用於製造和顯現光學隱藏標記的方法
2023-07-30 21:45:46 3
專利名稱：用於製造和顯現光學隱藏標記的方法
用於製造和顯現光學隱藏標記的方法
相關技術
本發明涉及讀出裝置，其用於那些隱藏的不被視覺感知的信息， 主要可以用於顯現物體的隱藏的識別圖像(標記)，這可以防範非授
權複製(偽造)，以及用於以下方面的研究目的通過表面能值的變 化，顯現物體表面層中的光學不可見結構。
現有技術
從現有技術中，已知一種用於創建和顯現光學不可見標記的方法， 根據該方法，依靠雷射束，可以在被保護物(特別是鑽石形式的珠寶) 的表面區域形成隱藏的不能被肉眼感知的圖像(保護性標籤)，通過 使用適當的光學設備可以使該圖像隨後顯現(US， No. 4467172 )。
已知的顯現隱藏的圖像的技術方法的缺點包括，它的應用領域有 限。例如，在給珠寶尤其是鑽石作標記時，要通過光學設備顯現的保 護性標籤的微結構的幾何尺寸如此之大，以致它們被視為產品中的缺 陷，由此顯著地降低了產品的審美屬性和價值。
還有一種創建和顯現光學不可見標記的方法，4艮據該方法，通過 修改物體的表面的至少一個區域，在物體的表面上創建光學不可見標 記圖像，然後通過蝕刻顯現該標記圖像微結構，隨後使用強大的光學 或電子顯微鏡觀看該圖像(RU， No.2073270， Cl)。
這種已知的製造和顯現光學不可見標記的方法的缺點， 一如前例， 包括其應用領域有限，因為它只能應用於薄膜形式的特殊聚合物材料， 以及若不使用強大的顯微鏡就不能夠顯現潛藏的標記圖像。
另外，該已知方法在第一次顯現(也即，通過蝕刻顯現)之後， 不能將該標籤保持為光學不可見。
最接近本發明的是以下的這種製造和顯現光學不可見標記的方 法，根據該方法，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區域，形成光學不可見標記圖像。表面修改 的結果是，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定環境，使所述標記圖像顯現。通過所述環境， 製造一特殊結構形式的標記圖像，所述特殊結構由亞穩定環境的穩定
相粒子形成於該物體表面具有不同表面能的位置處(W0. 02/089041, Cl， EP 1391841 )。
該已知方法的缺點包括，視覺感知的標記圖像的對比度相對低， 因為修改過的和未修改的表面區域的表面能的差異小，因此圖像質量 高度依賴於所研究表面的汙染情況。
此外，在標記重複顯現期間，標記圖像可能從之前顯現圖像開始， 被以下結構的圖像覆蓋，所述結構由凝結物蒸發期間，多個凝結中心 的融合和新中心的出現而形成(
圖1)。即，相對均勻的表面汙染物 微粒層(其總是出現在真實世界的顯現中)在下列事件中被修改液 體在表面上的凝結，和凝結物的蒸發，伴隨著隨機分布的微粒孤島在 所考察表面上的形成。在隨後的顯現中，這些微粒孤島可以成為另外 的功能性凝結中心，扭曲標記圖像。
發明公開
所公開的發明的主要任務是，在物體的表面創建持久的光學不可 見標記(即藉助任何光學顯微鏡都不可見)，通過增加凝結中心—— 其在顯現期間形成標記——的密度以及通過降低表面汙染物對所觀看 圖像的對比度的影響，所述不可見標記在真實世界環境中具有高品質 的顯現圖像，特別是具有高的對比度和高的空間解析度以及具有任意 數目的連貫顯現周期。
所述任務的解決，是通過利用一種創建和顯現光學不可見標記的 方法，根據該方法，首先拋光物體的表面，通過修改拋光表面的至少 一個區域，在該表面上形成光學不可見標記圖像；所述表面修改的結 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 建立亞穩定環境，顯現所述標記圖像。通過所述環境，製造一特殊結 構形式的標記圖像，所述特殊結構由亞穩定環境的穩定相粒子形成於 該物體表面具有不同表面能的位置處，其中，根據本發明，在進行光 學不可見標記圖像的每一個顯現過程之前，所討論的含有被修改區域 的表面通過摩擦被電學地帶電並清潔。附圖簡述
下面的附示了本發明。
圖1:具有光學不可見標記圖像的物體表面，其正在根據原型方 法進行顯現過程。
圖2:具有光學不可見標記圖像的物體表面，其正在根據所要求 保護的方法進行顯現過程。
最佳實施方案
所要求保護的方法具體實施如下。
首先拋光物體的表面。通過修改拋光表面的至少一個區域，在該 表面上形成光學不可見標記圖像。所述表面修改的結果是，即通過改 變所討論物體的近表面原子層的組成和/或結構，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，這些位置的粘附特性——其 正如表面能一樣是所討論表面內的表面電荷不平衡度的函數——也改 變了。繼而，通過在前述物體表面附近建立亞穩定環境，可以顯現所 述標記圖像。通過所述環境，製造一特殊結構形式的標記圖像，所述 特殊結構由亞穩定環境的穩定相粒子形成於該物體表面具有不同表面 能的位置處。
所要求保護的方法的主要特徵在於在進行光學不可見標記圖像 的顯現過程之前，所討論的包括被修改區域的表面通過摩擦被電學地 帶電並清潔。
使所研究表面電學地帶電的結果是多餘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，分布在這個表面上。這導致分 布不均勻性的增強和表面電荷密度的增加，表面電荷在顯現標記的過 程中充當凝結源。這降低了被顯現圖像的對比度對所觀看表面的汙染 水平的依賴性。
通過摩擦使電學帶電也同時實現了對表面的清潔，因為，摩擦處 理的結果是那些從之前的顯現過程開始，在凝結物蒸發後形成的雜 質微粒孤島——即扭曲標記圖像的另外的功能性凝結中心——被移 除。這樣，在通過摩擦電學地帶電並清潔之後，當進行帶有被修改位 置的表面的顯現時，增加了圖像的對比度，同時降低了圖像品質對所 研究表面的汙染水平的依賴性。
來自周邊空氣的過冷水蒸氣一_當空氣接觸所討論的冷卻的物體 時形成的，通常被用作亞穩定環境。
由亞穩定環境的穩定相粒子形成的結構的圖像，以水滴的形式顯 影在物體的表面上。
通過亞穩定環境在物體表面形成穩定相的動力學，取決於自由表 面能，或粘附性的大小。在帶有不同表面能的表面位置內，亞穩定環 境以不同途徑轉化為穩定相。
該標記是持久的，因為，通過例如使用空間調製金屬離子束(例 如，鉿、鉻)獲得的物體表面修改_一其造成表面能的改變，導致帶 有被修改表面能的表面的組成和結構的穩定的(包括在周邊環境條件 下)改變。
所要求保護的方法的一個具體實施方案的一個實施例如下。 使用穿過模板掩模的離子束(鉿離子)修改鑽石樣本的表面，隱 藏(光學不可見)標記圖像以銘文和圖形的形式，被形成在鑽石樣品 的拋光表面上。然後，通過對含有被修改位置的所討論表面的摩擦， 使該表面被電學地帶電和清潔。裝在介電框架中的光學元件擦布被用 於表面的電學帶電和清潔。注意，多種溶劑可以被用於清潔重度汙染
的表面；然而，在圖像顯現前一刻，在不使用任何液體的情況下(通 過幹摩擦)實施樣品表面的電學帶電和清潔。為了顯現光學不可見圖 像，使該樣品與熱電珀耳帖元件的冷表面接觸幾秒。結果是，來自周 邊空氣的水蒸氣凝結在該冷卻表面上。以一種以特殊方式分布在物體 表面的凝結水滴的形式，光學不可見標記圖像被顯現，如附圖的圖2 所示，其示出了放大30倍的、被視覺感知的、從凝結水滴形成的標記 圖像。
對原始標記(在圖2中示出)實施了一年的試驗顯示，在試驗期 間的多次顯現之後，圖像對比度沒有降低。使用亞穩定介質多次顯現 該標記圖像，並不將該光學不可見標記圖像變為永久可見圖像。這不 同於，例如，在原型方法中，在聚合物薄膜中的光學不可見標記通過
6使用鹼蝕刻被顯現之後，該光學不可見標記圖像變為永久可見圖像。 工業應用性
這樣，所要求保護的發明可以在多個科技領域找到廣泛應用，用 於讀/寫被隱藏而不被視覺感知的信息。特別地，可以用於多次顯現隱 藏圖像(標記) 一一其識別物體並防範非授權複製(偽造)，以及用
於這樣的科學研究目的顯現僅在其表面能的水平上有別的光學不可 見結構。
權利要求
1. 一種創建和顯現光學不可見標記的方法，根據該方法，首先拋光物體的表面，通過修改拋光表面的至少一個區域，在該表面上形成光學不可見標記圖像；所述表面修改的結果是，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定環境，顯現所述標記圖像；通過所述環境，製造一特殊結構形式的標記圖像，所述特殊結構由亞穩定環境的穩定相粒子形成於該物體表面具有不同表面能的位置處，其特徵在於，在進行光學不可見標記圖像的顯現處理之前，所討論的包括被修改區域的表面通過摩擦被電學地帶電並清潔。
全文摘要
本發明涉及一些方法，其用於記錄-讀取視覺隱藏信息，並可以用於顯現視覺隱藏圖像(標記)——其用於識別物體並保護它不被非授權複製(偽造)。本發明方法包括預先拋光所關心物體的表面；通過修改拋光表面的至少一個區域，在所述表面上形成光學隱藏圖像，由此改變被修改區域的表面能，同時修改粘滯度值——其像表面能一樣取決於所關心表面上的表面電荷局域不平衡的程度。本發明方法也包括通過在所關心物體的所述表面區域形成亞穩定介質，顯現所述標記圖像；依靠所述介質，獲得一特殊結構形式的標記圖像，所述特殊結構由亞穩定環境的穩定相粒子形成於該物體表面具有不同表面能的位置處。本發明方法的特徵在於在進行光學不可見標記圖像的顯現過程之前，所關心的具有被修改區域的表面通過摩擦被帶電和清潔。
文檔編號G06K9/00GK101512548SQ200680055957
公開日2009年8月19日 申請日期2006年8月4日 優先權日2006年8月4日
發明者尤裡康斯坦廷諾維奇·尼奇恩科 申請人:尤裡康斯坦廷諾維奇·尼奇恩科