專利名稱：用于制造和顯現(xiàn)光學(xué)隱藏標(biāo)記的方法
用于制造和顯現(xiàn)光學(xué)隱藏標(biāo)記的方法
相關(guān)技術(shù)
本發(fā)明涉及讀出裝置，其用于那些隱藏的不被視覺感知的信息， 主要可以用于顯現(xiàn)物體的隱藏的識(shí)別圖像(標(biāo)記)，這可以防范非授
權(quán)復(fù)制(偽造)，以及用于以下方面的研究目的通過表面能值的變 化，顯現(xiàn)物體表面層中的光學(xué)不可見結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)有技術(shù)
從現(xiàn)有技術(shù)中，已知一種用于創(chuàng)建和顯現(xiàn)光學(xué)不可見標(biāo)記的方法， 根據(jù)該方法，依靠激光束，可以在被保護(hù)物(特別是鉆石形式的珠寶) 的表面區(qū)域形成隱藏的不能被肉眼感知的圖像(保護(hù)性標(biāo)簽)，通過 使用適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)設(shè)備可以使該圖像隨后顯現(xiàn)(US， No. 4467172 )。
已知的顯現(xiàn)隱藏的圖像的技術(shù)方法的缺點(diǎn)包括，它的應(yīng)用領(lǐng)域有 限。例如，在給珠寶尤其是鉆石作標(biāo)記時(shí)，要通過光學(xué)設(shè)備顯現(xiàn)的保 護(hù)性標(biāo)簽的微結(jié)構(gòu)的幾何尺寸如此之大，以致它們被視為產(chǎn)品中的缺 陷，由此顯著地降低了產(chǎn)品的審美屬性和價(jià)值。
還有一種創(chuàng)建和顯現(xiàn)光學(xué)不可見標(biāo)記的方法，4艮據(jù)該方法，通過 修改物體的表面的至少一個(gè)區(qū)域，在物體的表面上創(chuàng)建光學(xué)不可見標(biāo) 記圖像，然后通過蝕刻顯現(xiàn)該標(biāo)記圖像微結(jié)構(gòu)，隨后使用強(qiáng)大的光學(xué) 或電子顯微鏡觀看該圖像(RU， No.2073270， Cl)。
這種已知的制造和顯現(xiàn)光學(xué)不可見標(biāo)記的方法的缺點(diǎn)， 一如前例， 包括其應(yīng)用領(lǐng)域有限，因?yàn)樗荒軕?yīng)用于薄膜形式的特殊聚合物材料， 以及若不使用強(qiáng)大的顯微鏡就不能夠顯現(xiàn)潛藏的標(biāo)記圖像。
另外，該已知方法在第一次顯現(xiàn)(也即，通過蝕刻顯現(xiàn))之后， 不能將該標(biāo)簽保持為光學(xué)不可見。
最接近本發(fā)明的是以下的這種制造和顯現(xiàn)光學(xué)不可見標(biāo)記的方 法，根據(jù)該方法，首先拋光物體的表面。在該拋光的表面上，通過修 改該拋光表面的至少一個(gè)區(qū)域，形成光學(xué)不可見標(biāo)記圖像。表面修改 的結(jié)果是，被修改位置的表面能改變了。繼而，通過在前述的物體表面的附近建立一種亞穩(wěn)定環(huán)境，使所述標(biāo)記圖像顯現(xiàn)。通過所述環(huán)境， 制造一特殊結(jié)構(gòu)形式的標(biāo)記圖像，所述特殊結(jié)構(gòu)由亞穩(wěn)定環(huán)境的穩(wěn)定
相粒子形成于該物體表面具有不同表面能的位置處(W0. 02/089041, Cl， EP 1391841 )。
該已知方法的缺點(diǎn)包括，視覺感知的標(biāo)記圖像的對(duì)比度相對(duì)低， 因?yàn)樾薷倪^的和未修改的表面區(qū)域的表面能的差異小，因此圖像質(zhì)量 高度依賴于所研究表面的污染情況。
此外，在標(biāo)記重復(fù)顯現(xiàn)期間，標(biāo)記圖像可能從之前顯現(xiàn)圖像開始， 被以下結(jié)構(gòu)的圖像覆蓋，所述結(jié)構(gòu)由凝結(jié)物蒸發(fā)期間，多個(gè)凝結(jié)中心 的融合和新中心的出現(xiàn)而形成(

圖1)。即，相對(duì)均勻的表面污染物 微粒層(其總是出現(xiàn)在真實(shí)世界的顯現(xiàn)中)在下列事件中被修改液 體在表面上的凝結(jié)，和凝結(jié)物的蒸發(fā)，伴隨著隨機(jī)分布的微粒孤島在 所考察表面上的形成。在隨后的顯現(xiàn)中，這些微粒孤島可以成為另外 的功能性凝結(jié)中心，扭曲標(biāo)記圖像。
發(fā)明公開
所公開的發(fā)明的主要任務(wù)是，在物體的表面創(chuàng)建持久的光學(xué)不可 見標(biāo)記(即借助任何光學(xué)顯微鏡都不可見)，通過增加凝結(jié)中心—— 其在顯現(xiàn)期間形成標(biāo)記——的密度以及通過降低表面污染物對(duì)所觀看 圖像的對(duì)比度的影響，所述不可見標(biāo)記在真實(shí)世界環(huán)境中具有高品質(zhì) 的顯現(xiàn)圖像，特別是具有高的對(duì)比度和高的空間分辨率以及具有任意 數(shù)目的連貫顯現(xiàn)周期。
所述任務(wù)的解決，是通過利用一種創(chuàng)建和顯現(xiàn)光學(xué)不可見標(biāo)記的 方法，根據(jù)該方法，首先拋光物體的表面，通過修改拋光表面的至少 一個(gè)區(qū)域，在該表面上形成光學(xué)不可見標(biāo)記圖像；所述表面修改的結(jié) 果是，被修改位置的表面能改變了，繼而，依靠在前述物體表面附近 建立亞穩(wěn)定環(huán)境，顯現(xiàn)所述標(biāo)記圖像。通過所述環(huán)境，制造一特殊結(jié) 構(gòu)形式的標(biāo)記圖像，所述特殊結(jié)構(gòu)由亞穩(wěn)定環(huán)境的穩(wěn)定相粒子形成于 該物體表面具有不同表面能的位置處，其中，根據(jù)本發(fā)明，在進(jìn)行光 學(xué)不可見標(biāo)記圖像的每一個(gè)顯現(xiàn)過程之前，所討論的含有被修改區(qū)域 的表面通過摩擦被電學(xué)地帶電并清潔。附圖簡(jiǎn)述
下面的附示了本發(fā)明。
圖1:具有光學(xué)不可見標(biāo)記圖像的物體表面，其正在根據(jù)原型方 法進(jìn)行顯現(xiàn)過程。
圖2:具有光學(xué)不可見標(biāo)記圖像的物體表面，其正在根據(jù)所要求 保護(hù)的方法進(jìn)行顯現(xiàn)過程。
最佳實(shí)施方案
所要求保護(hù)的方法具體實(shí)施如下。
首先拋光物體的表面。通過修改拋光表面的至少一個(gè)區(qū)域，在該 表面上形成光學(xué)不可見標(biāo)記圖像。所述表面修改的結(jié)果是，即通過改 變所討論物體的近表面原子層的組成和/或結(jié)構(gòu)，改變被修改位置的表 面能。被修改位置的表面能改變的同時(shí)，這些位置的粘附特性——其 正如表面能一樣是所討論表面內(nèi)的表面電荷不平衡度的函數(shù)——也改 變了。繼而，通過在前述物體表面附近建立亞穩(wěn)定環(huán)境，可以顯現(xiàn)所 述標(biāo)記圖像。通過所述環(huán)境，制造一特殊結(jié)構(gòu)形式的標(biāo)記圖像，所述 特殊結(jié)構(gòu)由亞穩(wěn)定環(huán)境的穩(wěn)定相粒子形成于該物體表面具有不同表面 能的位置處。
所要求保護(hù)的方法的主要特征在于在進(jìn)行光學(xué)不可見標(biāo)記圖像 的顯現(xiàn)過程之前，所討論的包括被修改區(qū)域的表面通過摩擦被電學(xué)地 帶電并清潔。
使所研究表面電學(xué)地帶電的結(jié)果是多余的靜電荷按照修改過程 中形成的表面電荷的局域不平衡水平，分布在這個(gè)表面上。這導(dǎo)致分 布不均勻性的增強(qiáng)和表面電荷密度的增加，表面電荷在顯現(xiàn)標(biāo)記的過 程中充當(dāng)凝結(jié)源。這降低了被顯現(xiàn)圖像的對(duì)比度對(duì)所觀看表面的污染 水平的依賴性。
通過摩擦使電學(xué)帶電也同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)表面的清潔，因?yàn)?，摩擦?理的結(jié)果是那些從之前的顯現(xiàn)過程開始，在凝結(jié)物蒸發(fā)后形成的雜 質(zhì)微粒孤島——即扭曲標(biāo)記圖像的另外的功能性凝結(jié)中心——被移 除。這樣，在通過摩擦電學(xué)地帶電并清潔之后，當(dāng)進(jìn)行帶有被修改位 置的表面的顯現(xiàn)時(shí)，增加了圖像的對(duì)比度，同時(shí)降低了圖像品質(zhì)對(duì)所 研究表面的污染水平的依賴性。
來自周邊空氣的過冷水蒸氣一_當(dāng)空氣接觸所討論的冷卻的物體 時(shí)形成的，通常被用作亞穩(wěn)定環(huán)境。
由亞穩(wěn)定環(huán)境的穩(wěn)定相粒子形成的結(jié)構(gòu)的圖像，以水滴的形式顯 影在物體的表面上。
通過亞穩(wěn)定環(huán)境在物體表面形成穩(wěn)定相的動(dòng)力學(xué)，取決于自由表 面能，或粘附性的大小。在帶有不同表面能的表面位置內(nèi)，亞穩(wěn)定環(huán) 境以不同途徑轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定相。
該標(biāo)記是持久的，因?yàn)?，通過例如使用空間調(diào)制金屬離子束(例 如，鉿、鉻)獲得的物體表面修改_一其造成表面能的改變，導(dǎo)致帶 有被修改表面能的表面的組成和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定的(包括在周邊環(huán)境條件 下)改變。
所要求保護(hù)的方法的一個(gè)具體實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施例如下。 使用穿過模板掩模的離子束(鉿離子)修改鉆石樣本的表面，隱 藏(光學(xué)不可見)標(biāo)記圖像以銘文和圖形的形式，被形成在鉆石樣品 的拋光表面上。然后，通過對(duì)含有被修改位置的所討論表面的摩擦， 使該表面被電學(xué)地帶電和清潔。裝在介電框架中的光學(xué)元件擦布被用 于表面的電學(xué)帶電和清潔。注意，多種溶劑可以被用于清潔重度污染
的表面；然而，在圖像顯現(xiàn)前一刻，在不使用任何液體的情況下(通 過干摩擦)實(shí)施樣品表面的電學(xué)帶電和清潔。為了顯現(xiàn)光學(xué)不可見圖 像，使該樣品與熱電珀耳帖元件的冷表面接觸幾秒。結(jié)果是，來自周 邊空氣的水蒸氣凝結(jié)在該冷卻表面上。以一種以特殊方式分布在物體 表面的凝結(jié)水滴的形式，光學(xué)不可見標(biāo)記圖像被顯現(xiàn)，如附圖的圖2 所示，其示出了放大30倍的、被視覺感知的、從凝結(jié)水滴形成的標(biāo)記 圖像。
對(duì)原始標(biāo)記(在圖2中示出)實(shí)施了一年的試驗(yàn)顯示，在試驗(yàn)期 間的多次顯現(xiàn)之后，圖像對(duì)比度沒有降低。使用亞穩(wěn)定介質(zhì)多次顯現(xiàn) 該標(biāo)記圖像，并不將該光學(xué)不可見標(biāo)記圖像變?yōu)橛谰每梢妶D像。這不 同于，例如，在原型方法中，在聚合物薄膜中的光學(xué)不可見標(biāo)記通過
6使用堿蝕刻被顯現(xiàn)之后，該光學(xué)不可見標(biāo)記圖像變?yōu)橛谰每梢妶D像。 工業(yè)應(yīng)用性
這樣，所要求保護(hù)的發(fā)明可以在多個(gè)科技領(lǐng)域找到廣泛應(yīng)用，用 于讀/寫被隱藏而不被視覺感知的信息。特別地，可以用于多次顯現(xiàn)隱 藏圖像(標(biāo)記) 一一其識(shí)別物體并防范非授權(quán)復(fù)制(偽造)，以及用
于這樣的科學(xué)研究目的顯現(xiàn)僅在其表面能的水平上有別的光學(xué)不可 見結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1. 一種創(chuàng)建和顯現(xiàn)光學(xué)不可見標(biāo)記的方法，根據(jù)該方法，首先拋光物體的表面，通過修改拋光表面的至少一個(gè)區(qū)域，在該表面上形成光學(xué)不可見標(biāo)記圖像；所述表面修改的結(jié)果是，被修改位置的表面能改變，繼而，通過在前述物體表面附近建立亞穩(wěn)定環(huán)境，顯現(xiàn)所述標(biāo)記圖像；通過所述環(huán)境，制造一特殊結(jié)構(gòu)形式的標(biāo)記圖像，所述特殊結(jié)構(gòu)由亞穩(wěn)定環(huán)境的穩(wěn)定相粒子形成于該物體表面具有不同表面能的位置處，其特征在于，在進(jìn)行光學(xué)不可見標(biāo)記圖像的顯現(xiàn)處理之前，所討論的包括被修改區(qū)域的表面通過摩擦被電學(xué)地帶電并清潔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一些方法，其用于記錄-讀取視覺隱藏信息，并可以用于顯現(xiàn)視覺隱藏圖像(標(biāo)記)——其用于識(shí)別物體并保護(hù)它不被非授權(quán)復(fù)制(偽造)。本發(fā)明方法包括預(yù)先拋光所關(guān)心物體的表面；通過修改拋光表面的至少一個(gè)區(qū)域，在所述表面上形成光學(xué)隱藏圖像，由此改變被修改區(qū)域的表面能，同時(shí)修改粘滯度值——其像表面能一樣取決于所關(guān)心表面上的表面電荷局域不平衡的程度。本發(fā)明方法也包括通過在所關(guān)心物體的所述表面區(qū)域形成亞穩(wěn)定介質(zhì)，顯現(xiàn)所述標(biāo)記圖像；依靠所述介質(zhì)，獲得一特殊結(jié)構(gòu)形式的標(biāo)記圖像，所述特殊結(jié)構(gòu)由亞穩(wěn)定環(huán)境的穩(wěn)定相粒子形成于該物體表面具有不同表面能的位置處。本發(fā)明方法的特征在于在進(jìn)行光學(xué)不可見標(biāo)記圖像的顯現(xiàn)過程之前，所關(guān)心的具有被修改區(qū)域的表面通過摩擦被帶電和清潔。
文檔編號(hào)G06K9/00GK101512548SQ200680055957
公開日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2006年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月4日
發(fā)明者尤里康斯坦廷諾維奇·尼奇恩科 申請(qǐng)人:尤里康斯坦廷諾維奇·尼奇恩科