[发明专利]全息图及其相关制造方法和在安全/鉴定应用中的用途

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请要求提交于2009年10月16日的美国临时申请序列号61/252,462的权益。

发明领域

本发明涉及全息图(和全息图元件)，其在观察者以一定方向倾斜全息图使得观察者对全息图的查看角度越来越大时为查看全息图的观察者提供截然不同的视觉效应。本发明还涉及全息图/全息图元件在安全和/或鉴定应用中的相关使用方法并涉及该全息图/全息图元件的制造方法。

发明背景

全息照相术为光学信息存储的形式。其一般原理在许多参考文献中有所描述，例如，“SCIENTIFIC AMERICAN”，212，No.6,24-35(1965年6月)中由E.N.Leith和J.Upatnieks所著的“Photography by Laser”。简单地说，用准直光(例如来自激光)照明要拍摄或成像的物体，并放置感光记录介质(例如照相底片)，以便接收从物体反射的光。物体上的每个点将光反射到整个记录介质，并且介质上的每个点接收来自整个物体的光。该反射光束被称为物体光束。同时，一部分准直光通过镜面直接照射到介质，从而绕过物体。该光束被称为参考光束。记录在记录介质上的是由冲击在介质上的参考光束和物体光束的相互作用造成的干涉图。当随后照明并适当地观察处理过的记录介质时，来自照明源的光被全息图衍射，从而再现最初从物体到达介质的波前，以便全息图类似窗口，通过该窗口可以全三维形式观察物体的虚拟图像，带有视差。

通过使参考光束和物体光束从同一侧进入记录介质而形成的全息图被称为透射全息图，也称为前光束全息图。物体光束和参考光束在记录介质中的相互作用形成了具有不同折射率的材料的条纹，这些条纹法向于或近似法向于记录介质的平面。当通过用透射光观察方式回放全息图时，这些条纹使光衍射以产生可见的虚拟图像。此类透射全息图可通过本领域所熟知的方法产生，如美国专利公开3,506,327、美国专利公开3,838,903和美国专利公开3,894,787中所公开的那些。

通过使参考光束和物体光束从相对侧进入记录介质以便它们以大约相对的方向行进而形成的全息图被称为反射全息图，并且也被称为背面光束全息图。物体光束和参考光束在记录介质中的相互作用形成了具有不同折射率的材料的条纹，这些条纹大致为平行于记录介质平面的平面。当回放全息图时，这些条纹用作将入射光反射回至观察者的反射镜。因此，是以反射形式而不是透射形式查看全息图。由于此类全息图的波长灵敏度非常高，因此可以用白光进行再现。用离轴方法制造的反射全息图在美国专利公开3,532,406中有所公开。

越来越多的如上所述的全息图正被用作附带到商品上的增强安全性的方法，这些产品例如数字光盘、高密度光盘、电子产品的电池、以及可能易受伪造影响的任何其它产品。已知可对此类产品使用简单全息图用于标识和鉴定目的。在大多数参考文献中，此类全息图是用烫印方法形成的表面浮雕全息图。可以将该方法结合到产品的制造工艺中。本文公开了一些以标签方式形成并应用于产品的全息图(体相位全息图)。尽管使用简单全息图对安全装置有利，但这种方法的缺点越来越显著，原因在于随着基本全息技术变得越来越广泛地为人所知，得到广泛应用，而且标准化，简单全息图也就可能更容易被伪造并应用于非正宗的伪造产品。因此，这种只具有简单全息图的全息压模或标签作为鉴定和/或安全装置的价值有限。

迫切需要一种全息装置，它要具有简单全息图所没有的独特的特征，并因此可以提供比简单全息图更高的安全等级。本发明提供了该重要需求的解决方案。

发明概述

一个实施方案提供了包括全息层并在照明时提供全息图像的体积反射全息图，其中：

a)当以正视角查看时全息图提供具有视差的全息图像；

b)当以第一方向、第二方向和第三方向逐渐增大的斜视角查看时全息图表现出全息图像的亮度和能见度降低，并且当将全息图以这些方向中的每一个倾斜时，全息图像逐渐消失，并且全息层呈现透明状态；并且

c)当以第四方向逐渐增大的斜视角查看时，所述全息图表现出突然显现的单色表面图像，并且当将全息图以第四方向逐渐倾斜时至少部分地遮盖全息图像，在第一视角范围内查看时所述单色表面具有第一颜色。

另一个实施方案提供了全息元件，所述全息元件包括：

I)包括全息层并提供全息图像的体积反射全息图，其中：

a)当以正视角查看时全息图提供具有视差的全息图像；