機械可読情報を記録する方法
【課題】機械可読情報を記録する方法を提供する。
【解決手段】本方法は、その内部に分散された薄片を有し物品の表面の上にコートされる担体を用意するステップであって全ての薄片はその上に情報が符号化されているビーム分割格子パターンを有するステップと、薄片を物品の表面に対して傾斜した角度を成す傾斜面に平行に配列させるステップと、担体を固化させるステップと、を含む。物品がＥＭビームで照射されたときに、ＥＭビームの第１部分が物品の表面から反射されて表面映像を形成し、ビームの第２部分がビーム分割格子パターンから反射されて副ビームの配列を形成し、傾斜した角度は副ビームの配列と表面映像との間に空間的離隔を与えて機械読み取りを可能にする。
【解決手段】本方法は、その内部に分散された薄片を有し物品の表面の上にコートされる担体を用意するステップであって全ての薄片はその上に情報が符号化されているビーム分割格子パターンを有するステップと、薄片を物品の表面に対して傾斜した角度を成す傾斜面に平行に配列させるステップと、担体を固化させるステップと、を含む。物品がＥＭビームで照射されたときに、ＥＭビームの第１部分が物品の表面から反射されて表面映像を形成し、ビームの第２部分がビーム分割格子パターンから反射されて副ビームの配列を形成し、傾斜した角度は副ビームの配列と表面映像との間に空間的離隔を与えて機械読み取りを可能にする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、その上に格子が形成されたパターンを有する光学的薄片に関する。より詳細には、本発明は光学的薄片を使用して機械可読情報を記録する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
いろいろのセキュリティ・デバイスが機械読み取り可能な回折格子を使用している。McGrewらの２００５年１２月１３日に発行された米国特許第６９７５７６５号は、異なる表面領域に異なる格子特性を有するセキュリティ・デバイスを開示している。グラフィカルな構成物が、照明サブシステムと像検出サブシステムとを有する読取り器によって検出されることができる。
【０００３】
Antesの名において１９９２年３月３１日に発行された米国特許第５１０１１８４号は、対応するレリーフ構造の方向に対して鏡面対称な表面部分の対を有する回折要素を開示している。読み出し装置は、入射光ビームを発生し、回折された光ビームの対の間の強度差を出力するための光センサを含む。
【０００４】
しかし、単一で大きなサイズの回折面を含む文書は、レーザ・ビームが回折性の表面を外してしまわないように正確な位置決めを必要とする。単一で大きなサイズの回折要素は容易に人目をひくものであり、したがって、偽造者にとって正当な文書を偽造された文書に移転させるための標的になる。
【特許文献１】米国特許第６９７５７６５号
【特許文献２】米国特許第５１０１１８４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、従来技術の不利な点を克服し、その中に分散された格子が形成された薄片を含むインクコーティングを使用して機械可読情報を記録するための費用効果のある方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
したがって、本発明は機械可読情報を物品の上に記録する方法に関するものであり、その内部に分散された薄片を有し物品の表面の上にコートされる担体を用意するステップであってこの薄片はその上に情報が符号化されている同じビーム分割回折格子パターンを有するステップと、それら薄片を物品の表面に対して傾斜した角度を成す傾斜面に平行に配列させるステップと、担体を固化させるステップとを含む。物品が電磁（ＥＭ）ビームの形状をしているＥＭ放射によって照射されたときに、ＥＭビームの第１部分が物品の表面から反射されて表面映像を形成し、ビームの第２部分がビーム分割格子パターンから反射されて副ビームの配列を形成し、傾斜した角度は副ビームの配列と表面映像との間に空間的離隔を与えて、機械読み取りを可能にする。
【０００７】
本発明の他の態様は、物品から情報を獲得する方法に関するものであり、上記に記載のビーム分割格子パターンを使用して記録された情報を有する物品を用意するステップであって物品はビーム分割格子パターンをその上に有する薄片を備え薄片は物品の表面に対して同じ傾斜角度を成す傾斜面に平行に配列されるステップと、物品をＥＭ放射のビームで照射するステップであって、ビームの第１部分が物品の表面から反射されて表面映像を形成し、ビームの第２部分がビーム分割格子パターンから反射されて副ビームの配列を形成し、傾斜角度は副ビームの配列と表面映像との間に空間的離隔を与えるステップと、副ビームの配列から情報を獲得するステップとを含む。
【０００８】
本発明の他の特徴は、隠された特徴を備えた印刷された物品を提供する。この物品は、インク媒体または担体の層の中に分散され、コヒーレントな光の入射ビームをビーム分割構造によって規定されるパターンに分割させるために構造化された薄片のアレイを形成するように磁界を使用して配列された、ビーム分割格子の微細構造を有する磁気的薄片を有する。
【０００９】
本発明は、その好適な実施形態を表す添付図面を参照してより詳細に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１を参照すると、機械可読情報を物品の上に記録する方法ステップは、その情報を読むための波長または波長範囲を選択し、および電磁（ＥＭ）放射のビームを複数の副ビームに回折または分割するために回折パターン発生器とも呼ばれるビーム分割格子回折パターンを選択または設計し、こうして、副ビームによってスクリーン上にまたは読み出し／復号化デバイスの中に生成された画像から読み出し可能な情報を符号化する、格子パターン・ステップ１１０を含む。好適には、格子パターンは所定の波長または波長範囲に関して設計される。
【００１１】
超回折格子（supergrating）またはダマン型格子（Dammann grating）とも呼ばれる特別に設計されたビーム分割格子は、機械読み取りの用途に有益な等しいまたは近いエネルギー値の副ビームを生成する。好適には、薄片上のビーム分割格子パターンは、所定の波長を有する単色ＥＭビームで照射された場合にエネルギーにおいて５倍を超えないほどに異なる少なくとも３つ以上の副ビームを形成し、これは、可視光については５倍を超えないほどに異なる明るさ（輝度）値を有する少なくとも３つのスポットをもたらすことを意味する。超回折格子を設計する方法は、両者ともに参照により本明細書に組み込まれる、例えば、「Diffractive Optics」, O'Shea et al, SPIE Press, 2004年,84〜92頁および122〜124頁、および、Levnerらの名における２００２年７月２日に発行された米国特許第６４１５０８１号に開示されている。超回折格子は、全ての周期が高度に複雑な構成を有する周期的な格子である。例として、図２Ａは、入射光ビームを等しい強度の５つの副ビームと幾つかのより低い強度の他の副ビームとに分割するために設計された、異なる格子周波数を有する２つの規則的な格子の重ね合わせによって作られた１次のビーム分割ダマン型格子の格子輪郭を示す。超回折格子は、スポットのアレイ、グリッド等などを認識し復号化するのに適したいろいろなパターンを発生させることができる。
【００１２】
別法として、ビーム分割格子パターンは、光スポットの２次元パターンをもたらす交差する格子の回折パターンである。例として、交差する格子の回折パターンは、等しい間隔を有する２つの規則的な正弦波の相互に直交する格子で作られる。当然ながら、２つの格子は、矩形、三角形等または異なる周期を有するなどの不規則で非正弦波であることができる。
【００１３】
任意選択の薄片製造ステップ１１５は、所定のビーム分割格子をその上に有する薄片を製造するステップを含む。別法として、この薄片はすでに存在している在庫から選択されても良い。例として、薄片は、参照により本明細書に組み込まれる、２００５年１月４日に発行されたPhillipsらの名における米国特許第６８３８１６６号、２００４年１１月１６日に発行されたPhillipsらの名における米国特許第６８１８２９９号、２００４年１０月２６日に発行されたPhillipsらの名における米国特許第６８０８８０６号、２００５年１月１１日に発行されたArgoitiaらの名における米国特許第６８４１２３８号、２００５年６月７日に発行されたArgoitiaらの名における米国特許第６９０２８０７号および２００７年７月１０日に発行されたArgoitiaらの名における米国特許第７２４１４８９号などに開示されている、ポリエステル基板上に真空中で堆積されこの基板から剥がされ所望のサイズに破砕された幾つかの薄膜層を含む。
【００１４】
別法として、この薄片は、参照により本明細書に組み込まれる２００６年１０月１２日に公開されたArgoitiaらによる米国特許出願２００６０２２８５５３に教示されたように製造されることができ、すなわち、１つまたは複数の薄膜層がビーム分割回折格子と共に型押しされた基板の上に堆積され、コートされた基板は所定のサイズおよび形状に切断される。図２Ｂを参照すると、こうした薄片は、ビーム分割格子と共に型押しされた薄いポリエステル基板４００の上に磁性材料４１０を堆積し、次いで金属の反射体または色をシフトさせる光学的積層４２０を堆積することによって製造される。疎水性材料または油との親和性に欠ける材料の層４３０が最終層として堆積される。真空蒸着層４１０〜４３０を備えたポリエステル基板４００は、５０ミクロン〜７５０ミクロンのサイズを有する薄片に切断される。
【００１５】
ここで、図１によって説明された本方法のさらなるステップが、図３を参照して説明される。コーティング・ステップ１２０で、その内部に分散された薄片２を有する担体３が物品１の表面の上に形成される。好適には、担体３と薄片２は物品１の上に印刷されるインクを形成する。薄片２はその上にビーム分割格子パターンを有する。
【００１６】
配列ステップ１３０で、薄片２は、互いに対して、且つ、物品１の表面に対して傾斜角度１６を成す仮想の傾斜面に対して平行に配列される。好適には、薄片は磁気応答性の材料を含み、物品１の表面に対して傾斜角度１６の方向を向いている磁界線を有する磁界を使用して配向される。別法として、薄片は静電界を使用して配向される。薄片の配列は、後に図４に示される照射ステップ１６０を参照してさらに詳細に説明される。
【００１７】
コーティング固化ステップ１４０において、薄片２を備えた担体３は、例えばＵＶまたは電子ビーム照射、溶剤蒸発等の任意の知られた従来の方法を使用して例えば硬化によって固化される。
【００１８】
ステップ１１０〜１４０は、物品１に、ビーム分割格子パターンの状態で薄片の上に符号化された情報を与える。
【００１９】
図４を参照すると、図３に示された物品１から情報を獲得するための方法は、以下のステップ、すなわち、物品ステップ１５０、照射ステップ１６０および情報ステップ１７０を含む。
【００２０】
物品ステップ１５０において、上述のようなビーム分割格子パターンを使用して記録された情報を有する物品１が用意される。この物品１は、ビーム分割格子パターンを有する薄片２をその上に含み、薄片２の全ては物品１の表面に対して傾斜角度１６を成す傾斜面に平行に配列されている。
【００２１】
照射ステップ１６０において、物品１は、図３に示された放射源５からの電磁（ＥＭ）放射のビームで照射される。好適には、放射源５によって供給される放射は、光復号デバイスによって検出可能な電磁スペクトルの範囲内にある。放射源５は単色光源または多色光源であることができ、可視光または不可視放射を供給することができる。例として、放射源５は６５０ｎｍレーザである。好適には、放射源５によって供給されるビームの波長または波長範囲は、図１に示された格子パターン・ステップ１１０で選択されたものと同じである。
【００２２】
図３を参照すると、放射源５からのビーム４は印刷された物品１の上に当たり、スクリーン６に反射される。別法として、スクリーン６は読み出し／復号化装置の検出器に置き換えられてもよい。「反射」の過程は、本明細書においては鏡面反射と回折とを共に含むものと理解される。ビームの一部分は、薄片２上のビーム分割格子パターンから反射されて、副ビームの配列とスクリーン６上のスポット８〜１２のアレイを形成する。ビームの他の部分は、担体３の表面によるかまたは担体３の頂部にコートされた保護層または他の任意選択の層によって、物品１の表面から反射される。
【００２３】
表面映像は、図５によって説明される問題を引き起こす恐れあり、ここで図３に示された薄片２と同じ格子パターンを有する薄片９２は物品９１の表面に平行に配列されている。ビーム４の一部分は物品９１の表面から反射され、表面映像副ビーム１３とスクリーン６上の表面映像スポット１４とを形成する。表面映像スポット１４は、副ビームの配列によって形成された像を歪め、情報を読み取るときの誤差の原因になり得る。
【００２４】
本発明によると、図３に示されるように、薄片２は物品１の表面に対して傾斜角度１６を成す傾斜面に平行に配列される。配列ステップは、物品１がＥＭビーム４によって照射されたときには、傾斜角度１６が副ビームの配列と表面映像副ビーム１３との間に空間的な隔たりを与え、この隔たりは、表面映像スポット１４と副ビームの配列によって形成されたスポット８〜１２のアレイとの間の離隔１５としてスクリーン６上に現れ、このようにして反射像の機械読み取りを可能にするようなステップである。好適には、傾斜角度１６は、像の重なりを回避するために表面映像スポット１４からスポット８〜１２の配列までの十分な離隔を実現するために５度より大きく４５度未満である。
【００２５】
好適には、薄片は、薄片の面内に横たわり格子の溝に直交するベクトルである全ての薄片の格子ベクトルが互いに対して平行で、物品の表面に対して傾斜角度を成すように配列される。この結果、全ての薄片の格子の溝は物品の表面に対して傾斜角度で配列され、１つの薄片の溝は他の薄片の溝に対して平行になる。溝のこうした配列は、放射源５およびスクリーン６に関する物品１の同じ位置が、表面映像スポット１４とスポット８〜１２の配列との間の離隔１５を最大にするために最適であり、且つ回折された副ビームのパワーを最大にするためにも最適であることをもたらす。
【００２６】
１つの実施形態においては、溝の方向は表面に対する薄片の傾斜の方向と同じではない。例えば、こうしたコーティングは、磁界を使用して全ての溝が同じ方向にある薄片を水平に配列させ、コーティングを固化させ、次いでクサビ状輪郭を有する他の不均一なコーティングを添加することによって行なわれることが可能である。
【００２７】
図４に示された情報ステップ１７０において、情報は副ビームの配列から獲得される。副ビームのパターンとスクリーン上の光スポットとはビーム分割格子設計によって事前に決定される。図３を参照すると、副ビームの配列によってスクリーン６上に生成されたスポット８〜１２は、アレイ状のスポット８〜１２の存在または不在、スポットの相互のレイアウトまたは明るさ等によって情報を物語る。当然ながら、以下に議論するように形成される、より複雑化された画像は、光スポットのアレイよりも多くの情報を含む。情報は、人間の観察者によりまたは光学的センサにより得ることができ、このようにして情報の機械読み取りを可能にする。オプションとして、得られた情報は、読み取り器の中に格納されている情報と比較され、得られた情報および物品の信憑性が検証される。
【００２８】
例として、２つのビーム分割格子パターンが図６Ａおよび図６Ｂに示され、ここでは、白の領域は格子のくぼむように型押しされた領域に対応し、黒の領域は、溝とも呼ばれる、浮き出るように型押しされた領域に対応する。図６Ａの格子は１次元のダマン型格子パターンを有し、図６Ｂに示される格子は２次元のダマン型格子パターンを有する。Ｘ方向には、４画素がゼロまたは「くぼむように型押し」された状態を有し、次いで、１または「浮き上がるように型押し」された状態を有する４画素が続く。このパターンは、図６Ｂに関して、交互に並ぶ行の隣接した領域は反対の状態を有するようにＸ方向すなわち行方向に繰り返す。Ｙ方向においては、１つの画素は状態ゼロを有し、次の画素は状態１を有し、２つの次の画素は状態ゼロを有し、その後に、状態１を有する１つの画素と状態ゼロを有する１つの画素と状態１を有する２つの画素とが続く。このパターンがＹ方向で繰り返し、２つの隣接した列は図６Ｂに示されるように２画素だけオフセットされている。
【００２９】
図６Ａおよび図６Ｂに示された格子は、レーザ・ビームを概ね等しい強度の副ビームの配列に分割して、スクリーン上に明るいスポットのパターンを形成するように設計される。特に、図６Ｂに示された格子はスポットの四角のパターンをもたらす。型押しの深さは、６３３〜６５０ｎｍの波長を有するレーザ・ビームの所定の波長に対して最大の効率をもたらすために約３２５ｎｍの深さが選択される。図６Ｃに関して、ダマン型格子パターンは、ゼロおよびπの相対位相値をもたらす黒および白画素を有する。この位相特性は、照明の必要とされる入射角および中心波長において黒画素と白画素との間の往復光路長の差がπとなるような方法で、アルミニウムがコートされたポリエステルの中に型押しされている。単色レーザ・ビームが回折像を読み取るために使用されるときには、±１次の回折は共に、２つの直交軸内で鏡面反射方向から外れて対称的に現れる。Ｙ方向の空間周波数符号化はＸ方向の空間周波数符号化の３倍である。したがって、Ｙ方向に沿って回折した±１次は、Ｘ方向に回折したスポットに比べて３倍分散されて現れる。Ｘ方向およびＹ方向の１次のステアリング角（ｓｔｅｅｒｉｎｇ ａｎｇｌｅ）は、波長と符号化画素サイズとの比の約１／８および３／８である。非π位相ステップならびに黒および白画素の不等幅などの他の望ましくない欠陥がなければ、４つの一次スポットのそれぞれについての回折効率は、図６Ｃによって示されるように約２０％である。
【００３０】
例として、ビーム分割格子パターンを有する単一の薄片が図７に示される。薄片は、約１００ｎｍ厚さの磁性材料の少なくとも１つの層で作られている。好適には、この薄片は、前述の米国特許第６８３８１６６号、６８１８２９９号、６８０８８０６号、７２４１４８９号および米国特許出願２００６０２２８５５３に開示されたような多層化構成を有する。
【００３１】
図１に示された配列ステップ１３０において、薄片の配列を容易にする磁気応答性材料は、鉄、コバルト、ニッケルなどの軟または硬磁性金属あるいは合金、Ｎｉ−ＣｏまたはＮｄ−Ｆｅ−Ｂなどの合金、ＳｍＣｏ合金、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４、二酸化クロムＣｒＯ２、フェライトＭＦｅ２Ｏ４（Ｍは、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋、Ｍｎ２＋、Ｃｏ２＋、Ｆｅ２＋、Ｎｉ２＋、Ｃｕ２＋、Ｚｎ２＋等からなる群から選択されたイオンまたはイオンの混合物）、ガーネットＡ３Ｂ５Ｏ１２（Ａは三価の希土類イオンまたは三価の希土類イオンの混合物であり、ＢはＡｌ３＋、Ｃｒ３＋、Ｆｅ３＋、Ｇａ３＋、Ｂｉ３＋等からなる群から選択されたイオンまたはイオン混合物）、Ｍが二価イオンＣａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋等の群から選択されたヘキサフェライトＭＦｅ１２Ｏ１９、ぺロブスカイト、などの無機酸化物化合物である。
【００３２】
オプションとして、図７に示された薄片の１つの側は、２００８年３月１９日に出願され本発明の共同発明者によって共同で著された同時係属の米国特許出願第１２／０５１１６４号により開示されているように、この側を上にして薄片を配列しやすくするために、疎水性材料または油との親和性に欠ける材料、あるいはインク担体の材料に応じて他の担体をはじく材料でコートされる。担体をはじく材料は、水をベースにした担体中で使用される薄片のための疎水性材料であり、または、油をベースにした担体または他の有機物の担体中の薄片のための油との親和性に欠ける材料である。一般に、担体をはじく材料の選択は、担体をはじく表面が担体によって濡らされないように、すなわち、その表面と液体の担体との間の接触角が９０°よりも大きくなるように、担体のタイプに依存する。例として、疎水性の材料はフッ化スカンジウムすなわちMerck社によって製造されているWR1 Patinal（登録商標）である。
【００３３】
図７に示されたものなどの格子が形成された回折性の薄片は、５×５ミクロン〜５００×５００ミクロンの範囲の平均サイズを有し、平均厚さは０．０５〜１０ミクロンの範囲にある。例として、レーザ・ビームの直径は約２ｍｍであり、したがって、複数の薄片が同じレーザ・ビームによって同時に照射される。ビーム分割格子をその上に有する格子が形成されたそれぞれの薄片は、この薄片の表面の上に当たるビームの部分に対してビーム分割効果をもたらす。スクリーンまたは検出器の上の図３に示されたような反射された光スポットは、ビームの異なる部分を異なる薄片から反射させた累積結果である。
【００３４】
１つの実施形態で、物品の上のビーム・スポット・サイズの領域内の全ての格子が形成された薄片は、強力で良好に読み取ることのできる可視または不可視の像を検出器の上に形成するために、例えば図７に示された格子などの同じ格子パターンを有する。当然ながら、例えば、薄膜の色をシフトさせる薄片などの他のタイプの薄片も担体中に存在し得る。
【００３５】
次に図１を参照して、本発明の代替の実施形態が説明される。格子パターン・ステップ１１０で２つ以上の異なるビーム分割パターンが選択され、コーティング・ステップ１２０で、選択されたビーム分割パターンをその上に有する２つ以上のタイプの格子が形成された薄片が、担体内で物品の表面に用意される。薄片配列ステップ１３０で、全ての薄片は同じ傾斜角に配列される。したがって、物品が光または不可視ＥＭ放射のビームで照射されたときには、ビームは、選択された格子パターンのそれぞれによってもたらされる副ビーム配列の組み合わせである副ビームの構成に分割される。図８を参照すると、領域３００内で物品の上に当たるレーザ・ビームは、異なるビーム分割格子パターンをその上に有する第１の薄片３１０と第２の薄片３２０とによって反射される。第１の薄片３１０はスクリーン３３０の上に光スポットの第１のアレイ３４０を形成し、第２の薄片３２０は光スポットの第２のアレイ３５０を形成する。
【００３６】
次に物品の断面を示す図９を参照して、本発明の代替の実施形態が説明される。基板５００は、ビーム分割格子パターンをその上に有する第１薄片５１５を含む第１インク層５１０でコートされる。第１薄片５１５が、物品の表面に対して第１傾斜角を成す第１方向５１６に配列された後で、第１インク層５１０の担体が固化される。次いで、第２薄片５２５を含む第２インク層５２０が第１インク層５１０の上に印刷される。第２薄片５２５は、第１薄片５１５のビーム分割格子パターンと同じまたはそれと異なるビーム分割格子パターンをその上に有する。第２薄片５１５は、物品の表面に対して第２傾斜角を成し第１方向５１６の第１傾斜角とは異なる第２方向５２６に配列される。その後で、また、第２インク層の担体も固化される。上述したように作られた２つの層をなす構成が光のビームで照射されると、スクリーン５３０は、２つの光スポットのアレイ５４０および５５０を有する。第１傾斜角と第２傾斜角との相違のために２つのアレイは互いから空間的に隔てられ、且つそれらアレイの各々は、表面映像スポット１４から空間的に隔てられる。
【００３７】
いろいろな像が特別に設計された格子によって得ることができる。例として、４つの光スポットの矩形パターンを形成するビーム分割格子パターンが図１０に概略的に示される。これは、図６に示されたパターンと同じ格子のパラメータを有する。
【００３８】
別法として、精巧な像が、希釈されたインクを使用して２段階印刷法で形成された印刷物品から反射した光によって生成されることができる。第１の印刷層の内部で、薄片はスクリーン上にドットの第１列を形成するために１つの方向に配列される。第１層の上に印刷された第２層は、第１列に垂直なドットの第２列を形成するために、第１層の内部の薄片に対して直角に配列された薄片を含む。２層にされた構成が図１１に概略的に示される。基板２０１は、磁気的に第１方向２０４に向けられたビーム分割格子パターンを有する第１磁気薄片２０３を含んでいる担体の第１インク層２０２でコートされる。同じインクの第２インク層２０５は第１インク層２０２の上に印刷され、このインク層２０５は、第１薄片２０３に類似であるが第１方向２０４に直角の第２方向２０７に磁気的に向けられた第２薄片２０６を含む。レーザ・ビームで照射された場合には、この物品は格子のパターン状のドットの配列をもたらす。オプションとして、第１薄片２０３のビーム分割格子パターンは、第２薄片２０６のビーム分割格子パターンと異なる。
【００３９】
上記で説明された物品は、ＥＭ放射のビームをスクリーンに向けて反射させることによってスクリーン上に像を形成するために使用されることができる。物品の上の情報は、ＥＭ放射のビームを物品上に向けるための照明サブシステムと、物品から反射された放射を受光し処理する像検出サブシステムとを有する読み取り器によって検出されることができる。例として、照明サブシステムは市販のレーザを含み、像検出サブシステムは電荷蓄積型デバイスのアレイ（ＣＣＤアレイ）を含む。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】機械可読情報を記録する方法の構成図を示す流れ図である。
【図２Ａ】従来技術による、１次のビーム分割ダマン型格子の格子輪郭を示す図である。
【図２Ｂ】磁性且つ反射性の層でコートされ、その面の上に型押しされたビーム分割格子パターンを有するポリエステルの小板の概略等角図である。
【図３】格子が形成され配列された薄片が印刷され、ＥＭ放射のビームで照射された物品の等角図である。
【図４】物品から情報を獲得する方法の構成図である。
【図５】格子が形成され傾けられていない薄片が印刷され、ＥＭ放射のビームで照射された物品の斜視図である。
【図６Ａ】例示のビーム分割格子パターンの概略図である。
【図６Ｂ】例示のビーム分割格子パターンの概略図である。
【図６Ｃ】図６Ｂに示された格子から反射された光の強度のグラフである。
【図７】図６に示されたビーム分割格子パターンを有する薄片の斜視図である。
【図８】物品の表面上のビーム・スポットの上面図である。
【図９】異なるように配列された格子が形成された薄片を有する２つのインクコーティングを備えた物品の立面図である。
【図１０】例示のビーム分割格子パターンの図である。
【図１１】２段階印刷方法を使用して製造された物品の斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１ 物品
２ 薄片
３ 担体
４ ビーム
５ 放射源
６ スクリーン
８〜１２ スポット
１３ 表面映像副ビーム
１４ 表面映像スポット
１５ 離隔
１６ 傾斜角度
９１ 物品
９２ 薄片
１１０ 格子パターン・ステップ
１１５ 光学薄片製造ステップ
１２０ コーティング・ステップ
１３０ 配列ステップ
１４０ コーティング固化ステップ
１５０ 物品ステップ
１６０ 照射ステップ
１７０ 情報ステップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、その上に格子が形成されたパターンを有する光学的薄片に関する。より詳細には、本発明は光学的薄片を使用して機械可読情報を記録する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
いろいろのセキュリティ・デバイスが機械読み取り可能な回折格子を使用している。McGrewらの２００５年１２月１３日に発行された米国特許第６９７５７６５号は、異なる表面領域に異なる格子特性を有するセキュリティ・デバイスを開示している。グラフィカルな構成物が、照明サブシステムと像検出サブシステムとを有する読取り器によって検出されることができる。
【０００３】
Antesの名において１９９２年３月３１日に発行された米国特許第５１０１１８４号は、対応するレリーフ構造の方向に対して鏡面対称な表面部分の対を有する回折要素を開示している。読み出し装置は、入射光ビームを発生し、回折された光ビームの対の間の強度差を出力するための光センサを含む。
【０００４】
しかし、単一で大きなサイズの回折面を含む文書は、レーザ・ビームが回折性の表面を外してしまわないように正確な位置決めを必要とする。単一で大きなサイズの回折要素は容易に人目をひくものであり、したがって、偽造者にとって正当な文書を偽造された文書に移転させるための標的になる。
【特許文献１】米国特許第６９７５７６５号
【特許文献２】米国特許第５１０１１８４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、従来技術の不利な点を克服し、その中に分散された格子が形成された薄片を含むインクコーティングを使用して機械可読情報を記録するための費用効果のある方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
したがって、本発明は機械可読情報を物品の上に記録する方法に関するものであり、その内部に分散された薄片を有し物品の表面の上にコートされる担体を用意するステップであってこの薄片はその上に情報が符号化されている同じビーム分割回折格子パターンを有するステップと、それら薄片を物品の表面に対して傾斜した角度を成す傾斜面に平行に配列させるステップと、担体を固化させるステップとを含む。物品が電磁（ＥＭ）ビームの形状をしているＥＭ放射によって照射されたときに、ＥＭビームの第１部分が物品の表面から反射されて表面映像を形成し、ビームの第２部分がビーム分割格子パターンから反射されて副ビームの配列を形成し、傾斜した角度は副ビームの配列と表面映像との間に空間的離隔を与えて、機械読み取りを可能にする。
【０００７】
本発明の他の態様は、物品から情報を獲得する方法に関するものであり、上記に記載のビーム分割格子パターンを使用して記録された情報を有する物品を用意するステップであって物品はビーム分割格子パターンをその上に有する薄片を備え薄片は物品の表面に対して同じ傾斜角度を成す傾斜面に平行に配列されるステップと、物品をＥＭ放射のビームで照射するステップであって、ビームの第１部分が物品の表面から反射されて表面映像を形成し、ビームの第２部分がビーム分割格子パターンから反射されて副ビームの配列を形成し、傾斜角度は副ビームの配列と表面映像との間に空間的離隔を与えるステップと、副ビームの配列から情報を獲得するステップとを含む。
【０００８】
本発明の他の特徴は、隠された特徴を備えた印刷された物品を提供する。この物品は、インク媒体または担体の層の中に分散され、コヒーレントな光の入射ビームをビーム分割構造によって規定されるパターンに分割させるために構造化された薄片のアレイを形成するように磁界を使用して配列された、ビーム分割格子の微細構造を有する磁気的薄片を有する。
【０００９】
本発明は、その好適な実施形態を表す添付図面を参照してより詳細に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１を参照すると、機械可読情報を物品の上に記録する方法ステップは、その情報を読むための波長または波長範囲を選択し、および電磁（ＥＭ）放射のビームを複数の副ビームに回折または分割するために回折パターン発生器とも呼ばれるビーム分割格子回折パターンを選択または設計し、こうして、副ビームによってスクリーン上にまたは読み出し／復号化デバイスの中に生成された画像から読み出し可能な情報を符号化する、格子パターン・ステップ１１０を含む。好適には、格子パターンは所定の波長または波長範囲に関して設計される。
【００１１】
超回折格子（supergrating）またはダマン型格子（Dammann grating）とも呼ばれる特別に設計されたビーム分割格子は、機械読み取りの用途に有益な等しいまたは近いエネルギー値の副ビームを生成する。好適には、薄片上のビーム分割格子パターンは、所定の波長を有する単色ＥＭビームで照射された場合にエネルギーにおいて５倍を超えないほどに異なる少なくとも３つ以上の副ビームを形成し、これは、可視光については５倍を超えないほどに異なる明るさ（輝度）値を有する少なくとも３つのスポットをもたらすことを意味する。超回折格子を設計する方法は、両者ともに参照により本明細書に組み込まれる、例えば、「Diffractive Optics」, O'Shea et al, SPIE Press, 2004年,84〜92頁および122〜124頁、および、Levnerらの名における２００２年７月２日に発行された米国特許第６４１５０８１号に開示されている。超回折格子は、全ての周期が高度に複雑な構成を有する周期的な格子である。例として、図２Ａは、入射光ビームを等しい強度の５つの副ビームと幾つかのより低い強度の他の副ビームとに分割するために設計された、異なる格子周波数を有する２つの規則的な格子の重ね合わせによって作られた１次のビーム分割ダマン型格子の格子輪郭を示す。超回折格子は、スポットのアレイ、グリッド等などを認識し復号化するのに適したいろいろなパターンを発生させることができる。
【００１２】
別法として、ビーム分割格子パターンは、光スポットの２次元パターンをもたらす交差する格子の回折パターンである。例として、交差する格子の回折パターンは、等しい間隔を有する２つの規則的な正弦波の相互に直交する格子で作られる。当然ながら、２つの格子は、矩形、三角形等または異なる周期を有するなどの不規則で非正弦波であることができる。
【００１３】
任意選択の薄片製造ステップ１１５は、所定のビーム分割格子をその上に有する薄片を製造するステップを含む。別法として、この薄片はすでに存在している在庫から選択されても良い。例として、薄片は、参照により本明細書に組み込まれる、２００５年１月４日に発行されたPhillipsらの名における米国特許第６８３８１６６号、２００４年１１月１６日に発行されたPhillipsらの名における米国特許第６８１８２９９号、２００４年１０月２６日に発行されたPhillipsらの名における米国特許第６８０８８０６号、２００５年１月１１日に発行されたArgoitiaらの名における米国特許第６８４１２３８号、２００５年６月７日に発行されたArgoitiaらの名における米国特許第６９０２８０７号および２００７年７月１０日に発行されたArgoitiaらの名における米国特許第７２４１４８９号などに開示されている、ポリエステル基板上に真空中で堆積されこの基板から剥がされ所望のサイズに破砕された幾つかの薄膜層を含む。
【００１４】
別法として、この薄片は、参照により本明細書に組み込まれる２００６年１０月１２日に公開されたArgoitiaらによる米国特許出願２００６０２２８５５３に教示されたように製造されることができ、すなわち、１つまたは複数の薄膜層がビーム分割回折格子と共に型押しされた基板の上に堆積され、コートされた基板は所定のサイズおよび形状に切断される。図２Ｂを参照すると、こうした薄片は、ビーム分割格子と共に型押しされた薄いポリエステル基板４００の上に磁性材料４１０を堆積し、次いで金属の反射体または色をシフトさせる光学的積層４２０を堆積することによって製造される。疎水性材料または油との親和性に欠ける材料の層４３０が最終層として堆積される。真空蒸着層４１０〜４３０を備えたポリエステル基板４００は、５０ミクロン〜７５０ミクロンのサイズを有する薄片に切断される。
【００１５】
ここで、図１によって説明された本方法のさらなるステップが、図３を参照して説明される。コーティング・ステップ１２０で、その内部に分散された薄片２を有する担体３が物品１の表面の上に形成される。好適には、担体３と薄片２は物品１の上に印刷されるインクを形成する。薄片２はその上にビーム分割格子パターンを有する。
【００１６】
配列ステップ１３０で、薄片２は、互いに対して、且つ、物品１の表面に対して傾斜角度１６を成す仮想の傾斜面に対して平行に配列される。好適には、薄片は磁気応答性の材料を含み、物品１の表面に対して傾斜角度１６の方向を向いている磁界線を有する磁界を使用して配向される。別法として、薄片は静電界を使用して配向される。薄片の配列は、後に図４に示される照射ステップ１６０を参照してさらに詳細に説明される。
【００１７】
コーティング固化ステップ１４０において、薄片２を備えた担体３は、例えばＵＶまたは電子ビーム照射、溶剤蒸発等の任意の知られた従来の方法を使用して例えば硬化によって固化される。
【００１８】
ステップ１１０〜１４０は、物品１に、ビーム分割格子パターンの状態で薄片の上に符号化された情報を与える。
【００１９】
図４を参照すると、図３に示された物品１から情報を獲得するための方法は、以下のステップ、すなわち、物品ステップ１５０、照射ステップ１６０および情報ステップ１７０を含む。
【００２０】
物品ステップ１５０において、上述のようなビーム分割格子パターンを使用して記録された情報を有する物品１が用意される。この物品１は、ビーム分割格子パターンを有する薄片２をその上に含み、薄片２の全ては物品１の表面に対して傾斜角度１６を成す傾斜面に平行に配列されている。
【００２１】
照射ステップ１６０において、物品１は、図３に示された放射源５からの電磁（ＥＭ）放射のビームで照射される。好適には、放射源５によって供給される放射は、光復号デバイスによって検出可能な電磁スペクトルの範囲内にある。放射源５は単色光源または多色光源であることができ、可視光または不可視放射を供給することができる。例として、放射源５は６５０ｎｍレーザである。好適には、放射源５によって供給されるビームの波長または波長範囲は、図１に示された格子パターン・ステップ１１０で選択されたものと同じである。
【００２２】
図３を参照すると、放射源５からのビーム４は印刷された物品１の上に当たり、スクリーン６に反射される。別法として、スクリーン６は読み出し／復号化装置の検出器に置き換えられてもよい。「反射」の過程は、本明細書においては鏡面反射と回折とを共に含むものと理解される。ビームの一部分は、薄片２上のビーム分割格子パターンから反射されて、副ビームの配列とスクリーン６上のスポット８〜１２のアレイを形成する。ビームの他の部分は、担体３の表面によるかまたは担体３の頂部にコートされた保護層または他の任意選択の層によって、物品１の表面から反射される。
【００２３】
表面映像は、図５によって説明される問題を引き起こす恐れあり、ここで図３に示された薄片２と同じ格子パターンを有する薄片９２は物品９１の表面に平行に配列されている。ビーム４の一部分は物品９１の表面から反射され、表面映像副ビーム１３とスクリーン６上の表面映像スポット１４とを形成する。表面映像スポット１４は、副ビームの配列によって形成された像を歪め、情報を読み取るときの誤差の原因になり得る。
【００２４】
本発明によると、図３に示されるように、薄片２は物品１の表面に対して傾斜角度１６を成す傾斜面に平行に配列される。配列ステップは、物品１がＥＭビーム４によって照射されたときには、傾斜角度１６が副ビームの配列と表面映像副ビーム１３との間に空間的な隔たりを与え、この隔たりは、表面映像スポット１４と副ビームの配列によって形成されたスポット８〜１２のアレイとの間の離隔１５としてスクリーン６上に現れ、このようにして反射像の機械読み取りを可能にするようなステップである。好適には、傾斜角度１６は、像の重なりを回避するために表面映像スポット１４からスポット８〜１２の配列までの十分な離隔を実現するために５度より大きく４５度未満である。
【００２５】
好適には、薄片は、薄片の面内に横たわり格子の溝に直交するベクトルである全ての薄片の格子ベクトルが互いに対して平行で、物品の表面に対して傾斜角度を成すように配列される。この結果、全ての薄片の格子の溝は物品の表面に対して傾斜角度で配列され、１つの薄片の溝は他の薄片の溝に対して平行になる。溝のこうした配列は、放射源５およびスクリーン６に関する物品１の同じ位置が、表面映像スポット１４とスポット８〜１２の配列との間の離隔１５を最大にするために最適であり、且つ回折された副ビームのパワーを最大にするためにも最適であることをもたらす。
【００２６】
１つの実施形態においては、溝の方向は表面に対する薄片の傾斜の方向と同じではない。例えば、こうしたコーティングは、磁界を使用して全ての溝が同じ方向にある薄片を水平に配列させ、コーティングを固化させ、次いでクサビ状輪郭を有する他の不均一なコーティングを添加することによって行なわれることが可能である。
【００２７】
図４に示された情報ステップ１７０において、情報は副ビームの配列から獲得される。副ビームのパターンとスクリーン上の光スポットとはビーム分割格子設計によって事前に決定される。図３を参照すると、副ビームの配列によってスクリーン６上に生成されたスポット８〜１２は、アレイ状のスポット８〜１２の存在または不在、スポットの相互のレイアウトまたは明るさ等によって情報を物語る。当然ながら、以下に議論するように形成される、より複雑化された画像は、光スポットのアレイよりも多くの情報を含む。情報は、人間の観察者によりまたは光学的センサにより得ることができ、このようにして情報の機械読み取りを可能にする。オプションとして、得られた情報は、読み取り器の中に格納されている情報と比較され、得られた情報および物品の信憑性が検証される。
【００２８】
例として、２つのビーム分割格子パターンが図６Ａおよび図６Ｂに示され、ここでは、白の領域は格子のくぼむように型押しされた領域に対応し、黒の領域は、溝とも呼ばれる、浮き出るように型押しされた領域に対応する。図６Ａの格子は１次元のダマン型格子パターンを有し、図６Ｂに示される格子は２次元のダマン型格子パターンを有する。Ｘ方向には、４画素がゼロまたは「くぼむように型押し」された状態を有し、次いで、１または「浮き上がるように型押し」された状態を有する４画素が続く。このパターンは、図６Ｂに関して、交互に並ぶ行の隣接した領域は反対の状態を有するようにＸ方向すなわち行方向に繰り返す。Ｙ方向においては、１つの画素は状態ゼロを有し、次の画素は状態１を有し、２つの次の画素は状態ゼロを有し、その後に、状態１を有する１つの画素と状態ゼロを有する１つの画素と状態１を有する２つの画素とが続く。このパターンがＹ方向で繰り返し、２つの隣接した列は図６Ｂに示されるように２画素だけオフセットされている。
【００２９】
図６Ａおよび図６Ｂに示された格子は、レーザ・ビームを概ね等しい強度の副ビームの配列に分割して、スクリーン上に明るいスポットのパターンを形成するように設計される。特に、図６Ｂに示された格子はスポットの四角のパターンをもたらす。型押しの深さは、６３３〜６５０ｎｍの波長を有するレーザ・ビームの所定の波長に対して最大の効率をもたらすために約３２５ｎｍの深さが選択される。図６Ｃに関して、ダマン型格子パターンは、ゼロおよびπの相対位相値をもたらす黒および白画素を有する。この位相特性は、照明の必要とされる入射角および中心波長において黒画素と白画素との間の往復光路長の差がπとなるような方法で、アルミニウムがコートされたポリエステルの中に型押しされている。単色レーザ・ビームが回折像を読み取るために使用されるときには、±１次の回折は共に、２つの直交軸内で鏡面反射方向から外れて対称的に現れる。Ｙ方向の空間周波数符号化はＸ方向の空間周波数符号化の３倍である。したがって、Ｙ方向に沿って回折した±１次は、Ｘ方向に回折したスポットに比べて３倍分散されて現れる。Ｘ方向およびＹ方向の１次のステアリング角（ｓｔｅｅｒｉｎｇ ａｎｇｌｅ）は、波長と符号化画素サイズとの比の約１／８および３／８である。非π位相ステップならびに黒および白画素の不等幅などの他の望ましくない欠陥がなければ、４つの一次スポットのそれぞれについての回折効率は、図６Ｃによって示されるように約２０％である。
【００３０】
例として、ビーム分割格子パターンを有する単一の薄片が図７に示される。薄片は、約１００ｎｍ厚さの磁性材料の少なくとも１つの層で作られている。好適には、この薄片は、前述の米国特許第６８３８１６６号、６８１８２９９号、６８０８８０６号、７２４１４８９号および米国特許出願２００６０２２８５５３に開示されたような多層化構成を有する。
【００３１】
図１に示された配列ステップ１３０において、薄片の配列を容易にする磁気応答性材料は、鉄、コバルト、ニッケルなどの軟または硬磁性金属あるいは合金、Ｎｉ−ＣｏまたはＮｄ−Ｆｅ−Ｂなどの合金、ＳｍＣｏ合金、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４、二酸化クロムＣｒＯ２、フェライトＭＦｅ２Ｏ４（Ｍは、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋、Ｍｎ２＋、Ｃｏ２＋、Ｆｅ２＋、Ｎｉ２＋、Ｃｕ２＋、Ｚｎ２＋等からなる群から選択されたイオンまたはイオンの混合物）、ガーネットＡ３Ｂ５Ｏ１２（Ａは三価の希土類イオンまたは三価の希土類イオンの混合物であり、ＢはＡｌ３＋、Ｃｒ３＋、Ｆｅ３＋、Ｇａ３＋、Ｂｉ３＋等からなる群から選択されたイオンまたはイオン混合物）、Ｍが二価イオンＣａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋等の群から選択されたヘキサフェライトＭＦｅ１２Ｏ１９、ぺロブスカイト、などの無機酸化物化合物である。
【００３２】
オプションとして、図７に示された薄片の１つの側は、２００８年３月１９日に出願され本発明の共同発明者によって共同で著された同時係属の米国特許出願第１２／０５１１６４号により開示されているように、この側を上にして薄片を配列しやすくするために、疎水性材料または油との親和性に欠ける材料、あるいはインク担体の材料に応じて他の担体をはじく材料でコートされる。担体をはじく材料は、水をベースにした担体中で使用される薄片のための疎水性材料であり、または、油をベースにした担体または他の有機物の担体中の薄片のための油との親和性に欠ける材料である。一般に、担体をはじく材料の選択は、担体をはじく表面が担体によって濡らされないように、すなわち、その表面と液体の担体との間の接触角が９０°よりも大きくなるように、担体のタイプに依存する。例として、疎水性の材料はフッ化スカンジウムすなわちMerck社によって製造されているWR1 Patinal（登録商標）である。
【００３３】
図７に示されたものなどの格子が形成された回折性の薄片は、５×５ミクロン〜５００×５００ミクロンの範囲の平均サイズを有し、平均厚さは０．０５〜１０ミクロンの範囲にある。例として、レーザ・ビームの直径は約２ｍｍであり、したがって、複数の薄片が同じレーザ・ビームによって同時に照射される。ビーム分割格子をその上に有する格子が形成されたそれぞれの薄片は、この薄片の表面の上に当たるビームの部分に対してビーム分割効果をもたらす。スクリーンまたは検出器の上の図３に示されたような反射された光スポットは、ビームの異なる部分を異なる薄片から反射させた累積結果である。
【００３４】
１つの実施形態で、物品の上のビーム・スポット・サイズの領域内の全ての格子が形成された薄片は、強力で良好に読み取ることのできる可視または不可視の像を検出器の上に形成するために、例えば図７に示された格子などの同じ格子パターンを有する。当然ながら、例えば、薄膜の色をシフトさせる薄片などの他のタイプの薄片も担体中に存在し得る。
【００３５】
次に図１を参照して、本発明の代替の実施形態が説明される。格子パターン・ステップ１１０で２つ以上の異なるビーム分割パターンが選択され、コーティング・ステップ１２０で、選択されたビーム分割パターンをその上に有する２つ以上のタイプの格子が形成された薄片が、担体内で物品の表面に用意される。薄片配列ステップ１３０で、全ての薄片は同じ傾斜角に配列される。したがって、物品が光または不可視ＥＭ放射のビームで照射されたときには、ビームは、選択された格子パターンのそれぞれによってもたらされる副ビーム配列の組み合わせである副ビームの構成に分割される。図８を参照すると、領域３００内で物品の上に当たるレーザ・ビームは、異なるビーム分割格子パターンをその上に有する第１の薄片３１０と第２の薄片３２０とによって反射される。第１の薄片３１０はスクリーン３３０の上に光スポットの第１のアレイ３４０を形成し、第２の薄片３２０は光スポットの第２のアレイ３５０を形成する。
【００３６】
次に物品の断面を示す図９を参照して、本発明の代替の実施形態が説明される。基板５００は、ビーム分割格子パターンをその上に有する第１薄片５１５を含む第１インク層５１０でコートされる。第１薄片５１５が、物品の表面に対して第１傾斜角を成す第１方向５１６に配列された後で、第１インク層５１０の担体が固化される。次いで、第２薄片５２５を含む第２インク層５２０が第１インク層５１０の上に印刷される。第２薄片５２５は、第１薄片５１５のビーム分割格子パターンと同じまたはそれと異なるビーム分割格子パターンをその上に有する。第２薄片５１５は、物品の表面に対して第２傾斜角を成し第１方向５１６の第１傾斜角とは異なる第２方向５２６に配列される。その後で、また、第２インク層の担体も固化される。上述したように作られた２つの層をなす構成が光のビームで照射されると、スクリーン５３０は、２つの光スポットのアレイ５４０および５５０を有する。第１傾斜角と第２傾斜角との相違のために２つのアレイは互いから空間的に隔てられ、且つそれらアレイの各々は、表面映像スポット１４から空間的に隔てられる。
【００３７】
いろいろな像が特別に設計された格子によって得ることができる。例として、４つの光スポットの矩形パターンを形成するビーム分割格子パターンが図１０に概略的に示される。これは、図６に示されたパターンと同じ格子のパラメータを有する。
【００３８】
別法として、精巧な像が、希釈されたインクを使用して２段階印刷法で形成された印刷物品から反射した光によって生成されることができる。第１の印刷層の内部で、薄片はスクリーン上にドットの第１列を形成するために１つの方向に配列される。第１層の上に印刷された第２層は、第１列に垂直なドットの第２列を形成するために、第１層の内部の薄片に対して直角に配列された薄片を含む。２層にされた構成が図１１に概略的に示される。基板２０１は、磁気的に第１方向２０４に向けられたビーム分割格子パターンを有する第１磁気薄片２０３を含んでいる担体の第１インク層２０２でコートされる。同じインクの第２インク層２０５は第１インク層２０２の上に印刷され、このインク層２０５は、第１薄片２０３に類似であるが第１方向２０４に直角の第２方向２０７に磁気的に向けられた第２薄片２０６を含む。レーザ・ビームで照射された場合には、この物品は格子のパターン状のドットの配列をもたらす。オプションとして、第１薄片２０３のビーム分割格子パターンは、第２薄片２０６のビーム分割格子パターンと異なる。
【００３９】
上記で説明された物品は、ＥＭ放射のビームをスクリーンに向けて反射させることによってスクリーン上に像を形成するために使用されることができる。物品の上の情報は、ＥＭ放射のビームを物品上に向けるための照明サブシステムと、物品から反射された放射を受光し処理する像検出サブシステムとを有する読み取り器によって検出されることができる。例として、照明サブシステムは市販のレーザを含み、像検出サブシステムは電荷蓄積型デバイスのアレイ（ＣＣＤアレイ）を含む。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】機械可読情報を記録する方法の構成図を示す流れ図である。
【図２Ａ】従来技術による、１次のビーム分割ダマン型格子の格子輪郭を示す図である。
【図２Ｂ】磁性且つ反射性の層でコートされ、その面の上に型押しされたビーム分割格子パターンを有するポリエステルの小板の概略等角図である。
【図３】格子が形成され配列された薄片が印刷され、ＥＭ放射のビームで照射された物品の等角図である。
【図４】物品から情報を獲得する方法の構成図である。
【図５】格子が形成され傾けられていない薄片が印刷され、ＥＭ放射のビームで照射された物品の斜視図である。
【図６Ａ】例示のビーム分割格子パターンの概略図である。
【図６Ｂ】例示のビーム分割格子パターンの概略図である。
【図６Ｃ】図６Ｂに示された格子から反射された光の強度のグラフである。
【図７】図６に示されたビーム分割格子パターンを有する薄片の斜視図である。
【図８】物品の表面上のビーム・スポットの上面図である。
【図９】異なるように配列された格子が形成された薄片を有する２つのインクコーティングを備えた物品の立面図である。
【図１０】例示のビーム分割格子パターンの図である。
【図１１】２段階印刷方法を使用して製造された物品の斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１ 物品
２ 薄片
３ 担体
４ ビーム
５ 放射源
６ スクリーン
８〜１２ スポット
１３ 表面映像副ビーム
１４ 表面映像スポット
１５ 離隔
１６ 傾斜角度
９１ 物品
９２ 薄片
１１０ 格子パターン・ステップ
１１５ 光学薄片製造ステップ
１２０ コーティング・ステップ
１３０ 配列ステップ
１４０ コーティング固化ステップ
１５０ 物品ステップ
１６０ 照射ステップ
１７０ 情報ステップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品上に機械可読情報を記録する方法であって、
（ａ）その内部に分散された複数の薄片を有し前記物品の表面の上にコートされる担体を用意するステップであって、前記複数の薄片はその上に情報が符号化された同じビーム分割格子パターンを有するステップと、
（ｂ）前記複数の薄片のそれぞれを、前記物品の表面に対して傾斜した角度を成す傾斜面に平行に配列させるステップと、
（ｃ）前記担体を固化させるステップと、を含み、
前記配列ステップが、前記物品がＥＭビームで照射されたときに、
前記ＥＭビームの第１部分が前記物品の表面から反射されて表面映像を形成し、
前記ビームの第２部分が前記ビーム分割格子パターンから反射されて副ビームの配列を形成し、
前記傾斜した角度は、前記副ビームの配列と前記表面映像との間に空間的離隔を与えて機械読み取りを可能にする、方法。
【請求項２】
前記ビーム分割格子パターンは超回折格子パターンである請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ビーム分割格子パターンは直交する格子の回折パターンである請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記薄片は磁気応答性材料を備え、ステップ（ｂ）は前記複数の薄片を配列させるために磁界を使用するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記複数の薄片は、前記磁気応答性材料をその上に有する型押しされた基板を切断することによって形成される請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記複数の薄片のそれぞれは、前記ビーム分割格子パターンの上に担体をはじく材料を備える請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ステップ（ａ）は、前記担体とその中に分散された前記複数の薄片とを前記物品の表面の上に印刷するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
ステップ（ｂ）において、前記複数の薄片は、前記全ての複数の薄片の溝が前記物品の表面に対する傾斜角度で配列されるように配列される請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記傾斜角度は５度より大きく４５度未満の角度である請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
物品から情報を獲得する方法であって、
ビーム分割格子パターンを使用して請求項１で規定したように記録された情報を有する前記物品を用意するステップであって、
前記物品は前記ビーム分割格子パターンをその上に有する薄片を備え、
前記薄片の全ては前記物品の表面に対して傾斜した角度を成す傾斜面に平行に配列されるステップと、
前記物品をＥＭ放射のビームで照射するステップであって、
前記ビームの第１部分が前記物品の表面から反射されて表面映像を形成し、
前記ビームの第２部分が前記ビーム分割格子パターンから反射されて副ビームの配列を形成し、
前記傾斜角度は前記副ビームの配列と前記表面映像との間に空間的離隔を与えるステップと、
前記副ビームの配列から前記情報を獲得するステップと、
を含む、方法。
【請求項１１】
前記ＥＭ放射は単色放射である請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ＥＭ放射のビームはレーザによって供給される請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記情報を獲得する前記ステップは自動化されている請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記副ビームの配列によってスクリーンまたは検出器の上に生成された像は、３つ以上のスポットを備える請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記情報をその信憑性を検証するために格納されている情報と比較するステップをさらに含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１】
物品上に機械可読情報を記録する方法であって、
（ａ）その内部に分散された複数の薄片を有し前記物品の表面の上にコートされる担体を用意するステップであって、前記複数の薄片はその上に情報が符号化された同じビーム分割格子パターンを有するステップと、
（ｂ）前記複数の薄片のそれぞれを、前記物品の表面に対して傾斜した角度を成す傾斜面に平行に配列させるステップと、
（ｃ）前記担体を固化させるステップと、を含み、
前記配列ステップが、前記物品がＥＭビームで照射されたときに、
前記ＥＭビームの第１部分が前記物品の表面から反射されて表面映像を形成し、
前記ビームの第２部分が前記ビーム分割格子パターンから反射されて副ビームの配列を形成し、
前記傾斜した角度は、前記副ビームの配列と前記表面映像との間に空間的離隔を与えて機械読み取りを可能にする、方法。
【請求項２】
前記ビーム分割格子パターンは超回折格子パターンである請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ビーム分割格子パターンは直交する格子の回折パターンである請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記薄片は磁気応答性材料を備え、ステップ（ｂ）は前記複数の薄片を配列させるために磁界を使用するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記複数の薄片は、前記磁気応答性材料をその上に有する型押しされた基板を切断することによって形成される請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記複数の薄片のそれぞれは、前記ビーム分割格子パターンの上に担体をはじく材料を備える請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ステップ（ａ）は、前記担体とその中に分散された前記複数の薄片とを前記物品の表面の上に印刷するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
ステップ（ｂ）において、前記複数の薄片は、前記全ての複数の薄片の溝が前記物品の表面に対する傾斜角度で配列されるように配列される請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記傾斜角度は５度より大きく４５度未満の角度である請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
物品から情報を獲得する方法であって、
ビーム分割格子パターンを使用して請求項１で規定したように記録された情報を有する前記物品を用意するステップであって、
前記物品は前記ビーム分割格子パターンをその上に有する薄片を備え、
前記薄片の全ては前記物品の表面に対して傾斜した角度を成す傾斜面に平行に配列されるステップと、
前記物品をＥＭ放射のビームで照射するステップであって、
前記ビームの第１部分が前記物品の表面から反射されて表面映像を形成し、
前記ビームの第２部分が前記ビーム分割格子パターンから反射されて副ビームの配列を形成し、
前記傾斜角度は前記副ビームの配列と前記表面映像との間に空間的離隔を与えるステップと、
前記副ビームの配列から前記情報を獲得するステップと、
を含む、方法。
【請求項１１】
前記ＥＭ放射は単色放射である請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ＥＭ放射のビームはレーザによって供給される請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記情報を獲得する前記ステップは自動化されている請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記副ビームの配列によってスクリーンまたは検出器の上に生成された像は、３つ以上のスポットを備える請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記情報をその信憑性を検証するために格納されている情報と比較するステップをさらに含む請求項１０に記載の方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−２８７７１２（Ｐ２００８−２８７７１２Ａ）
【公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００８−１１１７１２（Ｐ２００８−１１１７１２）
【出願日】平成２０年４月２２日（２００８．４．２２）
【出願人】（５０２１５１８２０）ジェイディーエス ユニフェイズ コーポレーション (90)
【氏名又は名称原語表記】ＪＤＳ Ｕｎｉｐｈａｓｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
【住所又は居所原語表記】１７６８ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｐａｒｋｗａｙ，Ｓａｎ Ｊｏｓｅ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＵＳＡ，９５１３１
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１１７１２（Ｐ２００８−１１１７１２）
【出願日】平成２０年４月２２日（２００８．４．２２）
【出願人】（５０２１５１８２０）ジェイディーエス ユニフェイズ コーポレーション (90)
【氏名又は名称原語表記】ＪＤＳ Ｕｎｉｐｈａｓｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
【住所又は居所原語表記】１７６８ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｐａｒｋｗａｙ，Ｓａｎ Ｊｏｓｅ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＵＳＡ，９５１３１
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]