生的條 紋碼，呈標誌（18)的形式(第2圖），則條紋碼(3)仍可讀取。 該標誌（18)係爲該另一條紋碼之利用無色中間空間隔開的 條紋(21) ’且用一種吸光的顏料印刷在層複合物（15)的當作 蓋層的層（10)的上方或下方(第2圖）。該用印刷技術產生的 另外的條紋碼也可用習用的讀取裝置辨識。條紋(21)與位 於其間的無色中間空間係平行於該繞射式條紋碼(3)的場(4) 與中間面(5)朝向。在第5圖的圖式中，由於繪圖的理由， 只顯示一對條紋(21)。要能成功地讀取的條件，係爲該繞 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) 一 :~ 4^^--------1T—.—_—^#· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -/T\ -/T\ \Z . 93. 7. 19
五、發明說明（ A7 B7 射式條紋碼的狹窄的帶區要能辨識。另一條紋碼的條紋至 多可蓋住該繞射式條紋碼(3)的狹帶區的50%〜7〇%範圍， 換言之，看透過該無色的中間空間過去，該各場(4)與各中 間面(5)的面積至少要30%能看到。利用該另外的條紋碼， 各標籤可廉價地個別化(例如利用連續的編號）。 在第6圖中顯示具有第一繞射式條紋碼(3)的區域(2)以 及具有一個第二繞射式條紋碼(24)[它由場面(22)與中間場 (23)構成]的條紋碼形式的區域(9)[它與區域⑵平行]。在一 實施例中，如果該區域(2)與該條紋碼場(9)以其縱邊互相碰 到，則該區域(2)與條紋碼場形式的區域(9)構成該標籤(1)的 一個場部份(25)。該二個繞射式條紋碼形式的區域(9)相鄰 且平行設置在該場部份(25)中。爲了要在用機器讀出時， 該二個繞射式條紋碼(3)(24)可分別辨識，故第一條紋碼(3) 的場(4)與第二條紋碼(24)的場面(22)至少在其極化能力不同 。場(4)具有上述的第一繞射式浮雕構造(16)(第3圖）。第二 條紋碼(24)的場面(22)覆有上述之第二繞射式浮雕構造(20)( 第3圖）。第一及第二種格向量kl(第5圖），k2(第5圖)宜 互相垂直朝向。中間面(5)與中間場(23)具有至少另一種繞 射性浮雕構造，其格向量的方位角與該第一及第二種格向 量kl，k2至少差了 ±20° ，或者具有一種上述的反射式表 面構造。在具有該一種極化作用的入射光（17)(第3圖）中， 從光源方向看，該場(4)呈明亮，而中間面(5)與第二繞射式 條紋碼(24)呈黑暗，而在具有另一種極化作用的入射光（17) 中，場面(22)呈明亮，而中間場(23)與第一繞射式條紋碼⑶ 14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 0 訂——.---^——線 mi456 H正替换與丨 A7 ^_ 五、發明說明（ 呈黑暗。 至此所述之繞射式條紋碼(3)(24)的高度Η在0.8cm〜 2cm範圍。狹帶區的寬度B至少爲90/zm。 在另一實施例中，該二繞射式條紋碼(3)(24)並非平行 相鄰設置，而係依第7圖a與b在區域(2)中設置成使該二 條紋碼（3)與(24)決定一個被圍框（verschachtelt，英:packeted) 的條紋碼(26)的第一及第二部分面(27)(28)的光學效果構造 ，其中各二個相鄰的第一部分面(27)[它們與第一條紋碼(3) 相關]利用一第二部分面[它與該第二條紋碼(24)相關]隔開 。不同的條紋碼(26)的部分面(27)(28)具有該繞射式條紋碼 (3)的帶區的一半面積，這些帶區由場(4)及中間面(5)或場面 (22)與中間場（23)構成。圍框(Verschachtelung，英:packet)可 以劃分得很細，其中該帶區可以與其寬度B(第6圖無關地 劃分成整數的部分面(27)或(28)，因爲該部分面只需具有15 // m的最小寬度。 在第7圖a的僵式中。舉例而言，狹帶區與一個部分 面(27)或(28)的條紋碼⑶或(24)相關，而寬的帶區與二個部 分面(27)或(28)相關。同樣大小的第一部分面(27)及第二個 部分面(28)以其縱邊交替地設在區域(2)中，使得各一個第 一部分面(27)後面跟隨著一個第二部分面(28)。光學效果構 造以這種由條紋碼⑶與條紋碼(24)預定的序列順序設在第 一部分面(27)及第二部分面(28)中，在第7圖的圖式中，箭 ‘頭(29)(30)說明該被圍框的條紋碼(26)如何由這二種繞射式 條紋碼(3)(24)組合成。爲了作說明，該部分面(27)(28)各依 15 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------訂---·---：---^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 I2H45¥ 五、發明說明 其屬於那個帶區(4)(5)(22)(23)而加不同陰影線。場⑷的第 一部分面(27)[相對於區塊(2)的縱向伸展]係劃縱條紋。中間 面(5)的第一部分面(27)具有的右斜的陰影線。該與場面(22) 相關的第二部分面(28)不具陰影線，而向左傾斜的陰影線 表示中間場(23)的第二部分面(28)。 寬度約90 /z m〜120 // m的狹帶區係利用至少25 // m寬 的部分面(27)(28)劃分成最多八次。一般的讀取裝置用一光 束[它用光學方式沿縱向掃描該區域(2)]呈一個約0.1mm直 徑的光斑(31)照射該條紋碼。該被照射的光斑(31)延伸過部 分面(28)或(27)，該部面(28)或(27)係屬於一狹帶區者。 該二條紋碼⑶(24)的上述圍框只是許多可能方式的一 種。依第7圖b的被圍框的條紋碼(26)的另一實施例具有 邊長的15/zm〜25/zm的像素式同大部分面的西洋棋盤式 排列，其中該第一繞射式條紋碼(24)的第二部分面(28)佔住 棋盤中的白色面積的空間。光學活性的構造以二種條紋碼 (3)(24)的順序與部分面(27)(28)相關聯。 繞射式條紋碼(3)(24)或被圍框的條紋碼(26)的帶區的高 度Η的値的在0.8cm〜2cm範圍。這種深度可使得在界限 中在一個與區域(2)(9)(第6圖)或(25)(第6圖)的縱緣成歪斜 的方向將此處所述的條紋碼(3)(24)(26)讀出。在以下，該區 域⑵(9)或場部分(25)也可暫時地代表條紋碼形式的區域(9) 及場部分(25)。 第8圖中以示意圖方式顯示具有讀取條紋碼(3)(24)(26) 的讀取裝置(32)的一種讀取機。一Γ光源(33)產生一道「讀取 --------1^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 頁 ' 9a 7, 1 9 , 十年 i:L」 五、發明說明（ft) 光束」（34)，它具有極化或非極化的光，該光從讀取裝置 (32)以一種偏轉方向（此處圖未示）重複地經一讀取區域（35) 來回導進。當該物體⑹上的標籤（1)的區域(29)(9)(25)-進 入讀取區域(35)，則在該照射光斑(31)(第7圖）上回散射的 光(36)就以對應於條紋碼⑶(24)(26)的強度被調變。回散射 的光(36)入射到讀取機(32)中的至少一個光檢出器(37)上。 回射的光(36)被光檢出器(37)轉換成電信號（它與回射的光 (36)的強度成比例，且被讀取機(32)分析，如果讀取機（32) 檢出到該光調變係爲它所熟悉的條紋碼，則將與該繞射式 條紋碼(3)(24)或被圍框的條紋碼(26)的資訊相關的碼數發出 送到一個將此碼數作進一步處理的裝置(38)。 如果該繞射式條紋碼只有一種上述的呈極化器作用的 繞射式浮雕構造（16)(第3圖），則如果一第一光學極化濾光 器(39)至少設在該光檢出器(37)前方且其朝向使得該極化之 回射光(36)能不減弱地通過第一極化濾光器(39)，則該繞射 式條紋碼的回射光(36)可用上述之讀取裝置(32)讀取。當使 用極化光做「讀取光束」（34)時，該光須極化成得該第一 浮雕構造（16)上的折射作用有最大效率。舉例而言，這種 情形係在當該讀取光束(34)與回射光(35)穿過相同的極化濾 光器(39)[它設在讀取裝置(32)的一窗孔(40)前]且第一繞射 浮雕構造（16)呈分析器形式朝向該極化濾光器(39)的極化面 的方位角方向之時的狀況。 如果在標籤（1)上設有具有二個繞射式浮雕構造（16)與 (20)(它們是極化器的作用)(第3圖)的面’且該二繞射式浮 17 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------^-------^---^ A7 B7 12酬9 五、發明說明（ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 雕構造（16)與(20)至少在極化能力不同，則第9圖的讀取機 可以將第一及第二繞射式浮雕構造（16)(第3圖)與(20)(第3 圖）中所含的資訊分別讀出。如果使用一道非極化讀取光束 (34)，則用一第二極化檢出器(43)就足夠，該極化檢出器 (43)同時將該在極化器作用的第二浮雕構造(20)上回射的光 (36)择收，其中一第二光學極化濾光器(41)對準地設在第二 光檢出器(43)前，使得只有在第二浮雕構造(20)上回射的光 (36)跑到第二光檢出器(43)。 在一簡單實施例中，該讀取機有二個一般的讀取裝置 (32) (42)，其朝向係使回射的光(36)入射到第一讀取裝置(32) 中的一第一光檢出器(37)及到第二讀取裝置(42)的一第二光 檢器(43)中。該讀取光束(34)之由第一讀取裝置(34)的光源 (33) 發出的非極化光被散射到條紋碼(3)上方的半空間中進 到該繞射式條紋碼(3)的二個繞射式浮雕構造（16)(20)上。設 在第一光檢出器(37)前方的第一極化濾光器(39)只能讓該在 第一繞射式浮雕構造（16)上回射的光(36)通過，而在極化濾 光器(41)後方的第二光檢出器(43)只接收由該第二繞射式浮 雕構造(20)回射的光。第二讀取裝置(42)中的光源並無需要 〇 第一光檢出器(36)的輸出端(45)與第二光檢出器(43)的 輸出端(46)與讀取機的一個分析器(47)連接。分析器(47)產 生碼數，以代表該與分析器(47)連接的作進一步處理作用 的裝置(38)。在讀出時，同時將由光檢出器(36)(43)產生的 信號處理並將相關的碼數傳送到該作進一步處理作用的裝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）
置（38)。 具有二個一般的讀取裝置(32)(42)的讀取機適用於讀出 上述之繞射式條紋碼(3)，該條紋碼的場(4)(第5圖)覆以第 一種繞射式浮雕構造（16)，而其中間面(5)(第5圖)覆以第二 種繞射式浮雕構造(20)。因此在任何時刻，在該二輸出端 (45)與(46)處，該由光檢出器(37)(43)在讀取此條紋碼⑶時 產生的信號係互相互補者。這點有利地使讀出的信號碼可 作安全技術的檢查。 該另外的條紋碼{如上述，係在該繞射式條紋碼(3)[此 條紋碼(3)係由該第一繞射式浮雕構造（16)及該第二繞射式 浮雕構造(20)產生者]上方用印刷技術施覆，例如施覆到作 爲蓋層的層（10)上}的條紋(2)(第5圖)將該跑到被照射的光 斑(第7圖）中的光吸收。狹條紋(21)大約和被「讀取光束」 (34)照射的光斑(31)的直徑一樣大，而寬條紋(21)至少爲狹 條紋(21)寬度的兩倍，繞射式條紋碼(3)的狹帶區具有至少 三條狹條紋的寬度B(第6圖），俾使該其他的條紋碼的無色 中間空間中至少該場(4)或中間面(5)有30%的面積可看見。 如果該光斑(31)蓋住了條紋(21)，則不產生回射光(36)，且 不會有光檢出器(37)(43)的信號在二輸出端(45)(46)上。一邏 輯單元(48)的輸入端與二輸出端(45)(46)連接。對於該二輸 出端(45)(46)上「無信號」的狀態同時發生的期間’該邏輯 單元(48)改變其輸出信號，並在該邏輯單元(48)與分析器 (47)之間的一條線路產生一「讀取信號」，以讀取該由條 紋(21)形成之另外的條紋碼。分析器(47)由此產生碼數’此, 19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱Ί ' --------訂—------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1-¾¾% 、卢 V ^- mu*.，··，··Λ·，.丨r』......τ itiir-rf-.nfi-r 五、發明說明（丨/ ) 碼數對應於該標籤之含在該被讀取的另一條紋碼中的個別 資訊(第1圖）。這種與另一條紋碼同時讀出的繞射式條紋 碼(3)的資訊，舉例而言，係提供有關標籤的提供者的情報 。這種讀取機的優點爲：它將該印刷技術產生的另一條紋: 碼與該繞射式條紋碼(3)同時讀出，且由一般的讀取裝置 (32)(42)構成。 爲了在條紋碼(3)(24)(26)用機器讀取時，不會受到該在 標記(7)(第8圖)(它在該由排列成馬賽克式的繞射式格構造 上形成)及數字與字母(8)(第8圖)上折射的光干擾，故這些 繞射式格構造的格向量k的方位角至少與該繞射式條紋碼 (3)(24)(26)中所用的繞射構造的格向量kl或kl與k2的方 位置相差了 ±20° 。舉例而言，如果該格向量kl與k2具 有方位角0°與90° ，則該格向量k的方位角係由20°〜 70°及110°〜160°的範圍各到180°中選出。 如不用可見光，則在可見光譜附近的頻域也可利用’ 例如近紅外線區域。 如第4圖所示，非極化入射光(17)(第9圖)在第一或第 二繞射式浮雕構造(16)(第9圖)上並不完全線性極化。回射 的光(36)(第9圖)對於各繞射式浮雕構造（16)除了該密集(強 )的成分(依效率曲線TE折射者)外，還有另一個較弱的成 分(依效率曲線TM折射），然而該回射光(36)的二種極化的 成分之一的強度佔優勢的情況，使得(舉例而言）一讀裝置 (32)透射該第一極化濾光器(39)(第9圖)過去接收到該較強 的成分、而該較弱成分經該第二極化濾光器(41)(第9·-圖)過 20 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------訂---·-------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五 、發明說明（/1) 去到該另一讀取裝置(42)。該讀取裝置(32)(42)只對該具較 高強度的回射光(36)成分有反應。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 21 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

  1. 六、申請專利範圍 1. 一種標籤（1)，由一層複合物（15)構成，該層複合物 具有微視細微的光學活性構造，埋入在該層複合物（15),的 層（11)(13)之間且覆以一作爲反射層的層（12)，且在一帶形 區域(2)(9)(25)中至少形成一個可用機器讀取的繞射式條紋 碼(3)(24)，且設置成狹長方形的場(4)以及將該場(4)隔開的 中間面(5)的形式，其特徵在： 至少該條紋碼(3)的場(4)具有一種繞射式浮雕構造，該 繞射式浮雕構造（16)的參數預定選設成使得入射到該繞射 式浮雕構造（16)上的入射光（17)被折射且回射到該繞射式浮 雕構造（16)上方的半空間中，該折射與回射的光(36)在一預 定的平面被線性極化，且該其餘的微視細微的光學活性構 造至少在極化能力方面與該繞射式浮雕構造（16)不同。 2. 如申請專利範圍第1項之標籤，其中： 有一第二繞射式條紋碼構造(24)，由場面(22)與中間場 (23)形成，且平行於第一繞射式條紋碼(3)設置在區域(2)(9) 或場部分(25)中，該第一條紋碼(3)的場(4)具有一種第一繞 射式浮雕構造（16)，由一種零階的第一折射構造與一微視 細微的散射光的浮雕構造重疊而形成，該第二條紋碼(24) 的場面(22)有一第二繞射式浮雕構造(20)，該繞射式浮雕構 造(20)係爲一個零階的第二折射構造與該微視細微的將光 散射的浮雕構造的重疊，其中該零階的第一折射構造的第 一格向量(kl)與該零階的第二折射構造的第二格向量(k2)夾 成一個45°〜135°範圍的方位角，且該中間面⑸與中間 場(23)至少有另一個具另一種格向量(k)的浮雕構造[其方位 1 ^紙張尺度適用令國國家標準（CNS) A4規格(210 x 297公金) ： (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) •V 一 α 線丨·· A8B8C8D8 1231456 乂 歡？ 六、申請專利範圍 角與第一及第二格向量(k 1 )(k2)的方位角不同]或一種反射 式表面構造。 3. 如申請專利範圍第1項之標籤，其中·· 、該第一及第二繞射式條紋碼(3)(24)互相圍框住，其中 第一繞射式條紋碼(3)的場(4)與中間面依預定分劃成第一種 部分面(27)，且第二繞射式條紋碼(24)的場面(22)與中間場 (23)同樣地劃分第二繞射式條紋碼(24)的場面(22)與中間場 (23)同樣地劃分第二種部分面(28)，在該區域中該第一部分 面(27)與第二部分面(28)以由二種條紋碼(3)(24)預定的序列 順序排列，使各二個相鄰的第一部分面(27)被該第二部分 面隔開。 4. 如申請專利範圍第1項之標籤，其中： 該繞射式條紋碼(3)的場(4)有一第一繞射式的浮雕構造 (16)，該第一繞射式浮雕構造（16)係一種微視細微的將光散 射的浮雕構造與一具有第一格向量(kl)的零階的第一折射 構造重疊，且該繞射式條紋碼(3)的中間面(5)至少有另一種 具有其他格向量(k)的繞射式折射構造，其方位角與第一格 向量(kl)的方位角不同，或者具有一反射式的表面構造。 5. 如申請專利範圍第4項之標籤，其中： 該中間面(5)的另一繞射式折射構造爲一第二繞射式浮 雕構造，該第二繞射式浮雕構造(20)由一種微視細微的將 光散射的浮雕構造與一個零階的第二折射構造重疊而產生 ，且該第二折射構造的第二格向量(k2)的朝向與另一格向 量(k)相同。 2 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁)
    A8B8C8D8 六、申請專利範圍 6. 如申請專利範圍第2或第3項之標籤’其中： (請先閲讀背面之注意事項再場寫本頁) 該零階的折射構造一真到格向量(kl)(k2)的方向都具有 相同的參數。 7. 如申請專利範圍第2或第3項之標籤，其中： 該零階的折射構造一直到各向量(kl)(k2)的方向爲止都 具有相同的參數，且該格向量(kl)(k2)互相垂直朝向。 8. 如申請專利範圍第2或第3項之標籤，其中： 該零階.的折射構造具有一種具幾何深度(D)的廓形，其 中該幾何深度(D)的値在50nm〜350nm範圍，且零階的折射 構造的空間頻率多於2300條線/每mm。 9. 如申請專利範圍第1或第2項之標籤，其中： 該層複合物（15)至少有一層（10)(11)具有用吸光顏料印 上去的標誌(18)。 10. 如申請專利範圍第9項之標籤，其中： 標誌（18)的一部分構成一個可用機器讀取之用印刷技 術產生的條紋碼的條紋(21)，其中該條紋利用位於其間的 無色中間空間隔開，且平行於該繞射式條紋碼(3)(24)(26)的 場(4)與中間面(5)朝向。 11. 如申請專利範圍第5項之標籤，其中： 該層複合物（15)的至少一層（10)(11)具有用吸光顏料印 |上去的標誌（18)，且該標誌（18)的一部分構成一個可用機器 讀取且用印刷技術產生的條紋碼的條紋(21)，其中該條紋 (21)利用位於其間的無色中間空間隔開，且平行於該繞射 式條紋碼⑶的場⑷與中間面⑸朝向，該用印刷技術產生的 3 ___ 冢紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公爱) AH B8 C8 D8 響賴頁 7、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 條紋碼設在該繞射式條紋碼(3)上方，且可穿透該中間空間 過去看到該繞射式條紋碼(3)的各場(4)與各中間面(5)的至少 30% ° 12.如申請專利範圍第1或第2項之標籤，其中·· 該微視細微的使光散失的浮雕構造爲一種構造組，該 構造組由各向同性散射式蓆構造。各向異性散射式蓆構造 、影像模型、及傅立葉全像圖構成。 13·—種讀取裝置，用於將申請專利範圍第4項或第10 項的標籤上的一區域的資訊以光學方式讀出，由以下之 (a)(b)(c)(d)構成： 線-I (a) -第一條紋碼讀取裝置(32)，具有一透明之窗(40)、 一讀取光束(34)、一第一光檢出器(37)、及一第一光學極化 濾光器；該讀取光束(34)該窗(40)出來，以將一「讀取區域 」（35)作光學掃描；該第一光檢出器(37)設成用於接收在讀 取區域(35)中回射之讀取光束(34)的回射光(36)，該第一極 化濾光器(39)設在該第一光檢出器(37)前，用於將非預定之 線性極化的回射光(36)濾掉； (b) —個與(a)相同構造的第二條紋碼讀取裝置(42)，具 有一透明窗(40)、一不活性光源(44)及一第二光檢出器(43) 、及一第二光學極化濾器(41)，其中該第二條紋碼讀取裝 置(42)設計成用於接收在讀取光束(34)的回射光(36)，該第 二光學極化濾光器(41)設在該第二光檢出器(43)前方，相對 於該第一光學極化濾光器(39)轉了一預定角度，且用於將 非預定線性極化回射光(36)過濾掉； 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A8
    六、申請專利範圍 (c) 該第一光檢出器(37)的一第一輸出端(45)及該第二光 檢出器(43)的第二輸出端(46)，回散射到光檢出器(37)(43)上 的光強度在該二個輸出端上呈成比例的電信號； (d) —信號分析器(47)與該第一輸出端(45)及第二輸出端 (46)連接，以產生一碼數，以代表該光檢出器(37)(43)之由 第一輸出器(45)及由第二輸出端(46)送到信號分析器(97)的 電信號。 14.如申請專利範圍第13項之讀取裝置，其中： .另有一邏輯單元(48)，該邏輯單元(48)的各一輸入端與 該信號分析器(47)的輸出端(45)(46)連接，而該邏輯單元(48) 的一輸出端經一線路(49)與該信號分析器(47)連接，當該二 光檢出器(37)(43)的電信同時錯誤時，該邏輯單元(48)在輸 出端(45)(46)將一輸出信號經由該線路(49)送到該信號分析 器(47)，以產生另一碼數。 P張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐)
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