專(zhuān)利名稱(chēng)：一種記載機(jī)讀信息的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
01]本發(fā)明涉及在其上具有光柵圖案的光學(xué)薄片。特別是，本發(fā)明涉及使用這種光學(xué) 薄片記載片幾讀信息的方法。
背景技術(shù)：
于1992年3月31日授權(quán)給Antes的美國(guó)專(zhuān)利第5101184號(hào)公開(kāi)了 一種衍射元件， 其具有成對(duì)的關(guān)于相應(yīng)的浮雕結(jié)構(gòu)的方向鏡像對(duì)稱(chēng)的表面部分。讀出裝置生成入射光束 并含有光傳感器以輸出成對(duì)的衍射光束之間強(qiáng)度差。然而，包含單一的、大尺寸(macro-size)的衍射表面的文件需要適當(dāng)?shù)牟贾?，使?激光束不會(huì)漏過(guò)所述的衍射表面。 一個(gè)單一的、大尺寸的衍射元件是容易識(shí)別的 (noticeable),因此它是用于將有效文件轉(zhuǎn)成偽造文件的偽造者的目標(biāo)。05本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)并提供一種使用包含分散在其中的光柵薄片 的油墨涂層來(lái)記載機(jī)讀信息的經(jīng)濟(jì)有效的方法。
發(fā)明簡(jiǎn)述本發(fā)明的另一方面涉及一種從物品獲取信息的方法，包括以下步驟提供具有使 用如上所限定的分束光柵圖案記載的信息的物品，其中所述物品包括在其上具有分束光柵圖案的薄片，并且其中所述薄片被平行于傾斜面排列，所述傾斜面與所述物品的所迷 表面形成相同的傾斜角度；用電磁輻射光束照射所述物品，由此所述光束的第一部分從 所述物品的所述表面被反射，形成了表面反射，所述光束的第二部分從所述分束光柵圖 案被反射，形成了子光束的排列，其中所述傾斜角度提供了所述子光束的排列和所述表 面反射之間的空間間隔；以及，從子光束的排列獲得所述的信息。
08本發(fā)明的另一個(gè)特征提供了具有隱蔽的特征的印刷物品。所述的物品具有分散在 油墨載體或栽體層中的磁性薄片，該磁性薄片具有分束光柵的顯微結(jié)構(gòu)，并且使用磁場(chǎng) 排列來(lái)形成結(jié)構(gòu)化的薄片的陣列，用于將相干光的入射光束分成由所述的分束結(jié)構(gòu)所限 定的圖案。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是描述記載機(jī)讀信息的方法的流程"I圖2A是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的第一順序的分束達(dá)曼(Dammann)光柵的光柵輪廓；12圖2B是聚酯小片的等軸側(cè)視圖的示意圖，該聚酯小片涂覆有磁性和反射層并具有 浮雕在其表面上的分束光柵圖案；
13]圖3是用光柵的、已排列的薄片印刷并用電磁輻射光束照射的物品的等軸側(cè)視圖； [14圖4是從物品獲取信息的方法的方框圖；圖5是用光柵的、不傾斜的薄片印刷并用電磁輻射光束照射的物品的透視圖；16]圖6A和6B是舉例的分束光柵圖案的示意圖； [17圖6C是從圖6B中所示的光柵反射的光的強(qiáng)度圖； [18圖7是具有如圖6所示的分光光柵薄片的透視圖；19圖8是照射到物體表面上的光束斑的俯視圖；圖IO是舉例的分束光柵圖案的圖示；以及， [22]圖11是使用兩步印刷方法制造的物品的透視圖。具體實(shí)施例可替代地，所迷分束光柵圖案是提供了 二維光斑圖案的正交光柵(cross-grating) 衍射圖案。例如，正交衍射光柵由兩個(gè)具有相同周期的常規(guī)的、正弦的、相互正交的光 柵制得。當(dāng)然，這兩個(gè)光柵可以是非常規(guī)的和諸如矩形、三角形等非正弦的或具有不同 的周期。
26可選擇的薄片制作步驟115包括制造在其上具有所述預(yù)定分束光柵的薄片。可替 代地，所述薄片可以從預(yù)存庫(kù)存中選取。例如，所述薄片包括幾個(gè)真空沉積到聚酯基底 上并從基底上剝離和磨碎成所需尺寸的薄膜層，諸如公開(kāi)在于2005年1月4日授權(quán)給 Phillips等人的美國(guó)專(zhuān)利第6,838,166號(hào)中，于2004年11月16日授權(quán)給Phillips等人 的專(zhuān)利第6,818,299號(hào)中，于2004年10月26日授權(quán)給Phillips等人的專(zhuān)利第6,808,806 號(hào)中，于2005年1月11日授權(quán)給Argoitia等人的專(zhuān)利第6,841,238號(hào)中，于2005年6 月7日授權(quán)給Argoitia等人的專(zhuān)利第6,902,807號(hào)中，和于2007年7月10日授權(quán)給 Argoitia等人的專(zhuān)利第7,241,489號(hào)中，這些專(zhuān)利在此通過(guò)參考并入本申請(qǐng)中。27可替代地，所述薄片以Argoitia等人的于2006年10月12日公布的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng) 第20060228553號(hào)中所教4更的方式被制造，該專(zhuān)利申請(qǐng)?jiān)诖送ㄟ^(guò)參考并入本申請(qǐng)中， 這種方式是一層或多層薄膜層被沉積到用所述分束衍射光柵浮雕的基底上，并且所述已 涂覆的基底被切割成預(yù)定的尺寸和形狀。參考圖2B，這種薄片通過(guò)將磁性材料410沉 積到用所述分束衍射光柵浮雕的薄的聚酯基底400上，并隨后沉積金屬反射層或者沉積 變色光學(xué)堆疊420來(lái)制造。疏水或疏油材料層430作為最后一層被沉積。具有真空沉積 層410-430的所述聚酯基底400被切成尺寸大小50微米到750微米的薄片。 [28]現(xiàn)在參考圖3來(lái)描述圖1所示的所述方法的進(jìn)一步驟。在涂覆步驟120中，具有 分歉在其中的薄片2的載體3被提供到所述物品1的表面上。優(yōu)選地，所述載體3和所 述薄片2形成了油墨，該油墨被印刷到所述物品1上。所述薄片2在其上具有所述的分 束光柵圖案。
29在排列步驟130中，所述的薄片2被彼此平行排列并且平行于與所述物品1的所 #面形成傾斜角度16的可能的傾斜面。優(yōu)選地，所述薄片包括磁性響應(yīng)材料并使用 具有磁場(chǎng)線(xiàn)的^f茲場(chǎng)排列，所述f茲場(chǎng)線(xiàn)被定向在與所述物品1的所述表面成傾斜角度16。 可替代地，所述薄片使用靜電場(chǎng)定向。參考圖4所示的照射步驟160將更詳細(xì)地討論所 述薄片的排列。表面反射可能產(chǎn)生圖5所示的問(wèn)題，其中具有與圖3中所示的薄片2相同的光柵 圖案的薄片92被平行于物品91的表面排列。光束4的一部分從物品91的表面被反射， 形成了表面反射子光束13和屏幕6上的表面反射光斑14。表面反射光斑14扭曲了由 子光束排列所形成的圖形并可能引起讀取信息的錯(cuò)誤。在圖4所示的信息步驟170中，所述信息從子光束的排列獲取。子光束和在屏幕 上的光斑的圖案由分束光柵圖案預(yù)先設(shè)定。參考圖3，由子光束的排列產(chǎn)生在屏幕6上 的光斑8-12通過(guò)光斑8-12的陣列的存在或缺失、光斑的相互布置和亮度等與所述信息 相聯(lián)系。當(dāng)然，如下面討論形成的更復(fù)雜的圖像包含比光斑的陣列更多的信息。所述信 息可以通itA們觀(guān)察或通過(guò)光學(xué)傳感器獲得，因此使所述信息可以機(jī)讀?？蛇x擇地，將 所獲取的信息與存儲(chǔ)在讀取器中的信息進(jìn)行比較來(lái)驗(yàn)證所獲得的信息和物品的真實(shí)性。[41]例如，圖6A和6B中示出了兩個(gè)分束光柵圖案，其中白色區(qū)域?qū)?yīng)光柵的具有凹 陷的區(qū)域，也是指凹槽，而黑色區(qū)域?qū)?yīng)浮雕區(qū)域。圖6A的光柵具有一維達(dá)曼光柵圖 案，而圖6B中所示的光**具有二維達(dá)曼光柵圖案。在X-方向，4個(gè)像素是狀態(tài)0，或 "凹陷形的"，接著的4個(gè)像素是狀態(tài)1，或"浮雕形的"。這個(gè)圖案在X方向重復(fù)， 其是對(duì)應(yīng)圖6B的行的方式，使得交替的行的相鄰區(qū)域具有相反的狀態(tài)。在Y-方向，1 個(gè)像素是狀態(tài)O，下一個(gè)像素是狀態(tài)1,下兩個(gè)像素是狀態(tài)O,緊接著的一個(gè)像素是狀 態(tài)l， 一個(gè)像素是狀態(tài)O，以及2個(gè)像素是狀態(tài)1。這個(gè)圖案在Y方向重復(fù)，其中如圖 6B所示兩個(gè)相鄰的列通過(guò)2個(gè)像素偏移(offset)。在圖1所示的排列步驟130中的有利于所述薄片排列的磁性響應(yīng)材料是軟的或硬 的磁性金屬或合金，諸如鐵、鈷、鎳；合金諸如Ni-Co或Nd-Fe-B;釤鈷(SmCo)合 金，諸如三氧化二鐵(Fe203),四氧化三鐵(Fe304) 、 二氧化鉻(Cr02),鐵氧體MFe204 (M是一個(gè)離子或選自Mg2+、 Ca2+、 S一+、 Ba2+、 Mn2+、 Co2+、 Fe2+、 Ni2+、 Cu2+、 Zn2+ 等組成的組的離子混合)的無(wú)機(jī)氧化物，石榴石A3B50i2 (A =三價(jià)稀土離子或三價(jià)稀土離子與離子B的混合或選自Al3+、 Cr3+、 Fe3+、 Ga3+、 B產(chǎn)等組成的組的離子混合)， 六角鐵氧體MFen0！9 (M選自二價(jià)離子Ca2+、 S,、 Ba2+等的組)，鈣鈦礦等。 [45可選擇地，圖7所示的薄片的一側(cè)用疏水或疏油材料涂覆，或另一種依賴(lài)油墨載 體材料的載體排斥材料，以利于薄片這一側(cè)朝上排列，如公開(kāi)在2008年3月19日提交 的同時(shí)待審的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)12/051,164中，并由本發(fā)明的共同發(fā)明人共同署名。所述的 載體排斥材料對(duì)用在7jc基載體中的薄片來(lái)說(shuō)是疏水材料，而對(duì)于用在油基載體或另外的 有機(jī)栽體中的薄片來(lái)說(shuō)是疏油材料。通常，所述栽體排斥材料的選取是基于載體的類(lèi)型， 以使載體排斥材料的表面不能被載體潤(rùn)濕，即所述表面和液體載體之間的接觸角度大于 90度。例如，疏水材料是氟化鈧或Merck公司制造的WR1 Patinal 。 [46如圖7所示的一個(gè)所述的光柵衍射薄片的平均尺寸在5x5 ^t米到500x500微米范 圍內(nèi)，并且平均厚度在0.05到10微米范圍內(nèi)。例如，激光束的直徑大約2毫米，因此 多個(gè)薄片同時(shí)被相同的激光束照射。每個(gè)在其上具有分束光柵的光柵薄片對(duì)投射到這個(gè) 薄片的表面的光束的一部分提供了分束效果。如圖3所示，屏幕或探測(cè)器上的反射光斑 是從不同薄片反射的光束的不同部分的累積結(jié)果。在一個(gè)實(shí)施例中，物品上光斑尺寸區(qū)域內(nèi)的所有薄片具有相同的光柵圖案，例如 如圖7中所示的一個(gè)，用于在探測(cè)器上提供可見(jiàn)的或不可見(jiàn)的強(qiáng)的、易讀的圖像。當(dāng)然， 其它類(lèi)型的薄片也可以存在于載體中，例如薄膜變色薄片。
48]現(xiàn)在參考圖1來(lái)描述本發(fā)明的一個(gè)可替代的實(shí)施例。在光柵圖案步驟110中選取 兩個(gè)或更多不同的分束圖案，并且在其上具有所述已選取的分束圖案的兩個(gè)或更多類(lèi)型 的光柵薄片，在涂覆步驟120中，被提供到物品表面上的載體內(nèi)。在薄片排列步驟130 中，所有的薄片以相同的傾斜角度排列。因此，當(dāng)物品用光束或用不可見(jiàn)的電磁輻射照 射時(shí)，光束被分成子光束的排列，所述子光束的排列是由每個(gè)所選的光柵圖案提供的子 光束排列的組合。參考圖8，投射到區(qū)域300內(nèi)的物品上的激光束，被在其上具有不同 分束光柵圖案的第一薄片310和第二薄片320反射。所述第一薄片310在屏幕330上提 供第一陣列光斑340,而第二薄片320提供第二陣列光斑350?？商娲兀U述的圖像可以由在兩步印刷方法中使用稀油墨所形成的印刷物品 反射的光產(chǎn)生。在第一印刷層內(nèi)，薄片沿一個(gè)方向排列以在屏幕上形成第一點(diǎn)線(xiàn)。印刷 在第一層上面的第二層包含垂直于第一層內(nèi)的薄片排列的薄片，以形成垂直于第一線(xiàn)的 第二點(diǎn)線(xiàn)。這個(gè)兩層結(jié)構(gòu)示意性地顯示在圖11中?；?01用載體的第一油墨層202 涂覆，所述載體包含沿第一方向204磁性定向的具有分束光柵圖案的第一磁性薄片203。 相同油墨的第二油墨層205被印刷在第一油墨層202上，該第二油墨層包含與第一薄片 203相似的第二薄片206,但是該第二薄片沿著與第一方向204垂直的第二方向207被 磁性定向。當(dāng)用激光束照射時(shí)，所述物品提供了成網(wǎng)格圖案的點(diǎn)的排列?？蛇x擇地，所 述第一薄片203的分束光柵圖案與所述第二薄片206的分束光柵圖案不同。52前述物品可以被用于通過(guò)朝屏幕反射電磁輻射光束在屏幕上形成圖像。物品上的 信息可以由讀取器探測(cè)，該讀取器具有照明子系統(tǒng)以將電磁輻射光束引導(dǎo)到物品上，并 且圖像探測(cè)子系統(tǒng)接收和處理從物品反射的輻射。例如，所述的照明子系統(tǒng)包括商業(yè)上 可獲得的激光器，而圖像探測(cè)子系統(tǒng)包括電荷耦合器件的陣列(CCD array)。
權(quán)利要求
1.一種在物品上記載機(jī)讀信息的方法，包括以下步驟(a)提供涂覆在所述物品的表面上的具有多個(gè)分散在其中的薄片的載體，其中所述的多個(gè)薄片具有在其上編碼所述信息的相同的分光光柵圖案；(b)排列所述多個(gè)薄片中的每一個(gè)，使其平行于與所述物品的所述表面形成傾斜角度的傾斜面；以及，(c)固化所述載體；由此所述排列步驟是這樣的，即當(dāng)所述物品用電磁光束照射時(shí)，所述電磁光束的第一部分從所述物品的所述表面被反射，形成表面反射，所述光束的第二部分從所述分束光柵圖案被反射，形成子光束的排列，以及所述傾斜角度提供了所述子光束的排列和所述表面反射之間的空間間隔，使能夠機(jī)讀。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的分束光柵圖案是超光柵圖案。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的分束光柵圖案是正交光柵衍 射圖案。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的薄片包括磁性響應(yīng)材料，并 且所述的步驟(b)包括使用磁場(chǎng)以排列所述多個(gè)薄片。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的多個(gè)薄片通過(guò)切割浮雕基底 而形成，所述浮雕基底在其上具有磁性響應(yīng)材料。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的多個(gè)薄片的每一個(gè)包括在所 述分束光柵圖案上的載體排斥材料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟(a)包括將所述載體和分 散在其中的所述多個(gè)薄片印刷到所述物品的所述表面上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述的步驟(b)中排列所述多個(gè)薄 片，使得所有所述多個(gè)薄片的凹槽以與所述物品的所述表面形成的所述傾斜角度被排 列。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的傾斜角度大于5度并小于45度。
10. —種從物品獲取信息的方法，包括以下步驟提供具有所述信息的所述物品，如權(quán)利要求1所限定的使用分束光柵圖案來(lái)記載所其中，所述物品包括在其上具有所述分束光柵圖案的薄片，以及其中，所述的薄片被平行于傾斜面排列，所述傾斜面與所述物品的所述表面形 成相同的傾4牛角度；用電磁輻射光束照射所述物品，由此所述光束的第一部分從所述物品的所述表面被反射，形成了表面反射， 所述光束的第二部分從所述分束光柵圖案被反射，形成了子光束的排列，其中，所述的傾斜角度提供了所述子光束的排列和所述表面反射之間的空間間隔； 以及，從子光束的排列獲取所述信息。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其特征在于，所述的電磁輻射是單色輻射。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述的電磁輻射光束由激光器提供。
13. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其特征在于，獲取所述信息的所述步驟是自動(dòng)的。
14. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其特征在于，由所述子光束的排列在屏幕或探 測(cè)器上產(chǎn)生的圖像包括3個(gè)或更多的光斑。
15. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其特征在于，還包括的步驟是將所述信息與 存儲(chǔ)的信息進(jìn)行比較來(lái)檢驗(yàn)其真實(shí)性。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在物品上記載機(jī)讀信息的方法，包括以下步驟提供被涂覆到所述物品的表面上的具有分散在其中的薄片的載體，其中所述薄片具有在其上編碼了信息的相同的分束光柵圖案；排列所述薄片使其平行于與所述物品的所述表面形成一定傾斜角度的傾斜面；以及，固化所述載體。當(dāng)所述物品用電磁光束形式的電磁射線(xiàn)照射時(shí)，所述電磁光束的第一部分從所述物品的所述表面被反射，形成了表面反射，所述光束的第二部分從所述的分束光柵圖案被反射，形成了子光束的排列，并且所述傾斜角度提供了所述子光束的排列和所述表面反射之間的空間間隔，使之可機(jī)讀。
文檔編號(hào)B42D15/10GK101293443SQ20081009394
公開(kāi)日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2008年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月23日
發(fā)明者凡拉帝米爾·P.·瑞克沙, 羅杰·W.·菲利普, 譚金龍 申請(qǐng)人:Jds尤尼弗思公司