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DE102018119706B4 - Information carrier and method for its production - Google Patents

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DE102018119706B4
DE102018119706B4 DE102018119706.3A DE102018119706A DE102018119706B4 DE 102018119706 B4 DE102018119706 B4 DE 102018119706B4 DE 102018119706 A DE102018119706 A DE 102018119706A DE 102018119706 B4 DE102018119706 B4 DE 102018119706B4
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Laser Laboratorium Goettingen eV
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Abstract

Informationsträger (10), umfassend ein Substrat (12), in das ein aus jeweils einer Mehrzahl von Pixeln erster Art und Pixeln zweiter Art zusammengesetztes, erstes Muster (22, 22a) eingeschrieben ist, welches bei Beleuchtung mit kohärentem Licht vorgegebener Beleuchtungswellenlänge durch Interferenz von mit seinen Pixeln interagierenden Lichtanteilen als ein ein erstes Bild codierendes, erstes Hologramm wirkt,wobei jedes Pixel erster Art ein Beugungsgitter erster Art (20, 20a) trägt und jedes Pixel zweiter Art entweder kein Beugungsgitter trägt oder ein Beugungsgitter zweiter Art trägt, welches sich von dem Beugungsgitter erster Art (20, 20a) durch die Anordnung seiner Gitterlinien unterscheidet,,wobei in das Substrat (12) wenigstens ein zu dem ersten Muster (22a) analog aufgebautes, als ein ein zweites Bild codierendes, zweites Hologramm wirkendes, zweites Muster (22b) eingeschrieben ist,wobei sich die Beugungsgitter erster Art (20a, 20b) der den verschiedenen Mustern (22a, 22b) zugehörigen Pixel erster Art in der Anordnung ihrer Gitterlinien unterscheiden und die einzelnen Muster (22a, 22b) miteinander zu einem Supermuster (22*) verschränkt auf einer simultan beleuchtbaren Fläche angeordnet sinddadurch gekennzeichnet,dass die Pixel erster Art in mehrere Unterarten von Pixeln erster Art unterteilt sind, deren Beugungsgitter erster Art (20a, 20b) sich in ihrer Beugungseffizienz voneinander unterscheiden.Information carrier (10), comprising a substrate (12), in which a first pattern (22, 22a) composed of a plurality of pixels of the first type and pixels of the second type is inscribed, which when illuminated with coherent light of a predetermined illumination wavelength by interference of light components interacting with its pixels acts as a first hologram encoding a first image, each first type pixel carrying a first type diffraction grating (20, 20a) and each second type pixel carrying either no diffraction grating or carrying a second type diffraction grating which differs from differs from the diffraction grating of the first type (20, 20a) by the arrangement of its grating lines, wherein at least one second pattern ( 22b) is inscribed, the diffraction gratings of the first type (20a, 20b) belonging to the different patterns (22a, 22b). separate pixels of the first type in the arrangement of their grid lines and the individual patterns (22a, 22b) are arranged interlaced to form a super pattern (22*) on a surface that can be illuminated simultaneously, characterized in that the pixels of the first type are subdivided into several subtypes of pixels of the first type are whose diffraction gratings of the first type (20a, 20b) differ from one another in their diffraction efficiency.

Description

Gebiet der Erfindungfield of invention

Die Erfindung bezieht sich auf einen Informationsträger, umfassend ein Substrat, in das ein aus jeweils einer Mehrzahl von Pixeln erster Art und Pixeln zweiter Art zusammengesetztes, erstes Muster eingeschrieben ist, welches bei Beleuchtung mit kohärentem Licht vorgegebener Beleuchtungswellenlänge durch Interferenz von mit seinen Pixeln interagierenden Lichtanteilen als ein ein erstes Bild codierendes, erstes Hologramm wirkt, wobei jedes Pixel erster Art ein Beugungsgitter erster Art trägt und jedes Pixel zweiter Art entweder kein Beugungsgitter trägt oder ein Beugungsgitter zweiter Art trägt, welches sich von dem Beugungsgitter erster Art durch die Anordnung seiner Gitterlinien unterscheidet, wobei in das Substrat wenigstens ein zu dem ersten Muster analog aufgebautes, als ein ein zweites Bild codierendes, zweites Hologramm wirkendes, zweites Muster eingeschrieben ist, wobei sich die Beugungsgitter erster Art der den verschiedenen Mustern zugehörigen Pixel erster Art in der Anordnung ihrer Gitterlinien unterscheiden und die einzelnen Muster miteinander zu einem Supermuster verschränkt auf einer simultan beleuchtbaren Fläche angeordnet sind.The invention relates to an information carrier, comprising a substrate in which a first pattern composed of a plurality of pixels of the first type and pixels of the second type is inscribed acts as a first hologram encoding a first image, each pixel of the first type carrying a first type diffraction grating and each second type pixel carrying either no diffraction grating or a second type diffraction grating which differs from the first type diffraction grating in the arrangement of its grating lines , wherein at least one second pattern constructed analogously to the first pattern and acting as a second image coding, second hologram is inscribed in the substrate, the first-type diffraction gratings of the first-type pixels associated with the different patterns being in the arrangement differ in their grid lines and the individual patterns are arranged interlaced to form a super pattern on a surface that can be illuminated simultaneously.

Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Informationsträgers.The invention further relates to a method for producing such an information carrier.

Stand der TechnikState of the art

Gattungsgemäße Informationsträger sind bekannt aus der WO 94 / 28 444 A1 .Generic information carriers are known from the WO 94/28444 A1 .

Bei der klassischen Holographie wird bekanntermaßen, vereinfacht ausgedrückt, als Repräsentation eines Objektes dasjenige Interferenzmuster aufgezeichnet, welches sich aus der Überlagerung eines am Objekt gestreuten, kohärenten Lichtes mit einem dem Beleuchtungslicht entsprechenden Referenzlicht ergibt. Wird dieses aufgezeichnete Interferenzmuster später erneut mit einem dem Beleuchtungslicht entsprechenden Rekonstruktionslicht beleuchtet, wird dadurch ein Bild des Objektes rekonstruiert. Die Besonderheit der Holographie liegt im Erhalt der Phaseninformation, sodass die Rekonstruktion bei einem räumlichen Objekt zu einem räumlichen Bildeindruck führt. Diese Besonderheit kommt allerdings bei holografischer Abbildung rein zweidimensionaler Objekte nicht zur Geltung. Alternativ zur oben skizzierten Aufzeichnung eines realen Interferenzmusters ist es auch möglich, das ein Objekt repräsentierende Interferenzmuster als ein aus geordneten Pixeln zusammengesetztes Muster zu berechnen. Ein derart aufgezeichnetes oder berechnetes Muster, das ein Objekt im erläuterten Sinne repräsentiert, wird im Kontext der vorliegenden Beschreibung als ein „als Hologramm wirkendes Muster“ oder - verkürzt - als „Hologramm“ bezeichnet. Mittels vorgenannter Berechnung erzeugte Hologramme werden vielfach als computergenerierte Hologramme, kurz CGH bezeichnet.In classical holography, as is known, to put it simply, that interference pattern which results from the superimposition of a coherent light scattered on the object and a reference light corresponding to the illumination light is recorded as a representation of an object. If this recorded interference pattern is later illuminated again with a reconstruction light corresponding to the illumination light, an image of the object is thereby reconstructed. The special feature of holography lies in the preservation of the phase information, so that the reconstruction of a spatial object leads to a spatial image impression. However, this special feature does not come into its own in the holographic imaging of purely two-dimensional objects. As an alternative to the recording of a real interference pattern outlined above, it is also possible to calculate the interference pattern representing an object as a pattern composed of ordered pixels. A pattern recorded or calculated in this way, which represents an object in the sense explained, is referred to in the context of the present description as a “pattern acting as a hologram” or—in short—as a “hologram”. Holograms generated by means of the aforementioned calculation are often referred to as computer-generated holograms, CGH for short.

Die EP 0 762 238 A1 offenbart die Möglichkeit, Muster, die für sich selbst bereits als Hologramm wirken, mit weiteren Beugungsstrukturen, insbesondere mit einem asymmetrischen Beugungsgitter, in sogenannter Superposition zu überlagern. Hierdurch ergibt sich der Effekt, dass das sich bei der Rekonstruktion ergebende Bild vorwiegend in der (betragsmäßig) ersten Ordnung, in der +1. und -1. Ordnung jedoch mit unterschiedlichen Intensitäten erscheint. In derselben Druckschrift ist auch die Möglichkeit erwähnt, unterschiedliche Hologramme, d. h. unterschiedliche Objekte repräsentierende und mit unterschiedlichen Beugungsgittern überlagerte Hologramme in sogenannter Juxtaposition nebeneinander anzuordnen. Werden diese juxtaponierten Strukturen bei der Rekonstruktion simultan mit dem Rekonstruktionslicht beleuchtet, kommt es zur gleichzeitigen, grundsätzlich jedoch unabhängigen Rekonstruktion von Bildern der Objekte. Dabei können sich die rekonstruierten Bilder je nach der relativen Ausrichtung der Beugungsgitter in unterschiedlichem Maße oder gar nicht überlagern. Die genannte Druckschrift offenbart solche Strukturen als mögliche Sicherheitsmerkmale für Geldscheine, Ausweisdokumente, etc.the EP 0 762 238 A1 discloses the possibility of overlaying patterns, which in themselves already act as a hologram, with further diffraction structures, in particular with an asymmetrical diffraction grating, in so-called superposition. This results in the effect that the image resulting from the reconstruction is predominantly in the (absolute) first order, in the +1. and -1. Order, however, appears with different intensities. The same publication also mentions the possibility of arranging different holograms, ie holograms representing different objects and superimposed with different diffraction gratings, next to one another in a so-called juxtaposition. If these juxtaposed structures are simultaneously illuminated with the reconstruction light during the reconstruction, images of the objects are reconstructed simultaneously, but in principle independently. Depending on the relative alignment of the diffraction gratings, the reconstructed images can overlap to different degrees or not at all. The publication mentioned discloses such structures as possible security features for banknotes, identification documents, etc.

Aus der DE 10 2004 003 984 A1 ist ebenfalls ein holografisches Sicherheitselement für Dokumente bekannt, das als ein Gitterfeld aus mehreren, juxaponierten, verschieden geformten Einzel-Hologrammen unterschiedlicher Gitterstruktur aufgebaut ist. Bei Betrachtung unter unterschiedlichen Winkeln werden die unterschiedlichen, in den einzelnen Hologrammen codierten Informationen sichtbar.From the DE 10 2004 003 984 A1 a holographic security element for documents is also known, which is constructed as a lattice field from a plurality of juxtaposed, differently shaped individual holograms with different lattice structures. When viewed from different angles, the different information encoded in each hologram becomes visible.

Aus der DE 10 2008 024 147 A1 ist ein Informationsträger bekannt, in den ein Muster von mikroskopisch feinen, transparenten und opaken Zonen eingeschrieben ist, wobei in den transparenten Zonen eine Oberflächen-Gitterstruktur abgeformt ist, deren Aspektenverhältnis sich vom Aspektenverhältnis einer Oberflächen-Gitterstruktur, die in den opaken Zonen abgeformt sein kann, unterscheidet. Dieses Muster von transparenten und opaken Zonen entspricht der Abbildung einer eine erste Information generierenden, diffraktiven Reliefstruktur auf das Muster, wobei für besagte Reliefstruktur die Möglichkeit offenbart ist, sie als CGH zu erzeugen.From the DE 10 2008 024 147 A1 an information carrier is known in which a pattern of microscopically fine, transparent and opaque zones is inscribed, with a surface lattice structure being formed in the transparent zones, the aspect ratio of which differs from the aspect ratio of a surface lattice structure which can be formed in the opaque zones , differs. This pattern of transparent and opaque zones corresponds to the imaging of a first item of information-generating, diffractive relief structure onto the pattern, with the possibility being disclosed for said relief structure of generating it as a CGH.

Nachteilig bei allen Formen der Muster-Juxaposition ist der große Platzbedarf auf dem Informationsträger bzw. die Notwendigkeit eines entsprechend großflächig ausleuchtenden Beleuchtungsstrahls zur Sichtbarmachung der codierten Gesamtinformation.A disadvantage of all forms of pattern juxtaposition is the large amount of space required on the information carrier or the need for a corre corresponding large-area illuminating beam of light to make the encoded overall information visible.

Zu den Details der Herstellung besagter Superposition aus einem Hologramm und einem Beugungsgitter offenbaren die genannten Druckschriften nur wenige Details. Für den Fachmann naheliegend erscheinen jedoch zwei Varianten: Denkbar ist die Anordnung von Hologramm und Beugungsgitter in unterschiedlichen Schichten eines komplex geschichteten Substrats. Die Pixel des Hologramms können dabei reliefartig als Grenzfläche zwischen unterschiedlichen Materialien und/oder als Eintrübung bzw. Färbung von ansonsten transparentem oder reflexivem Substratmaterial realisiert sein. Nachteilig bei dieser Variante ist der komplexe Schichtaufbau des Substrates, der zu einem hochkomplizierten und zeitaufwändigen Herstellungsprozess führt. Alternativ wäre denkbar, ein hochkomplexes Kombinationsmuster aus Hologramm und Beugungsgitter, bspw. nach Art eines Additionsreliefs, zu berechnen und in das Substrat einzuschreiben. Ein solch hochkomplexes Kombinationsmuster weist jedoch sehr kleine Musterdetails auf, sodass aufgrund des beschränkten Auflösungsvermögens üblicher Strukturierungsverfahren einer üblicherweise gewünschten Miniaturisierung der resultierenden Sicherheitsmerkmale enge Grenzen gesetzt sind.The publications mentioned disclose only a few details on the details of the production of said superposition from a hologram and a diffraction grating. However, two variants appear obvious to the person skilled in the art: The arrangement of the hologram and diffraction grating in different layers of a complex layered substrate is conceivable. The pixels of the hologram can be realized in relief as a boundary surface between different materials and/or as a clouding or coloring of otherwise transparent or reflective substrate material. The disadvantage of this variant is the complex layer structure of the substrate, which leads to a highly complicated and time-consuming manufacturing process. Alternatively, it would be conceivable to calculate a highly complex combination pattern of hologram and diffraction grating, for example in the manner of an addition relief, and to write it into the substrate. However, such a highly complex combination pattern has very small pattern details, so that narrow limits are placed on a usually desired miniaturization of the resulting security features due to the limited resolution of conventional structuring methods.

Aus der EP 2 547 486 B1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, um räumlich periodische Strukturen, insbesondere Liniengitter, mittels Laserablation in ein Substrat einzuschreiben. Hierbei findet ein sogenanntes Zwei-Gitter-Interferometer Anwendung, welches einen Laserstrahl einer für das jeweilige Substrat geeigneten Bearbeitungswellenlänge aufzuspalten und mit sich selbst zur Interferenz zu bringen vermag, sodass das Substrat im Bereich einer sehr kleinen Fläche mit dem resultierenden Interferenzmuster beleuchtet wird. Dabei liegt die Fluenz der Beleuchtung wenigstens bereichsweise oberhalb einer Bearbeitungsschwelle des Substrats. Es resultiert eine dem Interferenzmuster entsprechende Strukturierung des Substrats in der beleuchteten Fläche. Durch gepulste Beleuchtung und synchronisierte Verschiebung der Beleuchtungsfläche ist es möglich, eine große Substratfläche pixelweise zu strukturieren. Es ist möglich, eines der Gitter zwischen zwei Pulsen zu wechseln, sodass pixelweise unterschiedliche Interferenzmuster entstehen. Bei dem Substrat kann es sich um ein nahezu beliebiges Material, bspw. Quarz, Glas, Metall, Keramik oder Ähnliches handeln. Die Bearbeitungswellenlänge ist dabei so auf die optischen Eigenschaften des Substrats abzustimmen, dass eine für die gewünschte Materialmodifikation, insbesondere eine Ablation des Substratmaterials, hinreichende Absorption gegeben ist. Neben der Ablation sind auch andere Arten der Materialmodifikation, bspw. eine lokal begrenzte Polymerisierung oder Ähnliches möglich.From the EP 2 547 486 B1 a method and a device are known for inscribing spatially periodic structures, in particular line gratings, into a substrate by means of laser ablation. A so-called two-grating interferometer is used here, which is able to split a laser beam of a processing wavelength suitable for the respective substrate and cause it to interfere with itself, so that the substrate is illuminated with the resulting interference pattern in a very small area. The fluence of the illumination is at least in regions above a processing threshold of the substrate. The result is a structuring of the substrate in the illuminated area that corresponds to the interference pattern. With pulsed illumination and synchronized shifting of the illumination area, it is possible to structure a large substrate area pixel by pixel. It is possible to switch one of the gratings between two pulses, resulting in different interference patterns per pixel. The substrate can be almost any material, for example quartz, glass, metal, ceramic or the like. The processing wavelength is to be matched to the optical properties of the substrate in such a way that there is sufficient absorption for the desired material modification, in particular an ablation of the substrate material. In addition to ablation, other types of material modification, for example locally limited polymerisation or the like, are also possible.

Aufgabenstellungtask

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen gattungsgemäßen Informationsträger derart weiterzubilden, dass es auf leicht realisierbare Weise möglich ist, auf sehr kleinem Raum eine größere Anzahl von Bildern unterschiedlicher Objekte zu kodieren.It is the object of the present invention to further develop a generic information carrier in such a way that it is possible to encode a larger number of images of different objects in a very small space in an easily realizable manner.

Darlegung der ErfindungPresentation of the invention

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Pixel erster Art in mehrere Unterarten von Pixeln erster Art unterteilt sind, deren Beugungsgitter erster Art sich in ihrer Beugungseffizienz voneinander unterscheiden.This object is achieved in connection with the features of the preamble of claim 1 in that the pixels of the first type are subdivided into a plurality of subtypes of pixels of the first type, the diffraction gratings of the first type of which differ from one another in their diffraction efficiency.

Ein solcher Informationsträger lässt sich mittels eines Verfahrens gemäß Anspruch 7 herstellen, nämlich mittels eines Verfahrens, umfassend die Schritte:

  1. a) Bereitstellen eines Substrates aus einem Licht einer vorgegebenen Beleuchtungswellenlänge transmittierenden oder reflektierenden und Licht einer Bearbeitungswellenlänge absorbierenden Substratmaterial,
  2. b) Bereitstellen eines aus einer Mehrzahl von virtuellen Pixeln erster und zweiter Art zusammengesetzten, virtuellen Musters, welches ein ein Bild codierendes Hologramm repräsentiert,
  3. c) pixelweise selektives, dem virtuellen Muster derart entsprechendes Bestrahlen des Substrates mit Lichtpulsen der Bearbeitungswellenlänge und einer wenigstens bereichsweise oberhalb einer Bearbeitungsschwelle des Substratmaterials liegenden Energiedichte, dass an jeder einem virtuellen Pixel erster Art entsprechenden Position des Substrates zur Schaffung eines Pixels erster Art ein Beugungsgitter erster Art eingeschrieben wird.
Such an information carrier can be produced using a method according to claim 7, namely using a method comprising the steps:
  1. a) providing a substrate made of a substrate material that transmits or reflects light of a predetermined illumination wavelength and absorbs light of a processing wavelength,
  2. b) providing a virtual pattern composed of a plurality of virtual pixels of the first and second type, which represents a hologram encoding an image,
  3. c) pixel-by-pixel selective irradiation of the substrate corresponding to the virtual pattern with light pulses of the processing wavelength and an energy density at least in some areas above a processing threshold of the substrate material that at each position of the substrate corresponding to a virtual pixel of the first type to create a pixel of the first type a diffraction grating of the first kind is enrolled.

Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Preferred embodiments are subject of the dependent claims.

Wie grundsätzlich bekannt, ist auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen, in einem Hologramm zunächst die hier als Pixel erster Art bezeichneten, „aktiven“ Pixel von den hier als Pixel zweiter Art bezeichneten, „inaktiven“ Pixeln zu unterscheiden. „Aktiv“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die hologrammtypische Interferenz durch Wechselwirkung der von diesen „aktiven“ Pixeln ausgehenden (reflektierten oder transmittierten) Lichtanteilen entsteht. Von den „inaktiven“ Pixeln gehen hingegen keine zur hologrammtypischen Interferenz beitragenden Lichtanteile aus. Die „inaktiven“ Pixel dienen vielmehr zur Gewährleistung des für die Interferenz erforderlichen Abstandes zwischen den „aktiven“ Pixeln. Eine solche Unterscheidung lässt sich grundsätzlich bei jedem pixelweise aufgebautem Hologramm vornehmen. Im Rahmen der Erfindung ist weiter vorgesehen, dass die „aktiven“ Pixel geschaffen werden durch das Einschreiben eines Beugungsgitters erster Art an der entsprechenden Position auf dem Substrat. Die „inaktiven“ Pixel werden hingegen geschaffen, indem an der ihnen entsprechenden Substratposition kein solches Beugungsgitter erster Art eingeschrieben wird. Besonders bevorzugt können diese Positionen schlicht unbearbeitet belassen werden. Denkbar ist hingegen auch eine beliebige sonstige Bearbeitung mit Ausnahme der Schaffung eines Beugungsgitters erster Art, d. h. eines Beugungsgitters mit gleichem Linienabstand und gleicher Winkelausrichtung seiner Gitterlinien.As is known in principle, it is also provided within the scope of the present invention to first differentiate in a hologram the “active” pixels, referred to here as pixels of the first type, from the “inactive” pixels, referred to here as pixels of the second type. In this context, "active" means that the hologram-typical interference is caused by the interaction of the (reflected or transmitted) light components emanating from these "active" pixels. From the "inactive" Pixels, on the other hand, do not emit any light components that contribute to the interference typical of holograms. Rather, the "inactive" pixels serve to ensure the necessary spacing between the "active" pixels for interference. In principle, such a distinction can be made in the case of any hologram constructed pixel by pixel. It is further provided within the scope of the invention that the “active” pixels are created by inscribing a diffraction grating of the first type at the corresponding position on the substrate. The “inactive” pixels, on the other hand, are created by not writing such a first-type diffraction grating at the substrate position corresponding to them. Particularly preferably, these positions can simply be left unprocessed. However, any other processing is also conceivable, with the exception of creating a diffraction grating of the first type, ie a diffraction grating with the same line spacing and the same angular orientation of its grating lines.

Durch das Beugungsgitter erster Art werden die von den Pixeln erster Art ausgehenden Lichtanteile vorwiegend nicht in die nullte, sondern in eine höhere, insbesondere in die erste Beugungsordnung (bezogen auf das Beugungsgitter) gebeugt. Hier kommen sie zur gewünschten interferierenden Wechselwirkung. Da die Pixel zweiter Art kein oder ein anderes Beugungsgitter tragen, werden von ihnen ausgehende Lichtanteile in andere (Raum-) Richtungen ausgesandt (transmittiert oder reflektiert) und können daher nicht die Rekonstruktion des im Hologramm codierten Bildes stören.The diffraction grating of the first type diffracts the light components emitted by the pixels of the first type primarily not into the zero order, but into a higher diffraction order, in particular into the first diffraction order (relative to the diffraction grating). Here they come to the desired interfering interaction. Since the pixels of the second type have no or a different diffraction grating, light components emitted by them are emitted (transmitted or reflected) in other (spatial) directions and therefore cannot disturb the reconstruction of the image encoded in the hologram.

Mit anderen Worten besteht der Informationsträger nicht aus der Überlagerung eines Hologramms und eines Beugungsgitters; vielmehr besteht das Hologramm selbst (nur) aus Bereichen mit erstem Beugungsgitter („aktive“ Pixel, Pixel erster Art) und Bereichen ohne Beugungsgitter erster Art („inaktive“ Pixel“, Pixel zweiter Art).In other words, the information carrier does not consist of the superposition of a hologram and a diffraction grating; Rather, the hologram itself consists (only) of areas with a first diffraction grating (“active” pixels, pixels of the first type) and areas without a first type diffraction grating (“inactive” pixels, pixels of the second type).

Ein solches als Hologramm wirkendes Muster lässt sich idealerweise mit einem Zwei-Gitter-Interferometer herstellen, welches, wie eingangs erläutert und aus dem Stand der Technik bekannt, in der Lage ist, ein Substrat pixelweise mit miniaturisierten Beugungsgittern zu versehen.Such a pattern acting as a hologram can ideally be produced with a two-grating interferometer which, as explained at the outset and known from the prior art, is able to provide a substrate with miniaturized diffraction gratings pixel by pixel.

Der Vorteil dieses Ansatzes liegt in der Möglichkeit, das als Hologramm wirkende Muster direkt pixelweise in das Substrat einzuschreiben. Dadurch ist ein komplizierter Schichtaufbau des Substrates, wie bei einer räumlichen Übereinander-Lagerung eines Beugungsgitters nicht erforderlich. Zudem sind die in die einzelnen Pixel einzuschreibenden Strukturen von vergleichsweise einfacher Natur, nämlich insbesondere einfache Liniengitter. Die kleinste notwendigerweise aufzulösende, charakteristische Größe ist dabei der Linienabstand. Noch feinere Details, wie sie bei einer Überlagerung von einem Hologramm und einem Liniengitter in einer gemeinsamen Ebene auftreten und Strukturierungsverfahren schnell überfordern können, treten nicht auf. Der Informationsträger lässt sich also schnell, kostengünstig und in extremer Miniaturisierung herstellen, was insbesondere für versteckte Sicherheitsmerkmale auf beliebigen (Handels-) Produkten, bei denen ein Bedarf nach einer Sicherheitskennzeichnung gesehen wird, von großer Bedeutung ist.The advantage of this approach lies in the possibility of inscribing the pattern acting as a hologram directly, pixel by pixel, into the substrate. As a result, a complicated layer structure of the substrate, as in the case of a spatial superimposition of a diffraction grating, is not required. In addition, the structures to be written into the individual pixels are of a comparatively simple nature, namely in particular simple line grids. The smallest characteristic variable that needs to be resolved is the line spacing. Even finer details, such as those that occur when a hologram and a line grating are superimposed in a common plane and can quickly overwhelm structuring processes, do not occur. The information carrier can therefore be produced quickly, inexpensively and with extreme miniaturization, which is of great importance in particular for hidden security features on any (commercial) products where a need for security marking is seen.

Zur Lösung der Aufgabe, nämlich dafür zu sorgen, dass es auf leicht realisierbare Weise möglich ist, auf sehr kleinem Raum Bilder unterschiedlicher Objekte zu kodieren und bei der Rekonstruktion simultan in unterschiedlichen Raumbereichen sichtbar zu machen ist zunächst vorgesehen, dass in das Substrat wenigstens ein zu dem ersten Muster analog aufgebautes, als ein ein zweites Bild kodierendes, zweites Hologramm wirkendes, zweites Muster eingeschrieben ist, wobei sich die Beugungsgitter erster Art der den verschiedenen Mustern zugehörigen Pixel erster Art in der Anordnung ihrer Gitterlinien unterscheiden. Wie auch das erste Muster besteht das zweite Muster aus einer Zusammenstellung von Pixeln erster Art, d. h. von Pixeln mit einem Beugungsgitter erster Art, und Pixeln zweiter Art, d. h. von Pixeln, die kein Beugungsgitter erster Art (bezogen auf das erste Muster) tragen. Die Muster unterscheiden sich zumindest in der Anordnung der Gitterlinien ihres jeweiligen Beugungsgitters erster Art. Der Unterschied kann - bevorzugt - in der Winkelausrichtung der Gitterlinien bestehen. Alternativ oder zusätzlich können sich die Muster hinsichtlich des Linienabstandes ihrer Beugungsgitter erster Art unterscheiden. Beide Maßnahmen sorgen dafür, dass das jeweils codierte Bild in anderen Raumbereichen rekonstruiert wird. Dabei ist es selbstverständlich möglich und sogar bevorzugt vorgesehen, dass sich die Muster auch in den jeweils kodierten Bildern unterscheiden. Selbstverständlich ist es auch möglich, mehr als nur zwei unterschiedliche Muster von erfindungsgemäßem Aufbau in das Substrat einzuschreiben.In order to solve the problem, namely to ensure that it is possible in an easily achievable manner to encode images of different objects in a very small space and to make them visible simultaneously in different spatial regions during the reconstruction, it is first provided that at least one second pattern which is constructed analogously to the first pattern and acts as a second hologram encoding a second image, the diffraction gratings of the first type of the pixels of the first type belonging to the various patterns differing in the arrangement of their grating lines. Like the first pattern, the second pattern consists of a collection of pixels of the first type, i. H. of pixels with a first-type diffraction grating, and second-type pixels, i. H. of pixels that do not carry a diffraction grating of the first kind (related to the first pattern). The patterns differ at least in the arrangement of the grating lines of their respective first-type diffraction grating. The difference can—preferably—consist in the angular orientation of the grating lines. Alternatively or additionally, the patterns can differ in terms of the line spacing of their diffraction gratings of the first type. Both measures ensure that the respective coded image is reconstructed in other spatial areas. It is of course possible and even preferably provided that the patterns also differ in the respectively encoded images. Of course, it is also possible to inscribe more than just two different patterns of the structure according to the invention in the substrate.

Hinsichtlich der räumlichen Anordnung der unterschiedlichen Muster auf dem Substrat ist vorgesehen, dass die einzelnen Muster miteinander zu einem Supermuster auf einer simultan beleuchtbaren Fläche angeordnet sind. Das Supermuster ist dabei aus Superpixeln zusammengesetzt, die ihrerseits aus Subpixeln zusammengesetzt sind, wobei jedes Superpixel als Subpixel diejenigen Muster der Pixel enthält, die in ihrem jeweiligen eigenen Muster an derjenigen Position angeordnet sind, die der Position des Superpixels im Supermuster entspricht. Zur Erläuterung sei folgendes, einfaches Beispiel gegeben: Es sollen vier unterschiedliche Muster, die jeweils aus 32 x 32 Pixeln aufgebaut sind, im Rahmen der Verschränkungs-Variante auf dem Substrat positioniert werden. Dies erfolgt durch Einschreiben eines Supermusters von ebenfalls 32 x 32 Superpixeln. Jedes Superpixel ist aus vier Subpixeln aufgebaut, wobei jedes Subpixel einem Pixel eines der vier unterschiedlichen Muster entspricht. Insbesondere setzt sich das im Supermuster „oben links“ angeordnete Superpixel aus den vier jeweils in ihrem eigenen Muster „oben links“ angeordneten Pixeln als seinen Subpixeln zusammen. Analoges gilt für jedes weitere Superpixel des Supermusters.With regard to the spatial arrangement of the different patterns on the substrate, it is provided that the individual patterns are arranged together to form a super pattern on a surface that can be illuminated simultaneously. The super pattern is composed of super pixels, which in turn are composed of sub-pixels, each super pixel containing as sub-pixels those patterns of the pixels that are arranged in their own pattern at that position which corresponds to the position of the super pixel in the super pattern. The following simple example is given for explanation: Four different patterns, each made up of 32 x 32 pixels, are to be created in the frame men of the entanglement variant are positioned on the substrate. This is done by writing a super pattern, also of 32×32 super pixels. Each super pixel is made up of four sub-pixels, with each sub-pixel corresponding to a pixel of one of the four different patterns. In particular, the super-pixel arranged in the “upper left” super pattern is composed of the four pixels each arranged in its own “upper left” pattern as its sub-pixels. The same applies to each additional super pixel of the super pattern.

Bevorzugt ist dabei die Relativanordnung der den einzelnen Mustern zugehörigen Pixel als Subpixel innerhalb eines Superpixels für alle Superpixel des Supermusters identisch. Im Rahmen des obigen Beispiels könnte dies bedeuten, dass innerhalb jedes Superpixels das entsprechende Pixel des ersten Musters die Position des Subpixels „oben rechts“, das Pixel des zweiten Musters die Position des Subpixels „unten rechts“ usw. einnimmt. Auf diese Weise ergeben sich keine Verschiebungen der Abstände der jeweils einem Muster zugeordneten Pixel zueinander.The relative arrangement of the pixels belonging to the individual patterns as subpixels within a superpixel is preferably identical for all superpixels of the superpattern. In the context of the example above, this could mean that within each super-pixel, the corresponding pixel of the first pattern occupies the position of the “upper right” sub-pixel, the pixel of the second pattern occupies the position of the “lower right” sub-pixel, and so on. In this way, there are no shifts in the distances between the pixels assigned to a pattern in each case.

Im obigen Beispiel setzt sich das Supermuster vollständig aus miteinander verschränkten Hologrammen zusammen. D. h. jedes Subpixel entspricht dem Pixel eines selbst als Hologramm wirkenden Musters. Dies ist im Rahmen der Verschränkung jedoch nicht zwingend. So ist es alternativ auch möglich, ein oder mehrere Subpixel in jedem Superpixel nicht mit Pixeln eines selbst als Hologramm wirkenden Musters zu belegen; stattdessen kann vorgesehen sein, dass jedes Superpixel als eines seiner Subpixel ein Pixel eines sich über die Fläche des Supermusters erstreckenden dritten Bildes enthält. Diese besonderen Subpixel sind nicht Teil eines Hologramms, sondern direkte Bildpunkte eines nicht als Hologramm codierten Bildes. Dieses Bild, hier als drittes Bild angesprochen, wird bei beliebiger Beleuchtung direkt sichtbar- je nach Beschaffenheit des Substrats in Reflektion und/oder in Transmission, insbesondere ist keine kohärente Beleuchtung notwendig. Mit anderen Worten wird bei Betrachtung des Informationsträgers das direkte, dritte Bild stets sichtbar sein, während die als Hologramme codierten Bilder nur bei spezieller Beleuchtung mit kohärentem Licht einer geeigneten Beleuchtungswellenlänge sichtbar werden. Im Fall, dass die das direkte, dritte Bild darstellenden Subpixel als im Wesentlichen unbearbeitete Substratbereiche realisiert sind, wird das dritte Bild bei im Wesentlichen senkrechter Beobachtung sichtbar werden. Es ist bekannt, direkt beobachtbare Bilder durch Beugungsgitter zu erzeugen, sodass sich unter Weißlicht bei Änderung des Beobachtungswinkels der jeweilige Farbeindruck ändert. Derartige Bilder lassen sich gut mit erfindungsgemäßen Bildern kombinieren.In the example above, the superpattern is composed entirely of interleaved holograms. i.e. each sub-pixel corresponds to the pixel of a pattern that itself acts as a hologram. However, this is not mandatory in the context of the entanglement. As an alternative, it is also possible not to cover one or more subpixels in each superpixel with pixels of a pattern that itself acts as a hologram; instead, it can be provided that each superpixel contains as one of its subpixels a pixel of a third image extending over the surface of the superpattern. These particular sub-pixels are not part of a hologram, but direct pixels of a non-hologram encoded image. This image, referred to here as the third image, is directly visible with any lighting - depending on the nature of the substrate in reflection and/or in transmission, in particular no coherent lighting is necessary. In other words, when viewing the information carrier, the direct, third image will always be visible, while the images encoded as holograms only become visible under special illumination with coherent light of a suitable illumination wavelength. In the event that the sub-pixels representing the direct, third image are realized as essentially unprocessed substrate areas, the third image will become visible when observed essentially perpendicularly. It is known to generate directly observable images using diffraction gratings, so that the respective color impression changes under white light when the viewing angle changes. Such images can be easily combined with images according to the invention.

Der Fachmann wird erkennen, dass der Begriff der Beleuchtungswellenlänge im Kontext der vorliegenden Erfindung nicht als einschränkender Hinweis auf eine evtl. notwendige (tatsächlich aber nicht erforderliche) Verwendung monochromatischen Lichtes einer speziellen Wellenlänge zu verstehen ist. Die erläuterte Wirkung der Hologramme wird grundsätzlich bei Beleuchtung mit beliebiger Lichtfarbe eintreten. Die an den Beugungsgittern auftretende Ablenkung des Lichtes ist aber natürlich wellenlängenabhängig. Eine zu große Abweichung der tatsächlichen Beleuchtungswellenlänge von der bei der Berechnung des CGH zugrunde gelegten, „optimalen“ Beleuchtungswellenlänge mag also zu für eine tatsächliche Beobachtbarkeit im Rahmen eines konkreten experimentellen Aufbaus zu großen oder zu kleinen Abständen der rekonstruierten Bilder von der nullten Ordnung führen. Der Fachmann wird jedoch in Kenntnis der Details CGH-Berechnung bzw. dessen Herstellung einerseits und des experimentellen Aufbaus der Rekonstruktions-Apparatur andererseits ohne Schwierigkeiten das Spektrum geeigneter Beleuchtungswellenlängen bestimmen können.Those skilled in the art will recognize that the term illumination wavelength is not to be understood in the context of the present invention as a limiting reference to a possibly necessary (but actually not necessary) use of monochromatic light of a specific wavelength. The explained effect of the holograms will basically occur when illuminated with any light colour. The deflection of the light that occurs at the diffraction gratings is, of course, dependent on the wavelength. If the actual illumination wavelength deviates too much from the "optimal" illumination wavelength on which the calculation of the CGH is based, this may result in distances of the reconstructed images from the zeroth order that are too large or too small for actual observability in the context of a specific experimental setup. However, knowledge of the details of the CGH calculation and its production on the one hand and the experimental setup of the reconstruction apparatus on the other hand will enable the person skilled in the art to determine the spectrum of suitable illumination wavelengths without difficulty.

Solch computergenerierte Hologramme sind „schwarz/weiß“ codiert. Mit anderen Worten sind die Pixel erster Art einerseits und die Pixel zweiter Art andererseits untereinander jeweils gleich ausgestaltet. Dies beschränkt den Informationsinhalt des Hologramms. Ein erfindungsgemäßes Hologramm ist daher als „Graustufen“-CGH ausgebildet. So ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Pixel erster Art in mehrere Unterarten von Pixeln erster Art unterteilt sind, deren Beugungsgitter erster Art sich in ihrer Beugungseffizienz voneinander unterscheiden. Konstruktiv können sich unterschiedliche Beugungseffizienzen durch unterschiedliche Furchentiefen von ansonsten, insbesondere im Hinblick auf Linienabstand und Winkelausrichtung, gleichen Beugungsgittern realisieren. Die verschiedenen Unterarten der „aktiven“ Pixel erster Art tragen somit in unterschiedlichem Maße zur Rekonstruktion des Bildes bei. Von den „inaktiven“ Pixeln zweiter Art ausgehende Lichtanteile tragen nach wie vor nicht zur Bildrekonstruktion bei. Auch wenn im Rahmen der weiteren Beschreibung aus Gründen des erleichterten Verständnisses größtenteils nur auf Ausführungsformen ohne Effizienzstaffelung innerhalb der Pixel erster Art eingegangen wird, möge der Fachmann im Blick behalten, dass stets auch eine Ausführungsform mit gestaffelt beugungseffizienten Pixeln erster Art möglich ist.Such computer-generated holograms are "black/white" encoded. In other words, the pixels of the first type on the one hand and the pixels of the second type on the other hand are configured identically to one another. This limits the information content of the hologram. A hologram according to the invention is therefore in the form of a “grayscale” CGH. Thus, according to the invention, it is provided that the pixels of the first type are subdivided into a number of subtypes of pixels of the first type, the diffraction gratings of the first type of which differ from one another in terms of their diffraction efficiency. Structurally, different diffraction efficiencies can be realized by different groove depths of diffraction gratings that are otherwise the same, in particular with regard to line spacing and angular alignment. The different subtypes of the "active" pixels of the first type thus contribute to the reconstruction of the image to different extents. Light components emanating from the "inactive" pixels of the second type still do not contribute to the image reconstruction. Even if in the further description, for reasons of easier understanding, mostly only embodiments without efficiency staggering within the pixels of the first type are discussed, those skilled in the art should keep in mind that an embodiment with staggered diffraction-efficient pixels of the first type is always possible.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.Further features and advantages of the invention result from the following specific description and the drawings.

Figurenlistecharacter list

Es zeigen:

  • 1: eine schematische Darstellung des Verlaufs eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Informationsträgers,
  • 2: eine bereichsweise Schnittdarstellung eines resultierenden, erfindungsgemäßen Informationsträgers,
  • 3: eine schematische Darstellung des Rekonstruktionsprozesses unter Verwendung des Informationsträgers der 1 und 2,
  • 4: eine stark vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen Informationsträgers mit mehreren, zu einem Supermuster miteinander verschränkten Mustern.
Show it:
  • 1 : a schematic representation of the course of a method according to the invention for the production of an information carrier according to the invention,
  • 2 : a sectional view of a resulting information carrier according to the invention,
  • 3 : a schematic representation of the reconstruction process using the information carrier 1 and 2 ,
  • 4 : a greatly simplified representation of an information carrier according to the invention with a plurality of patterns interlaced to form a super pattern.

Beschreibung bevorzugter AusführungsformenDescription of Preferred Embodiments

Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche oder analoge Elemente hin.The same reference numbers in the figures indicate the same or analogous elements.

1 zeigt grob schematisch den Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines in 2 ausschnittsweise gezeigten, erfindungsgemäßen Informationsträgers 10 aus einem Substrat 12. Bei dem Substrat 12 kann es sich um eine Platte aus reflektivem oder transparentem Material, bspw. Glas, Quarz, Metall, Kunststoff, ein Polymer-Vorprodukt o. Ä. handeln. Die genannten optischen Eigenschaften sind in Bezug auf diejenigen Wellenlängen zu verstehen, die für die Betrachtung bzw. die Rekonstruktion des Bildes verwendet werden sollen - hier allgemein angesprochen als „die Rekonstruktionswellenlänge“ bzw. „die Betrachtungswellenlänge“. 1 shows a rough schematic of the sequence of a method according to the invention for the production of an in 2 The information carrier 10 according to the invention, shown in part, consists of a substrate 12. The substrate 12 can be a plate made of reflective or transparent material, for example glass, quartz, metal, plastic, a polymer precursor or the like. act. The optical properties mentioned are to be understood in relation to those wavelengths which are to be used for the viewing or the reconstruction of the image - referred to here generally as "the reconstruction wavelength" or "the viewing wavelength".

Im dargestellten Fall soll der Informationsträger 10 die Information des links in 1 dargestellten Motivs 14, des Logos der Anmelderin, tragen. Hierzu wird aus dem Motiv 14 mit dem Fachmann grundsätzlich bekannten Algorithmen ein CGH 16 als virtuelles Muster aus „schwarzen“ und „weißen“ Pixeln - verallgemeinert: virtuellen Pixeln erster und zweiter Art -berechnet. Das CGH 16 wird dann als Basis der Ansteuerung eines dem Fachmann grundsätzlich bekannten Zwei-Gitter-Interferometeres 18 verwendet. Dabei wird ein Laserstrahl aufgespalten und mit sich selbst interferierend überlagert, wobei die Oberfläche des Substrats 12 nahe der Fokalebene der überlagerten Laser-Teilstrahlen positioniert wird. Bei geeigneter Abstimmung von Substratmaterial, Laserwellenlänge und Laserintensität kann dadurch an der momentanen Bestrahlungsstelle ein Beugungsgitter in das Substrat eingeschrieben werden. Insbesondere ist die Wellenlänge des Lasers - die Bearbeitungswellenlänge - in einem Bereich zu wählen, in dem das Substrat 12 hinreichend hohe Absorption zeigt, sodass bei der gegebenen Laserintensität eine Materialmodifikationsschwelle des Substratmaterials, insbesondere eine Ablationsschwelle, überschritten wird. Der Laser wird gepulst betrieben. Bei jedem Puls kann eine Substratfläche mit lateraler Ausdehnung von wenigen Mikrometern bis zu einigen zehn Mikrometern bearbeitet, d. h. mit einem Beugungsgitter versehen werden. Durch pulssynchrones Verschieben des Laserstrahls relativ zum Substrat 12 kann auf diese Weise eine große Substratfläche abgerastert werden, wobei an ausgewählten Positionen tatsächlich ein Beugungsgitter 20 in das Substrat 12 eingeschrieben und andere Substratpositionen unbearbeitet gelassen (oder mit einem anders gearteten Beugungsmuster beschrieben) werden können. Jede derartige Bearbeitungsposition entspricht einem Pixel des realen, in das Substrat 12 eingeschriebenen Musters 22.In the case shown, the information carrier 10 should contain the information of the links in 1 Motif shown 14, the logo of the applicant wear. For this purpose, a CGH 16 is calculated as a virtual pattern of “black” and “white” pixels—generally: virtual pixels of the first and second type—from the motif 14 using algorithms that are fundamentally known to those skilled in the art. The CGH 16 is then used as the basis for controlling a two-grating interferometer 18, which is known in principle to a person skilled in the art. In this case, a laser beam is split up and superimposed in an interfering manner, with the surface of the substrate 12 being positioned close to the focal plane of the superimposed partial laser beams. If the substrate material, laser wavelength and laser intensity are suitably coordinated, a diffraction grating can be written into the substrate at the instantaneous irradiation point. In particular, the wavelength of the laser—the processing wavelength—must be selected in a range in which the substrate 12 shows sufficiently high absorption such that a material modification threshold of the substrate material, in particular an ablation threshold, is exceeded at the given laser intensity. The laser is operated in pulsed mode. With each pulse, a substrate surface with a lateral extent of a few micrometers up to several tens of micrometers can be processed, ie provided with a diffraction grating. By pulse-synchronously shifting the laser beam relative to the substrate 12, a large substrate area can be scanned in this way, with a diffraction grating 20 actually being written into the substrate 12 at selected positions and other substrate positions left unprocessed (or written with a different type of diffraction pattern). Each such processing position corresponds to a pixel of the real pattern 22 written in the substrate 12.

Erfindungsgemäß erfolgt die Ansteuerung des Substratbearbeitungsprozesses gemäß dem Muster des (virtuellen) CGH 16. Bspw. können diejenigen Positionen auf dem Substrat 12, die „weißen“ Pixeln im virtuellen Muster 16 entsprechen, mit einem Beugungsgitter erster Art belegt werden, während diejenigen Positionen auf dem Substrat 12, die „schwarzen“ Pixeln im virtuellen Muster 16 entsprechen, unbearbeitet bleiben. Das reale Hologramm 22 ist also aus Pixeln erster und zweiter Art zusammengesetzt, die sich untereinander dadurch unterscheiden, dass die Pixel erster Art ein Beugungsgitter erster Art tragen, während die Pixel zweiter Art dies nicht tun. According to the invention, the substrate processing process is controlled according to the pattern of the (virtual) CGH 16. For example, those positions on the substrate 12 that correspond to "white" pixels in the virtual pattern 16 can be covered with a first-type diffraction grating, while those positions on the Substrate 12 corresponding to "black" pixels in virtual pattern 16 remain unprocessed. The real hologram 22 is therefore composed of pixels of the first and second type, which differ from one another in that the pixels of the first type carry a diffraction grating of the first type, while the pixels of the second type do not.

2 zeigt einen resultierenden Informationsträger 10 in einer Schnittansicht, die einen Bereich von etwas mehr als drei Pixeln überspannt. Die beiden äußeren, vollständig dargestellten Pixel sind Pixel erster Art, d. h. sie tragen ein Beugungsgitter erster Art 20. Das mittlere dargestellte Pixel ist ein Pixel zweiter Art, d. h. es trägt kein Beugungsgitter erster Art 20. Bei der dargestellten Ausführungsform bestehen die Pixel zweiter Art insbesondere aus unbearbeitetem Substrat. 2 Figure 1 shows a resulting information carrier 10 in a sectional view spanning an area of slightly more than three pixels. The two outer pixels shown in full are first type pixels, ie they carry a first type grating 20. The central pixel shown is a second type pixel, ie it does not carry a first type grating 20. In the illustrated embodiment, the second type pixels exist in particular from unprocessed substrate.

Bei Beleuchtung des Informationsträgers 10 - in 2 dargestellt ist ein in Normalenrichtung auf einen reflektiven Informationsträger 10 einfallendes Beleuchtungs- bzw. Rekonstruktionslicht 24 - werden auf ein Pixel erster Art auftreffende Lichtanteile primär in die erste Beugungsordnung (+1. und -1. Ordnung) gebeugt, während auf ein Pixel zweiter Art auftreffende Lichtanteile im Wesentlichen rückreflektiert werden (nullte Ordnung). Unter dem der ersten Beugungsordnung zugeordneten Betrachtungswinkel überlagern sich daher die von den Pixeln erster Art stammenden Lichtanteile, während die Pixel zweiter Art unter diesem Betrachtungswinkel als „dunkle“ Abstandhalter wirken. Unter diesem Betrachtungswinkel, d. h. in der ersten Beugungsordnung, wird also das im Muster codierte Bild ebenso rekonstruiert, wie dies bei einem normalen, aus echt schwarzen und weißen Pixeln aufgebauten Hologramm in der nullten Ordnung der Fall wäre.With illumination of the information carrier 10 - in 2 Illumination or reconstruction light 24 incident on a reflective information carrier 10 in the normal direction is shown - light components incident on a pixel of the first type are primarily diffracted into the first diffraction order (+1st and -1st order), while those incident on a pixel of the second type Light components are essentially reflected back (zero order). Under the viewing angle associated with the first diffraction order, the light components originating from the pixels of the first type are superimposed, while the pixels of the second type act as "dark" spacers at this viewing angle. Under this viewing angle, ie in the first diffraction order, the image encoded in the pattern is reconstructed in the same way as would be the case in the zeroth order with a normal hologram made up of true black and white pixels.

3 zeigt den Rekonstruktionsprozess in globalerer Darstellung. Der Informationsträger 10 wird mit dem kohärenten Rekonstruktionslicht 24 beleuchtet. Bei der Rekonstruktion entsteht in jeder Beugungsordnung (bezogen auf das Beugungsgitter der Pixel erster Art) ein reelles Doppelbild 26 des im Muster 22 holografisch codierten Motivs 14. Zu beachten ist dabei, dass sich die beiden einzelnen Bilder des besagten Doppelbildes punktsymmetrisch zueinander verhalten. Die Ablenkung, die das Doppelbild relativ zur nullten Beugungsordnung, d. h. zu direkt reflektiertem Rekonstruktionslicht 24 erfährt, hängt bei gegebenem Beleuchtungswinkel von der Winkelausrichtung und vom Linienabstand des Beugungsgitters 20 der Pixel erster Art ab. 3 shows the reconstruction process in a more global representation. The information carrier 10 is illuminated with the coherent reconstruction light 24 . During the reconstruction, a real double image 26 of the motif 14 holographically encoded in the pattern 22 is created in each diffraction order (relative to the diffraction grating of the pixels of the first type). It should be noted that the two individual images of said double image are point-symmetrical to one another. The deflection experienced by the double image relative to the zeroth order of diffraction, ie to directly reflected reconstruction light 24, depends on the angular orientation and on the line spacing of the diffraction grating 20 of the first-type pixels for a given illumination angle.

Bereits bei dieser einfachsten Ausführungsform der Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass sich das rekonstruierte Bild 26 nicht mit dem direkt reflektierten Licht der nullten Ordnung überlagert und daher in einem vorhersagbaren Winkelbereich klar zu erkennen ist.Even with this simplest embodiment of the invention, there is the advantage that the reconstructed image 26 is not superimposed with the directly reflected light of the zeroth order and can therefore be clearly recognized in a predictable angle range.

Die besondere Stärke der vorliegenden Erfindung liegt jedoch in der Möglichkeit, auf einer begrenzten Fläche mehrere, gleichzeitig rekonstruierbare Bilder zu hinterlegen. Zwei Varianten sind in den 4a und 4b dargestellt, die das Prinzip in äußerst vereinfachter Darstellung illustrieren sollen.The particular strength of the present invention, however, lies in the possibility of storing several images that can be reconstructed simultaneously on a limited area. Two variants are in the 4a and 4b shown, which are intended to illustrate the principle in an extremely simplified representation.

Gemäß 4a sollen zwei Motive 14a, 14b holografisch codiert auf dem Informationsträger 10 hinterlegt werden. Hierzu werden die entsprechenden (virtuellen) CGH berechnet und entsprechende Muster 22a, 22b in das Substrat 12 eingeschrieben. Durch einen Reproduktionsprozess gemäß 3 können bei separater Beleuchtung der Muster 22a, 22b die Bilder 26a, 26b erzeugt werden. Dargestellt sind jeweils die Doppelbilder der +1. und -1. Ordnung, die sich um die als zentraler Punkt dargestellte, nullte Ordnung gruppieren, wie durch entsprechende Ordnungszahlen in den Figuren angedeutet. Die Positionen der Doppelbilder im rekonstruierten Bild 26a relativ zur zugehörigen nullten Ordnung unterscheiden sich von den entsprechenden Positionen im rekonstruierten Bild 26b, da sich die Beugungsgitter erster Art 20a im Muster 22a von den Beugungsgittern erster Art 20b im Muster 22b hinsichtlich der Winkellage ihrer Gitterlinien unterscheiden.According to 4a two motifs 14a, 14b are to be deposited on the information carrier 10 in holographically encoded form. For this purpose, the corresponding (virtual) CGH are calculated and corresponding patterns 22a, 22b are written into the substrate 12. FIG. Through a reproductive process according to 3 the images 26a, 26b can be generated with separate illumination of the patterns 22a, 22b. Shown are the double images of the +1. and -1. Order grouping around the zeroth order shown as the central point, as indicated by corresponding ordinal numbers in the figures. The positions of the double images in the reconstructed image 26a relative to the associated zeroth order differ from the corresponding positions in the reconstructed image 26b, since the diffraction gratings of the first type 20a in the pattern 22a differ from the diffraction gratings of the first type 20b in the pattern 22b with regard to the angular position of their grating lines.

4b zeigt, wie die Muster 22a, 22b zu einem Supermuster 22* miteinander verschränkt in das Substrat 12 eingeschrieben sind. Dabei ist jedes Superpixel des Supermusters 22* nach Zeile und Spalte mit römischen Ziffern (Zeilen) und lateinischen Großbuchstaben (Spalten) bezeichnet. Bei der gezeigten Ausführungsform besteht jedes Superpixel aus vier Subpixeln. Das in jedem Superpixel jeweils oben links angeordnete Subpixel entspricht dem korrespondierenden Pixel des Musters 22a; das in jedem Superpixel unten rechts angeordnete Subpixel entspricht dem korrespondierenden Pixel des Musters 22b. So enthält das Superpixel A/IV als sein oben links angeordnetes Subpixel das Pixel a/4 des Musters 22a und als sein unten rechts angeordnetes Subpixel das Pixel a/4 des Musters 22b. Bei der dargestellten Ausführungsform sind in jedem Superpixel nur zwei seiner Subpixel, nämlich das jeweils oben links und das jeweils unten rechts angeordnete Subpixel, einem der als Hologramme wirkenden Muster 22a, 22b zugeordnet. Die beiden jeweils übrigen Subpixel, nämlich das jeweils oben rechts und das jeweils unten links angeordnete Subpixel, sind hingegen keinem als Hologramm wirkenden Muster zugeordnet. Es ist ohne weiteres möglich, auch diese Subpixel entsprechend zu belegen. Alternativ ist denkbar, diese Subpixel zu Realisierung eines sich über die Fläche des Supermusters 22* erstreckenden, realen, d. h. nicht holografisch codierten, Bildes, insbesondere eines Bildes mit beobachtungswinkelabhängiger Farbgebung, zu nutzen. 4b 12 shows how the patterns 22a, 22b are written into the substrate 12 interlaced with one another to form a superpattern 22*. Each super pixel of the super pattern 22* is denoted by row and column with Roman numerals (rows) and capital Latin letters (columns). In the embodiment shown, each super pixel consists of four sub-pixels. The sub-pixel arranged at the top left of each super-pixel corresponds to the corresponding pixel of the pattern 22a; the sub-pixel located at the bottom right of each super-pixel corresponds to the corresponding pixel of pattern 22b. Thus, the super-pixel A/IV contains as its upper-left sub-pixel the pixel a/4 of the pattern 22a and as its lower-right sub-pixel the pixel a/4 of the pattern 22b. In the embodiment shown, only two of its sub-pixels, namely the sub-pixel arranged at the top left and the sub-pixel at the bottom right, are assigned to one of the patterns 22a, 22b acting as holograms in each superpixel. In contrast, the two remaining subpixels, namely the top right subpixel and the bottom left subpixel, are not assigned to a pattern acting as a hologram. It is easily possible to also assign these subpixels accordingly. Alternatively, it is conceivable to use these subpixels to realize a real, ie not holographically encoded, image extending over the surface of the super pattern 22*, in particular an image with coloring dependent on the viewing angle.

Wird von keiner dieser Möglichkeiten Gebrauch gemacht, führt, wie in 4b dargestellt, die simultane Beleuchtung des gesamten Supermusters 22* zur simultanen Rekonstruktion der Bilder 26a, 26b, wobei sich diese aufgrund der unterschiedlichen Ausrichtung ihrer jeweiligen Beugungsgitter erster Art 20a, 20b in unterschiedlichen Raumbereichen zeigen.If none of these options are used, as in 4b shown, the simultaneous illumination of the entire super pattern 22* for the simultaneous reconstruction of the images 26a, 26b, these being shown in different spatial regions due to the different alignment of their respective diffraction gratings of the first type 20a, 20b.

Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum von Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben. Insbesondere sei darauf hingewiesen, dass die in den Figuren zur optischen Trennung der Superpixel, Pixel bzw. Subpixel dargestellten Linien normalerweise keine Entsprechung in der Realität haben.Of course, the embodiments discussed in the specific description and shown in the figures only represent illustrative exemplary embodiments of the present invention. In particular, it should be pointed out that the lines shown in the figures for the optical separation of the superpixels, pixels or subpixels normally have no correspondence in reality.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Informationsträgerinformation carrier
1212
Substratsubstrate
14, 14a, 14b14, 14a, 14b
Motivmotive
1616
virtuelles Muster, CGHvirtual pattern, CGH
1818
Zwei-Gitter-InterferometerTwo-grating interferometer
20, 20a, 20b20, 20a, 20b
Beugungsgitter erster ArtDiffraction grating of the first kind
22, 22a, 22b22, 22a, 22b
MusterPattern
22*22*
Supermustersuper pattern
2424
Rekonstruktionslicht, Beleuchtungslichtreconstruction light, illumination light
26, 26a, 26b26, 26a, 26b
rekonstruiertes Bildreconstructed image

Claims (9)

Informationsträger (10), umfassend ein Substrat (12), in das ein aus jeweils einer Mehrzahl von Pixeln erster Art und Pixeln zweiter Art zusammengesetztes, erstes Muster (22, 22a) eingeschrieben ist, welches bei Beleuchtung mit kohärentem Licht vorgegebener Beleuchtungswellenlänge durch Interferenz von mit seinen Pixeln interagierenden Lichtanteilen als ein ein erstes Bild codierendes, erstes Hologramm wirkt, wobei jedes Pixel erster Art ein Beugungsgitter erster Art (20, 20a) trägt und jedes Pixel zweiter Art entweder kein Beugungsgitter trägt oder ein Beugungsgitter zweiter Art trägt, welches sich von dem Beugungsgitter erster Art (20, 20a) durch die Anordnung seiner Gitterlinien unterscheidet,, wobei in das Substrat (12) wenigstens ein zu dem ersten Muster (22a) analog aufgebautes, als ein ein zweites Bild codierendes, zweites Hologramm wirkendes, zweites Muster (22b) eingeschrieben ist, wobei sich die Beugungsgitter erster Art (20a, 20b) der den verschiedenen Mustern (22a, 22b) zugehörigen Pixel erster Art in der Anordnung ihrer Gitterlinien unterscheiden und die einzelnen Muster (22a, 22b) miteinander zu einem Supermuster (22*) verschränkt auf einer simultan beleuchtbaren Fläche angeordnet sind dadurch gekennzeichnet, dass die Pixel erster Art in mehrere Unterarten von Pixeln erster Art unterteilt sind, deren Beugungsgitter erster Art (20a, 20b) sich in ihrer Beugungseffizienz voneinander unterscheiden.Information carrier (10), comprising a substrate (12), in which a first pattern (22, 22a) composed of a plurality of pixels of the first type and pixels of the second type is inscribed, which when illuminated with coherent light of a predetermined illumination wavelength by interference of light components interacting with its pixels acts as a first hologram encoding a first image, each first type pixel carrying a first type diffraction grating (20, 20a) and each second type pixel carrying either no diffraction grating or carrying a second type diffraction grating which differs from differs from the diffraction grating of the first type (20, 20a) by the arrangement of its grating lines, wherein at least one second pattern ( 22b) is inscribed, the diffraction gratings of the first type (20a, 20b) of the various patterns (22a, 22b) being drawn corresponding pixels of the first type differ in the arrangement of their grid lines and the individual patterns (22a, 22b) are arranged interlaced with one another to form a super pattern (22*) on a surface that can be illuminated simultaneously, characterized in that the pixels of the first type are divided into several subtypes of pixels of the first type are subdivided, the diffraction gratings of the first type (20a, 20b) differ from one another in their diffraction efficiency. Informationsträger (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Beugungsgitter erster Art (20a, 20b) der den verschiedenen Mustern (22a, 22b) zugehörigen Pixel erster Art in der Winkelausrichtung ihrer Gitterlinien unterscheiden.Information carrier (10) after claim 1 , characterized in that the diffraction gratings of the first type (20a, 20b) of the pixels of the first type belonging to the different patterns (22a, 22b) differ in the angular orientation of their grating lines. Informationsträger (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Beugungsgitter erster Art (20a, 20b) der den verschiedenen Mustern (22a, 22b) zugehörigen Pixel erster Art im Linienabstand ihrer Gitterlinien unterscheiden.Information carrier (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the diffraction gratings of the first type (20a, 20b) of the pixels of the first type associated with the different patterns (22a, 22b) differ in the line spacing of their grating lines. Informationsträger (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Supermuster (22*) aus Superpixeln zusammengesetzt ist, die ihrerseits aus Subpixeln zusammengesetzt sind, wobei jedes Superpixel als Subpixel diejenigen Pixel der Muster (22a, 22b) enthält, die in ihrem jeweiligen Muster (22a, 22b) an derjenigen Position angeordnet sind, die der Position des Superpixels im Supermuster (22*) entspricht.Information carrier (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the super pattern (22*) is composed of super pixels, which in turn are composed of sub-pixels, each super pixel containing as sub-pixels those pixels of the pattern (22a, 22b) which in are arranged in their respective pattern (22a, 22b) at that position which corresponds to the position of the super pixel in the super pattern (22*). Informationsträger (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativanordnung der den einzelnen Mustern (22a, 22b) zugehörigen Pixel als Subpixel innerhalb eines Superpixels für alle Superpixel des Supermusters (22*) identisch ist.Information carrier (10) after claim 4 , characterized in that the relative arrangement of the pixels belonging to the individual patterns (22a, 22b) as sub-pixels within a super-pixel is identical for all super-pixels of the super-pattern (22*). Informationsträger (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Superpixel als eines seiner Subpixel ein Pixel eines sich über die Fläche des Supermusters (22*) erstreckenden, dritten Bildes enthält.Information carrier (10) according to one of the preceding claims, characterized in that each superpixel contains as one of its subpixels a pixel of a third image extending over the surface of the superpattern (22*). Verfahren zur Herstellung eines Informationsträgers (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen eines Substrates (12) aus einem Licht einer vorgegebenen Beleuchtungswellenlänge transmittierenden oder reflektierenden und Licht einer Bearbeitungswellenlänge absorbierenden Substratmaterial, b) Bereitstellen eines aus einer Mehrzahl von virtuellen Pixeln erster und zweiter Art zusammengesetzten, virtuellen Musters (16), welches ein ein Bild codierendes Hologramm repräsentiert, c) pixelweise selektives, dem virtuellen Muster (16) derart entsprechendes Bestrahlen des Substrates (12) mit Lichtpulsen der Bearbeitungswellenlänge und einer wenigstens bereichsweise oberhalb einer Bearbeitungsschwelle des Substratmaterials liegenden Energiedichte, dass an jeder einem virtuellen Pixel erster Art entsprechenden Position des Substrates (12) zur Schaffung eines Pixels erster Art ein Beugungsgitter erster Art (20) eingeschrieben wird.Method for producing an information carrier (10) according to one of the preceding claims, comprising the steps: a) providing a substrate (12) made of a substrate material that transmits or reflects light of a predetermined illumination wavelength and absorbs light of a processing wavelength, b) providing a virtual pattern (16) composed of a plurality of virtual pixels of the first and second type, which represents a hologram encoding an image, c) pixel-by-pixel selective irradiation of the substrate (12), corresponding to the virtual pattern (16), with light pulses of the processing wavelength and an energy density at least in some areas above a processing threshold of the substrate material, such that at each position of the substrate (12) corresponding to a virtual pixel of the first type writing a first type diffraction grating (20) to create a first type pixel. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Pixel zweiter Art unbearbeitet bleiben.procedure after claim 7 , characterized in that the pixels of the second type remain unprocessed. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlung des Substrates (12) mit einem gepulsten, mittels eines Zwei-Gitter-Interferometers (18) mit sich selbst zur interferierenden Überlagerung gebrachten Laserstrahl erfolgt, sodass die für die Schaffung von Pixeln erster Art bestimmten Substratpositionen nacheinander mit einem liniengitterartig intensitätsmodulierten Bestrahlungsmuster bestrahlt werden.Procedure according to one of Claims 7 until 8th , characterized in that the substrate (12) is irradiated with a pulsed laser beam brought to interfering superimposition with itself by means of a two-grating interferometer (18), so that the substrate positions intended for the creation of pixels of the first type are successively line grating-like intensity-modulated irradiation pattern are irradiated.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994028444A1 (en) 1993-05-25 1994-12-08 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Multiple image diffractive device
EP0762238A1 (en) 1995-08-21 1997-03-12 Landis & Gyr Technology Innovation AG Information carrier with diffractive structure
DE102004003984A1 (en) 2004-01-26 2005-08-11 Giesecke & Devrient Gmbh Lattice image with one or more grid fields
DE102008024147A1 (en) 2008-05-19 2009-11-26 Ovd Kinegram Ag Optical security element
EP2547486B1 (en) 2010-04-16 2016-03-02 Laser-Laboratorium Göttingen E.V. Method of and device for the spatially periodic modification of a substrate surface using a telecentric f-theta lens

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5784200A (en) * 1993-05-27 1998-07-21 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Difraction grating recording medium, and method and apparatus for preparing the same
GB0117391D0 (en) * 2001-07-17 2001-09-05 Optaglio Ltd Optical device and method of manufacture

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994028444A1 (en) 1993-05-25 1994-12-08 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Multiple image diffractive device
EP0762238A1 (en) 1995-08-21 1997-03-12 Landis & Gyr Technology Innovation AG Information carrier with diffractive structure
DE102004003984A1 (en) 2004-01-26 2005-08-11 Giesecke & Devrient Gmbh Lattice image with one or more grid fields
DE102008024147A1 (en) 2008-05-19 2009-11-26 Ovd Kinegram Ag Optical security element
EP2547486B1 (en) 2010-04-16 2016-03-02 Laser-Laboratorium Göttingen E.V. Method of and device for the spatially periodic modification of a substrate surface using a telecentric f-theta lens

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