CZ304065B6

CZ304065B6 - Diffractive element and method of making the diffractive element

Info

Publication number: CZ304065B6
Application number: CZ20120524A
Authority: CZ
Inventors: Ryzí@Zbynek
Original assignee: Iq Structures S.R.O.
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2013-09-18
Also published as: WO2014019558A1; CZ2012524A3

Abstract

In the present invention, there is disclosed a diffractive element (2) comprising a plurality of rectangular grid pixels (1) with a grid structure with grid period (D) and incline (a), wherein at least some grid pixels (1) have different grid period (D) and/or a different grid incline (a) and at least some grid pixels (1) follow close up with each other. The plurality of the grid pixels (1) comprises grid pixels (1) of different size (Lx) and (Ly), wherein the size (Lx) and (Ly) of the grid pixels (1) of the same grid period (D) and the same incline (a) is such that the lines of the grid structures of these adjacent grid pixels (1) with the same grid period (D) and the same grid incline (a) follow up continuously on a common border line with each other. The present invention also describes a method of making the diffractive element (2).

Description

Difraktivní prvek a způsob vytvoření difraktivního prvkuDiffractive element and method of creating a diffractive element

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká difraktivního prvku, zahrnujícího množinu pravoúhlých mřížkových pixelů s mřížkovou strukturou s periodou mřížky a sklonem mřížky, přičemž alespoň některé mřížkové pixely mají odlišnou periodu mřížky a/nebo odlišný sklon mřížky a alespoň některé mřížkové pixely na sebe těsně navazují. Vynález se dále týká způsobu vytvoření difraktivního prvku.The invention relates to a diffractive element comprising a plurality of rectangular grating pixels having a grating structure having a grating period and a grating slope, wherein at least some grating pixels have a different grating period and / or a different grating slope and at least some grating pixels are closely adjacent. The invention further relates to a method of forming a diffractive element.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Optické prvky difraktivního charakteru se používají k zabezpečení či ověřování pravosti výrobků, dokumentů, cenin apod. jsou často známé pod názvem „bezpečnostní hologramy“ nebo také „bezpečnostní difraktivní opticky variabilní prvky“ (anglicky „security diffractive opically variable image devices“ - security DOVIDs). Tyto optické prvky jsou charakteristické svou vnitřní mikrostrukturou, jejíž detaily jsou typicky srovnatelné s vlnovou délkou nebo jejími několika násobky. Typickým a také základním představitelem takové struktury je difrakční mřížka.Diffractive optical elements are used to secure or authenticate products, documents, valuables, etc., often known as "security holograms" or "security diffractive opically variable image devices" (security DOVIDs) . These optical elements are characterized by their internal microstructure, the details of which are typically comparable to or a few times its wavelength. A typical and basic representative of such a structure is the diffraction grating.

Difrakční mřížka je struktura složená ze sady periodicky se opakujících linií o daném rozestupu (periodě) a úhlu natočení (sklonu).A diffraction grating is a structure composed of a set of periodically repeating lines of a given spacing and angle of inclination.

Difrakční mřížka rozkládá dopadající bílé světlo na barevné spektrum a zároveň mění jeho směr šíření. Pozorovatel pak vnímá světlo propuštěné či odražené mřížkou v různých barevných odstínech v závislosti na úhlu pozorování či úhlu dopadu.The diffraction grating decomposes the incident white light into a color spectrum and at the same time changes its direction of propagation. The observer then perceives the light transmitted or reflected by the grid in different colors depending on the viewing angle or the angle of incidence.

Je-li více mřížkových struktur komponováno na ploše do složitějšího obrazce, může pozorovatel vnímat odražené či prošlé světlo ve formě obrazu.When multiple lattice structures are composed on a surface into a more complex pattern, the observer can perceive reflected or transmitted light in the form of an image.

Tento obraz pak může být dvourozměrný (podobně jako tištěná grafika), nebo trojrozměrný (podobně jako stereoskopický obraz či hologram), přičemž oba typy obrazů mohou vykazovat dynamické vlastnosti (tj. grafické či holografické motivy se proměňují) v závislosti na úhlu dopadu světla či úhlu pozorování.The image may then be two-dimensional (similar to printed graphics) or three-dimensional (similar to a stereoscopic image or hologram), both of which may exhibit dynamic properties (i.e., graphic or holographic motifs vary) depending on the angle of incidence of light or angle observation.

Vytváření difraktivního obrazu pomocí sofistikovaného skládání elementárních difrakčních mřížek do složitých obrazců je běžným způsobem tvorby takovýchto obrazů. Předlohou pro takovéto skládání tvoří často sada grafických motivů, které jsou převedeny do plochy difraktivního obrazu často právě ve formě elementárních mřížek, tzv. mřížkových pixelů.Creating a diffractive image by sophisticated folding of elementary diffraction gratings into complex patterns is a common way of producing such images. The basis for such a composition is often a set of graphic motifs, which are converted into the area of a diffractive image often in the form of elementary grids, so-called grid pixels.

K tomuto způsobu tvorby difraktivních obrazů došlo zejména s rozvojem výpočetní techniky a počítačové grafiky, která umožnila zpracovávat velké množství grafických dat na úrovni jednotlivých grafických bodů (grafických pixelů). Současně se rozvíjely pixelově orientované způsoby záznamu difraktivních obrazů. Jedním ze způsobu takového záznamu je například tzv. dot-matrix záznam, zapisující elementární mřížkové pixely pomocí interferujících laserových svazků. Dalšími způsoby zápisu mřížkových pixelů pak může být zápis pomocí laserová nebo elektronová litografie.This method of creation of diffractive images occurred mainly with the development of computer technology and computer graphics, which enabled the processing of large amounts of graphic data at the level of individual graphic points (graphic pixels). Simultaneously, pixel-oriented ways of recording diffractive images were developed. One method of such recording is, for example, a dot-matrix recording, writing elementary grid pixels by means of interfering laser beams. Other methods of writing the grid pixels may be laser or electron beam lithography.

U pixelového zápisu, ať již typu dot-matrix nebo využívajícího přímého zápisu laserovým či elektronovým svazkem, nabývá vnitřní mřížková struktura a polohování jednotlivých čar v zapisovaném mřížkovém pixelů významu v případech, kdy velikost pixelů klesá pod hodnotu cca 25 mikrometrů (lOOOdpi) a zejména pak pod hodnotu cca 10 mikrometrů (2500dpi). Jak se zmenšuje plocha pixelů, dochází k nárůstu plochy hraničních oblastí,, kde nemusí být mřížka plně vykreslena (proexponována), což může mít za následek pokles jasu difraktivního obrazu z mřížkových pixelů složeného. Hraniční oblasti jsou zejména problémem pro dot-matrixovéIn dot-matrix pixel writing, whether using laser or electron beam direct writing, the internal grid structure and positioning of individual lines in the written grid pixels becomes more important when the pixel size drops below about 25 microns (100dpi), and in particular below about 10 micrometers (2500dpi). As the area of the pixels decreases, the area of the boundary areas increases where the grid may not be fully rendered (overexposed), which may result in a decrease in the brightness of the diffractive image from the composite grid pixels. Border areas are particularly a problem for dot matrix

- 1 CZ 304065 B6 způsoby zápisu, kde na hranicích často dochází k méně efektivnímu prokreslení mřížek v důsledku nerovnoměrného rozložení intenzity v záznamových laserových svazcích, nebo difrakčních jevů na okrajích tvarovaných pixelů. Zmenšováním plochy pixelů za účelem zvýšení rozlišení je navíc zmenšován počet čar mřížky, což je také doprovázeno snížením intenzity vyzařování takového pixelů do žádoucího směru, resp. zvyšováním úhlového rozptylu.Typically, there are often less effective plotting of grids at the borders due to uneven intensity distribution in the recording laser beams or diffraction phenomena at the edges of the shaped pixels. In addition, by decreasing the pixel area to increase the resolution, the number of grid lines is reduced, which is also accompanied by a decrease in the radiation intensity of such pixels in the desired direction, respectively. by increasing angular dispersion.

Dalším parametrem, který může podstatně ovlivnit jas pozorovaného difraktivního obrazu složeného z mřížkových pixelů, je relativní poloha mřížkových čar v sousedních pixelech. Pokud na sebe mřížkové čáry nenavazují, tj. jeví se uskočené, dochází v takových případech taktéž poklesu jasu výsledného difraktivního obrazu. Dopadající světlo, které difraktuje na navazujících mřížkách se k pozorovateli šíří tak zvaně ve fázi, tj. světelné vlny difraktující na sousedních mřížkách se zesilují (hřebeny se vln se šiří společně). Naopak, světlo difraktující na nenavazujících sousedních mřížkách se zeslabuje, protože vlny se nešíří ve fázi (hřebeny a údolí světelných vln se částečně eliminují), a v extrémním případě se šíří v protifázi. K zeslabování světelných vln dochází, tehdy, když se vlny z jednotlivých pixelů šíří stejným směrem (tj. mřížková struktura má stejný sklon a periodu) a částečně se překrývají díky rozptylovým jevům. Ty jsou přitom tím větší, čím je velikost mřížkového pixelů menší.Another parameter that can substantially affect the brightness of the observed diffractive image composed of grid pixels is the relative position of the grid lines in adjacent pixels. If the grid lines do not follow each other, that is, they appear skewed, the brightness of the resulting diffractive image also decreases in such cases. The incident light diffracting on the adjacent grids propagates to the observer in a so-called phase, ie the light waves diffracting on adjacent grids are amplified (the ridges of the waves propagate together). Conversely, light diffracting on non-adjacent adjacent grids diminishes as the waves do not propagate in phase (ridges and valleys of light waves are partially eliminated), and in the extreme case they propagate in a counter-phase. The attenuation of light waves occurs when waves from individual pixels propagate in the same direction (i.e., the grid structure has the same slope and period) and partially overlap due to scattering phenomena. These are the larger the size of the grid pixels.

U typického dot-matrix zápisu, tj. zápisu interferujícími laserovými svazky fokusovanými do malé plochy, je poloha neboli fáze mřížkových linií uvnitř pixelů zcela náhodná. Řízení fáze mřížkových linií vyžaduje velmi složité a extrémně přesné zápisové zařízení, jehož pořízení a provoz by byl pro zápis difraktivních obrazů zřejmě neekonomický. Zařízení, která umožňují řídit fázi mřížkových linií však byla vytvořena a jsou v praxi používána, většinou však po optické aplikace. Příkladem je například zařízení zvané „Nanoruler“ (C.-H. Chang, C. Joo, Juan Montoya, Dr. Ralf Heilmann, „The MÍT Nanoruler: A Tool for Patteming Nano-Accurate Gratings“). Přestože není fáze mřížkových struktur u dot-matrix zápisu řešena, a je náhodná, může být tato skutečnost v praxi využita pro určení pravosti zapsaného difraktivního obrazu vzhledem k tomu, že dvě různá zařízení typu dot-matrix nebudou moci naexponovat mřížkové pixely se stejným polohováním mřížkových linií (viz například článek „Identifying a dot-matrix hologram by the deviations of the fringe positions of its grating dots“, Sheng Lih Yeh, Opt. Eng. 45, 075803, Jul 07, 2006).In a typical dot-matrix notation, i.e. notation by interfering laser beams focused on a small area, the position or phase of the grid lines within the pixels is entirely random. Grid line phase control requires a very complex and extremely accurate recording device, the acquisition and operation of which would be uneconomical to write diffractive images. However, devices that allow to control the phase of the grid lines have been developed and are used in practice, but mostly after optical applications. An example is a device called “Nanoruler” (C.-H. Chang, C. Joo, Juan Montoya, Dr. Ralf Heilmann, “The Nanoruler: A Tool for Patteming Nano-Accurate Gratings”). Although the dot-matrix notation phase phase is not addressed and is random, this fact can be used in practice to determine the authenticity of a written diffractive image since two different dot-matrix devices will not be able to expose grid pixels with the same positioning of the lattice lines (see, for example, "Identifying a dot-matrix hologram by the deviations of the fringe positions of its grating dots", Sheng Lih Yeh, Opt. Eng. 45, 075803, Jul 07, 2006).

U přímého, tj. neinterferenčního způsobu zápisu laserovým nebo elektronovým svazkem je poloha linií řízena přímo. Přímé řízení umožňuje vytvářet mřížkové struktury tak, aby na se v sousedních pixelech navazovaly a maximalizovaly tak jas zapisovaného difraktivního obrazu. Pokud je však přímý zápis limitován mezním rozlišením potahování zapisujícího svazku (typicky v submikrometrové až nanometrové oblasti) může mít zápis mřížkového pixelů, tak aby linie mřížek v sousedních pixelech navazovaly, svá omezení. Jsou-li pixely o dané velikosti po ploše difraktivního obrazu roztaženy pravidelně, jako například v typické grafické bitmapě, a jsou-li vyplněny mřížkovou strukturou stejného typu (např. představují-1 i jeden grafický motiv difraktivního obrazu), není obecně zjištěno, že mřížkové linie na sebe budou navazovat. Pro určité parametry mřížkové struktury (sklon a periodu) bude mřížková struktura zápisové body navazovat a pro určité parametry navazovat nebudeIn the direct, i.e. non-interference method of writing by laser or electron beam, the position of the lines is controlled directly. Direct control makes it possible to create grid structures so that they are contiguous in adjacent pixels to maximize the brightness of the written diffractive image. However, if direct write is limited by the marginal resolution of the writer beam coating (typically in the submicrometer to nanometer range), the write-in of the grid pixels may have its boundaries in adjacent pixels. If pixels of a given size are stretched regularly across the diffractive image area, such as in a typical graphic bitmap, and if they are filled with a grid structure of the same type (eg, they represent one graphical motif of a diffractive image), it is generally not found that the lines will build on each other. For certain parameters of the lattice structure (slope and period) the lattice structure will follow the write points and for certain parameters it will not

Je to dáno tím, že tvar, plocha pixelů, roztažení pixelů po ploše a mezní rozlišení zápisu (bodový rastr), jsou pevně dané. Důsledky navazování či nenavazování mřížkových liniích se projeví ve vyzařovacích charakteristikách difraktivního obrazu vyplněného příslušným mřížkovým pixelem.This is due to the fact that the shape, the area of the pixels, the stretch of the pixels across the area and the marginal resolution of the notation (dot grid) are fixed. The consequences of linking or not binding grid lines will be reflected in the radiation characteristics of the diffractive image filled with the respective grid pixel.

Typický difraktivní obraz obsahuje řadu grafických motivů, lišících se zejména barvou, a směrem vyzařování, které mohou být v digitální podobě reprezentovány bitmapovou mapou - tj. pixely uspořádanými v pravidelném pravoúhlém rastu. Pixely difraktivního obrazu se nazývají mřížkové pixely. Při tvorbě grafiky má pixelové uspořádání tu výhodu, že je lze generovat standardními softwarovými grafickými nástroji.A typical diffractive image contains a number of graphic motifs, differing in particular in color and radiation direction, which can be represented in digital form by a bitmap - ie pixels arranged in regular rectangular growth. The pixels of a diffractive image are called grid pixels. When creating graphics, the pixel layout has the advantage that they can be generated by standard software graphics tools.

-2CZ 304065 Β6-2GB 304065 Β6

Vnitřní struktura mřížkového pixelu má formu mřížkových linií, jejichž perioda a sklon určují základní vyzařovací charakteristiky, tj. barevnost a směr vyzařování.The internal structure of the grid pixel takes the form of grid lines whose period and inclination determine the basic radiation characteristics, ie the color and direction of radiation.

Možnost libovolné volby sklonu a periody mřížky má zásadní vliv na možnosti designu difraktivního obrazu - škála barev a vyzařovacích úhlů tak může být téměř spojitá. To dává volnost grafikovi při návrhu difraktivního obrazu, a umožňuje mu tak navrhovat jejich kvalitnější podobu. V analogii s klasickou grafikou - je možné navrhovat obrázky když máme k dispozici jen 256 odstínů barev (tzv. 8-bitová grafika) anebo přes 16 miliónů odstínů (tzv. 24-bitová grafika).The possibility of arbitrary choice of inclination and lattice period has a major influence on the possibilities of diffractive image design - the range of colors and beam angles can be almost continuous. This gives the graphic designer the freedom to design a diffractive image, allowing him to design a better quality image. In analogy to classic graphics - it is possible to design images when we have only 256 shades of color (so-called 8-bit graphics) or over 16 million shades (so-called 24-bit graphics).

Dle výše uvedeného popisu pevná velikost mřížkového pixelu s pevným zápisovým rastrem omezuje vyzařovací schopnosti difraktivního obrazu složeného z takovýchto periodicky se opakujících pixelů. Zmenšuje-li se navíc v takovém případě velikost pixelu (tj. zvyšuje se rozlišení obrazu), klesá počet kombinací mřížkových struktur, které je možné zapisovat navazujícím způsobem. Což má za následek další snížení vyzařovacích schopností difraktivního obrazu. Tj. difraktivní obraz může být efektivně složen z menšího počtu různých konstrukcí mřížkového pixelu. Obsahuje-li difraktivní obraz dynamicky proměnné motivy vyzařující do různých pozorovacích úhlů, pozorovateli se může proměna jevit jako hrubé přeskakování jednotlivých difraktivních motivů. Pokud difraktivní motiv obsahuje mřížky s nenavazujícími liniemi, mohou se proměnné motivy jevit pozorovateli úhlově překryté či se sníženým jasem.As described above, the fixed size of the fixed pixel grid grid limits the radiating ability of a diffractive image composed of such periodically repeating pixels. In addition, if the pixel size decreases (i.e., the image resolution increases), the number of combinations of grid structures that can be written down in succession decreases. This results in a further reduction in the radiating ability of the diffractive image. I.e. a diffractive image can be effectively composed of fewer different grid pixel designs. If the diffractive image contains dynamically variable motifs emitting at different viewing angles, the observer may see the change as a gross skipping of individual diffractive motifs. If the diffractive motif contains grids with non-continuous lines, the variable motifs may appear angularly overlapped or reduced in brightness to the viewer.

Ačkoli je možné řešit problematiku navazování mřížkových linií bez použití konceptu pixelových mřížek, pixelové uspořádání difraktivního obrazu má stále svoje výhody. Umožňuje poměrně rychle převádět grafické motivy vytvářené standardními grafickými programy ve formě grafických bitmap na expoziční data v podobě mřížkových pixelů. Známé difraktivní prvky jsou tvořeny množinou mřížkových pixelů, které mají v daném difraktivním prvku všechny stejnou fixní velikost a liší se pouze, periodou mřížky a sklonem mřížky.Although it is possible to solve the problem of linking grid lines without using the concept of pixel grids, the pixel arrangement of a diffractive image still has its advantages. It allows you to quickly convert graphic themes created by standard graphics programs in the form of graphic bitmaps into exposure data in the form of grid pixels. Known diffractive elements consist of a plurality of grid pixels that all have the same fixed size in a given diffractive element and differ only by the grid period and the gradient of the grid.

Cílem vynálezu je vytvořit takový difraktivní prvek a způsob vytvoření takového difraktivního prvku, u kterého by nedocházelo k poklesu jasu výsledného difraktivního obrazu, známého ze stavu techniky.It is an object of the present invention to provide such a diffractive element and a method for producing such a diffractive element which does not reduce the brightness of the resulting diffractive image known in the art.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedeného cíle se dosahuje difraktivním prvkem, zahrnujícím množinu pravoúhlých mřížkových pixelů s mřížkovou strukturou s periodou mřížky a sklonem mřížky, přičemž alespoň některé mřížkové pixely mají odlišnou periodu mřížky a/nebo odlišný sklon mřížky a alespoň některé mřížkové pixely na sebe těsně navazují, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že množina mřížkových pixelů zahrnuje mřížkové pixely různé velikosti, přičemž velikost mřížkových pixelů se stejnou periodou mřížky a stejným sklonem je taková, že linie mřížkových struktur těchto sousedících mřížkových pixelů se stejnou periodou mřížky a stejným sklonem mřížky na sebe na společné hranici plynule navazují.Said object is achieved by a diffractive element comprising a plurality of rectangular grating pixels having a grating structure having a grating period and a grating slope, at least some grating pixels having a different grating period and / or a different grating slope and at least some grating pixels closely adjacent one another, characterized in that the plurality of grating pixels comprises grating pixels of different size, wherein the size of the grating pixels with the same grating period and the same slope is such that the line of grating structures of these adjacent grating pixels with the same grating period and the same grating boundaries seamlessly.

Difraktivní prvek podle vynálezu umožňuje oproti známým difraktivním prvkům, tvořeným mřížkovými pixely s fixní velikostí, dosáhnout právě volbou různých velikostí použitých mřížkových pixelů toho, že linie mřížkových struktur sousedících mřížkových pixelů s danou periodou mřížky a daným sklonem mřížky na sebe na společné hranici plynule navazují. K dané periodě mřížky a danému sklonu mřížky se tedy stanoví optimální velikost použitých mřížkových pixelů, takže linie mřížkových struktur sousedících mřížkových pixelů na sebe pak na společné hranici vždy plynule navazují.The diffractive element according to the invention makes it possible, in contrast to the known diffractive elements consisting of fixed-size grating pixels, to achieve, by choosing different sizes of used grating pixels, that the grating structure lines of adjacent grating pixels with a given grating period and grating are inclined contiguously. Thus, the optimum size of the used grid pixels is determined for a given grid period and a given grid slope so that the lines of grid structures of adjacent grid pixels are then continuously contiguous on the common boundary.

Podle výhodného provedení tvoří množina mřížkových pixelů s mřížkovou strukturou o stejné periodě mřížky a stejném sklonu mřížky pixelový rastr, přičemž jednotlivé pixelové rastry na sebe těsně navazují a/nebo je mezi nimi ponecháno volné místo a/nebo je volné místo mezi nimi zaplněno sub-pixely, na které mohou být jednotlivé mřížkové pixely rozčleněny.According to a preferred embodiment, the plurality of grid pixels with a grid structure of the same grid period and the same grid slope form a pixel grid, wherein the individual pixel rasters are closely adjacent and / or leave free space between them and / or free space between them is filled with sub-pixels to which each grid pixel can be subdivided.

-3 CZ 304065 B6-3 CZ 304065 B6

Difraktivní prvek podle vynálezu zahrnuje uspořádání pixelu ne v jednom daném pixelovém rastru, jak je typické pro klasickou bitmapovou grafiku nebo u běžných dotmatrixových systémů, ale kombinuje mnoho různých pixelových rastrů za účelem zvýšení možností návrhu difraktivního obrazu, maximalizaci jasu eliminováním případných nespojitostí mřížkových linií na hranicích sousedních pixelů stejného typu, zvýšením kvality jeho vyzařovacích schopností.The diffractive element of the invention involves arranging a pixel not in a given pixel raster, as is typical of classical bitmap graphics or conventional dotmatrix systems, but combines many different pixel raster images to increase diffractive image design capabilities, maximizing brightness by eliminating any grid line discontinuities neighboring pixels of the same type, increasing the quality of its radiating capabilities.

Výše uvedeného cíle se také dosahuje způsobem vytvoření difraktivního prvku, při kterém se na záznamovém médiu vytvoří záznamovým svazkem množina pravoúhlých mřížkových pixelů o rozměrech Lx a Ly s mřížkovou strukturou s periodou mřížky a sklonem mřížky, přičemž alespoň některé mřížkové pixely mají odlišnou periodu mřížky a/nebo odlišný sklon mřížky a alespoň některé mřížkové pixely na sebe těsně navazují, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že plocha záznamového média se pokryje množinou mřížkových pixelů o různé velikosti, přičemž velikost mřížkových pixelů se stejnou periodou mřížky a stejným sklonem se zpětně stanoví z dané periody mřížky a skonu mřížky tak, že linie mřížkových struktur sousedících mřížkových pixelů se stejnou periodou mřížky a stejným sklonem mřížky na sebe na společné hranici mřížkových pixelů plynule navazují.The above object is also achieved by a diffractive element method in which a plurality of rectangular lattice pixels of Lx and Ly dimensions with a lattice period and lattice slope are formed on the recording medium with at least some lattice pixels having a different lattice period and / or or a different gradient of the grid and at least some grid pixels closely adjacent to one another, according to the invention, characterized in that the area of the recording medium is covered by a plurality of grid pixels of different size, the grid pixel size with the same grid period and the same gradient from a given lattice period and lattice gradient so that the lines of the lattice structures of adjacent lattice pixels with the same lattice period and the same lattice slope are contiguous to each other at the common lattice pixel boundary.

Podle výhodného provedení se jednotlivé navazující mřížkové pixely s mřížkovou strukturou o stejné periodě mřížky a stejném sklonu mřížky uspořádají do pixelových rastrů, které se záznamovým svazkem o konstantním průřezu zapisují na záznamovém médiu těsně vedle sebe a/nebo se mezi nimi ponechá volné místo a/nebo se volné místo mezi nimi zaplní sub-pixely.According to a preferred embodiment, the individual successive grid pixels with a grid structure of the same grid period and the same grid gradient are arranged in pixel rasters which are written adjacent to the recording beam of a constant cross-section and / or leave free space between them and / or the free space between them fills up the sub-pixels.

Rozteč zapisovacího rastru Ax a Ay a průřez záznamového svazku jsou závislé na typu a možnostech záznamového zařízení, a pokud to zařízení umožňuje, jsou pro záznam mřížkové struktury, tj. mřížkových linií, obsažené v jednom typu mřížkového pixelu vhodně voleny tak, aby byly linie mřížky zapsané v takovém zapisovacím rastru a s takovým průřezem svazku byly rozlišitelné. Pro rozteč a velikost svazku ve směru x resp. y typicky platí, že je menší než polovina periody mřížky promítnuté do směru x resp. y.The spacing of the recording grid Ax and Ay and the cross-section of the recording beam are dependent on the type and capabilities of the recording equipment and, if the equipment permits, they are suitably selected to record the grid structure, ie the grid lines contained in one type of grid pixel. recorded in such a recording grid and with such a cross-section of the beam were distinguishable. For spacing and beam size in the x and resp. y typically is less than half of the grating period projected in the x and y directions respectively. y.

Podle dalšího výhodného provedení se určí minimální možná velikost Lx mřížkového pixelu ve směsu x ze vztahu Lx = D/sin(a) a minimální možná velikost Ly mřížkového pixelu ve směru y ze vztahu Ly = D/cos(a), kdeAccording to another preferred embodiment, the minimum possible size Lx of the lattice pixel in the mixture x is determined from the relation Lx = D / sin (a) and the minimum possible size Ly of the lattice pixel in the y direction from the relation Ly = D / cos (a)

D= perioda mřížky sklonu mřížky [pm] a= sklon mřížky [stupňů], pokud nejsou zjištěné minimální možné velikosti Lx a Ly mřížkového pixelu celočíselné dělitelné roztečí zapisovacího rastru, resp. zvoleným krokem polohování Ax, Ay zapisovacího svazku ve směrech x a y, zaokrouhlí se velikosti Lx a Ly mřížkového pixelu na nejbližší celočíselné násobky roztečí zapisovacího rastru, resp. zvoleným krokem polohování Ax, Ay zapisovacího svazku ve směrech x a y, z takto stanovené upravené velikosti Lx_upr a Ly_upr mřížkového pixelu se zpětně určí upravená velikost periody D_upr a sklonu aupr mřížky, pokud se upravená velikost periody D_upr a sklonu aupr mřížky od původní periody mřížky a/nebo původního sklonu mřížky neliší o více než předem stanovenou povolenou odchylku, představují upravené velikosti Lx_upr a Ly_upr mřížkového pixelu konečné rozměry mřížkového pixelu, a pokud se upravená velikost periody D_upr mřížky a/nebo sklonu aupr mřížky liší od velikosti periody mřížky a/nebo sklonu mřížky o více než povolenou odchylku, zvětšuje se postupně minimální možná velikost Lx mřížkového pixelu několikanásobně ve směru x a/nebo minimální možná velikost Ly mřížkového pixelu násobně ve směru y tak, dokud velikost periody D_uprmřížky a sklon aupr mřížky nedosáhnou hodnot v rámci předem stanovené odchylky, resp. dané přesnosti.D = lattice grating period [pm] and = lattice slope [degrees], unless the minimum possible Lx and Ly grid pixel sizes are found to be an integer divisible pitch of the recording raster, respectively. by the selected step of positioning Ax, Ay of the recording beam in the x and y directions, rounding the size Lx and Ly of the grid pixel to the nearest integer multiples of the recording grid spacing, respectively. chosen step of positioning Ax, Ay of the recording beam in directions of x and y is from this modified size Lx _UPR and Ly _UPR grating pixel is re-determination of the adjusted size of the period d _{of the UPR} and slope aupr if resized period D _UPR and tilt aupr from original grating period and / or the original grating tilt does not differ by more than a predetermined permitted deviation, the adjusted dimensions Lx _UPR and Ly _UPR grating pixel final dimensions of the grating pixel, and if the adjusted size of the period D _UPR grating and / or a tendency aupr different from the size grating period and / or a grating tilt of more than a permitted deviation, increases gradually the minimum possible dimension Lx of the grating pixel several times in the x and / or the minimum possible dimension Ly of the grating pixel times y direction so long as the size of the period D _UPR gratings and inclination aupr do not reach values within predetermined deviations, respectively. given accuracy.

-4CZ 304065 B6-4GB 304065 B6

Linie mřížky tvořící mřížková strukturu o periodě D_upr a sklonu aupr se pak vepíší do mřížkového pixelu o velikosti Lx_upr, Ly_upr záznamovým svazkem o konstantním průřezu v zápisovém rastru o roztečích Δχ, Ay.The grid lines forming the lattice structure of the period D _upr and the slope aupr are then inscribed in a grid pixel of Lx _upr , Ly _upr with a constant-section recording beam in a writing grid of pitch Ayχ, Ay.

Podle dalšího výhodného provedení se pro záznam odlišných mřížkových pixelů na záznamovém médiu použije záznamový svazek s odlišným průřezem, přičemž pro shodné mřížkové pixely je průřez záznamového svazku konstantní.According to another preferred embodiment, a recording beam of different cross-section is used to record different grid pixels on the recording medium, and for the same grid pixels the cross-section of the recording beam is constant.

Objasnění výkresůClarification of drawings

Difraktivní prvek podle vynálezu bude blíže popsán s odkazy na přiložené výkresy. Na obr. 1 je zobrazen mřížkový pixel s mřížkovou strukturou. Na obr. 2 pixelový záznam s uspořádáním pixelů v jednom daném pixelovém rastru, jak je typické pro klasickou bitmapovou grafiku nebo u běžných dot-matrixových systémů podle známého stavu techniky. Na obr. 3 a 4 je příklad provedení difraktivního prvku podle vynálezu.The diffractive element of the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Fig. 1 shows a grid pixel with a grid structure. In Fig. 2, a pixel recording with an array of pixels in a given pixel pattern, as is typical of classical bitmap graphics, or conventional dot matrix systems of the prior art. Figures 3 and 4 show an embodiment of a diffractive element according to the invention.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Na obr. 1 je příklad provedení mřížkového pixelu 1, jehož mřížková struktura má periodou D mřížky a sklon a mřížky. Množina takových mřížkových pixelů 1 tvoří difraktivní prvek 2. U známých provedení (viz obr. 2) tvoří difraktivní prvek 2 množina mřížkových pixelů 1 s fixní velikostí Lx a Ly. Problém je, že u fixní velikosti mřížkových pixelů i na sebe linie mřížkových struktur sousedících mřížkových pixelů ise stejnou periodou D mřížky a stejným sklonem a mřížky na sebe nemusí na společné hranici vždy plynule navazovat, jak je vidět na obr. 2 v detailu 3.Fig. 1 shows an exemplary embodiment of a grid pixel 1 whose grid structure has a lattice period D and a slope and lattice. A plurality of such lattice pixels 1 form a diffractive element 2. In the known embodiments (see Fig. 2), the diffractive element 2 forms a plurality of lattice pixels 1 with fixed size Lx and Ly. The problem is that with fixed grid pixel sizes and adjacent grid lines of adjacent grid pixels with the same grid period D and the same slope, the grid may not always be contiguous on the common boundary, as shown in Figure 2 in detail 3.

Na obr. 4 je příklad proveden velmi jednoduchého difraktivního prvku 2 podle vynálezu. Difraktivní prvek 2 zobrazuje písmeno A na pozadí. Plocha písmene A na difraktivním prvku 2 je vyplněna množinou mřížkových pixelů i o velikosti Lxl a Lyl a s periodou Dl mřížky a sklonem aJ mřížky, zatímco pozadí je vyplněno mřížkovými pixely I o jiné velikosti Lx2 a Ly2 a s jinou periodou D2 mřížky a sklonem a2 mřížky. Použití velikosti Lxl a Lyl pixelů 1 pro vyplnění písmene A a odlišné velikosti Lx2 a Ly2 pixelů 1 pro vyplnění pozadí umožní, že se tyto velikosti pixelů i přizpůsobí konkrétní periodě D mřížky a sklonu a mřížky, takže v rámci dané skupiny mřížkových pixelů 1 na sebe linie mřížkových struktur sousedících mřížkových pixelů 1 se stejnou periodou D mřížky a stejným sklonem a mřížky na společné hranici vždy plynule navazují. To by nebylo vždy možné pokud by se použila fixní velikosti mřížkových pixelů i, jak tomu je u stavu techniky.FIG. 4 shows an example of a very simple diffractive element 2 according to the invention. Diffractive element 2 shows the letter A in the background. The area of the letter A on the diffractive element 2 is filled with a plurality of grid pixels 1 of size Lx1 and Lyl and with a grid period D1 and a grid gradient α1, while the background is filled with grid pixels I of different size Lx2 and Ly2 and a different grid period D2 and a gradient a2. Using the size of Lxl and Lyl pixels 1 to fill the letter A and different sizes of Lx2 and Ly2 pixels 1 to fill the background will allow these pixel sizes i to adapt to a particular grid period D and slope and grid so that within a given group of grid pixels 1 the lines of the grid structures of adjacent grid pixels 1 with the same grid period D and the same slope, and the grid on the common boundary always continuously connect. This would not always be possible if a fixed grid pixel size 1 was used, as is the case with the prior art.

Na obr. 3 je detail jiného příkladu provedení difraktivního prvku 2 podle vynálezu. Difraktivní prvek 2 je sestaven ze tří pixelových rastrů 4. Mřížkové pixely I s mřížkovou strukturou o stejné periodě D mřížky a stejném sklonu a mřížky jsou použity vždy jen v rámci jednoho pixelového rastru 4. Velikost mřížkové pixelů i je přizpůsobena dané periodě D mřížky a sklonu a mřížky tak, že linie mřížkových struktur sousedících mřížkových pixelů 1 se stejnou periodou D mřížky a stejným sklonem a mřížky na sebe na společné hranici plynule navazují.Fig. 3 shows a detail of another embodiment of the diffractive element 2 according to the invention. The diffractive element 2 is composed of three pixel rasters 4. Grid pixels I with a grid structure of the same grid period D and the same slope and grid are used only within one pixel grid 4. The grid pixel size i is adapted to the given grid period D and slope and grids such that lines of grating structures of adjacent grating pixels 1 with the same grating period D and the same slope and grids are contiguous to one another at the common boundary.

Jednotlivé pixelové rastry 4 na sebe v některých místech těsně navazují, zatímco na jiných místech je mezi nimi ponecháno volné místo 5. Volné místo 5 mezi jednotlivými pixelovými rastry 4 může být zaplněno sub-pixely. Sub-pixely jsou rozčleněním mřížkového pixelu i o dané periodě D mřížky a sklonu a mřížky na menší části. Ve volných místech 5 se tedy mohou vyskytovat sub-pixely mřížkových pixelů i patřících dvěma sousedícím pixelovým rastrům 4. Pokud se například jedná o difraktivní obraz, zpravidla kopírují hranici grafického motivu.The individual pixel rasters 4 are closely adjacent at some points, while at other places a free space 5 is left between them. The free space 5 between the individual pixel rasters 4 can be filled with sub-pixels. Sub-pixels are a subdivision of the lattice pixel even at a given lattice period D of the lattice and the slope and lattice into smaller portions. Thus, in the free spaces 5 there may be sub-pixels of the grid pixels i belonging to the two adjacent pixel rasters 4. For example, if it is a diffractive image, they usually copy the boundary of the graphic motif.

-5CZ 304065 B6-5GB 304065 B6

Mřížková struktura tvoří difrakční mřížku, která rozkládá dopadající bílé světlo na barevné spektrum a zároveň mění jeho směr šíření. Pozorovatel difraktivního prvku 2 pak vnímá světlo propuštěné či odražené mřížkou v různých barevných odstínech v závislosti na úhlu pozorování či úhlu dopadu.The lattice structure forms a diffraction grating that breaks the incident white light into a color spectrum and at the same time changes its direction of propagation. The observer of the diffractive element 2 then senses the light transmitted through the lattice in different color shades depending on the viewing angle or the angle of incidence.

Při tvorbě složitějších difraktivních obrazů je většinou jeden z motivů takového obrazu sestaven z mřížkových pixelů 1 jednoho typu (mřížkový pixel určité velikosti, periody D mřížky a sklonu a mřížky), tj. mřížkový pixel i je namnožen na ploše vymezené grafickým motivem. Sousední motiv difraktivního obrazuje pak sestaven z mřížkových pixelů i obecně jiného typu.In creating more complex diffractive images, one of the motifs of such an image is usually composed of grid pixels 1 of one type (grid pixel of a certain size, grid period D and slope and grid), i.e. grid pixel 1 is multiplied on the area defined by the graphic motif. The neighboring motif of the diffractive image is then composed of grid pixels and generally of another type.

Vlastní vyplňování motivů difraktivního obrazu mřížkovými pixely I může být realizováno více způsoby.The actual filling of the motifs of the diffractive image with the grid pixels I can be realized in several ways.

První příklad vyplňování motivů difraktivního obrazu mřížkovými pixely 1 předpokládá, že mřížkový pixel 1 vyplní plochu daného motivu hrubým způsobem, tj. jemnost hranice motivu bude dána velikostí mřížkového pixelů J_. Sousední motiv bude navazovat vyplněním jiným typem mřížkového pixelů i a obecně jinou jemností. Tam, kde do sebe různé mřížkové pixely I nezapadnou bezezbytkově, zůstanou mezi motivy nevyplněné mezery. Jednotlivé grafické motivy difraktivního obrazu však mohou být v tomto případě reprezentovány jednoduchými grafickými bitmapami.The first example of filling the motifs of a diffractive image with grid pixels 1 assumes that the grid pixel 1 fills the area of the motif roughly, i.e. the fineness of the border of the motif will be given by the size of the grid pixels. The neighboring motif will be followed by filling in another type of grid pixels i and generally with a different fineness. Where the different grid pixels I do not fit together, there will be blank spaces between the motifs. However, individual graphic motifs of a diffractive image can be represented in this case by simple graphic bitmaps.

Další příklad vyplňování motivů difraktivního obrazu mřížkovými pixely 1 předpokládá, že mřížkový pixel i je na hranici motivu ořezán tak, aby hranice motivu byla vyplněna s požadovanou jemností. Jednotlivé motivy mohou být stále definovány grafickými bitmapami, jejich ořezávání na hranicích motivů však vyžaduje práci s mřížkovými pixely 1 na jejich vnitřní úrovni, tj. přesahující možnosti standardních grafických prostředků.Another example of filling motifs of a diffractive image with grid pixels 1 assumes that the grid pixel i is trimmed at the border of the motif so that the border of the motif is filled with the desired fineness. Individual themes can still be defined by graphical bitmaps, but trimming themes at the borders of themes requires working with grid pixels 1 at their internal level, ie beyond the capabilities of standard graphical means.

Poslední příklad vyplňování motivů difraktivního obrazu mřížkovými pixely i předpokládá, že mřížkový pixel i je vnitřně rozdělen na několik částí, tzv. mřížkové sub-pixely, které představují specifický segment jeho vnitřní struktury. Výplň motivu difraktivního obrazu příslušným mřížkovým pixelem i se pak děje na úrovni mřížkových sub-pixelů, přičemž je zajištěna vyšší jemnost hranice, než při výplni neděleným mřížkovým pixelem i. Mřížkové sub-pixely přitom mohou být reprezentovány grafickými pixely. Tento způsob skladby mřížkových pixelů i do difraktivního obrazu představuje kompromis mezi výše uvedenými dvěma příklady, přičemž je z grafického hlediska plně řešitelný na úrovni bitmapy.The last example of filling motifs of a diffractive image with grating pixels i assumes that the grating pixel i is internally divided into several parts, so-called grating sub-pixels, which represent a specific segment of its internal structure. The filling of the diffractive image motif with the respective grid pixel 1 then takes place at the level of the grid sub-pixels, while providing a finer boundary than the non-divided grid pixel i. The grid sub-pixels may be represented by graphical pixels. This way of composing the grid pixels even into a diffractive image represents a compromise between the above two examples, and is graphically fully solvable at the bitmap level.

Návrh mřížkového pixelů 1. vychází z požadavku na základní parametry mřížky, kterými jsou perioda D mřížky a sklon a mřížky. Tyto dva parametry jsou voleny zcela libovolně (resp. s definovanými tolerancemi, například +/-0,1° pro maximální úhlovou odchylku a +/-1% pro maximální odchylku od periody mřížky D dle toho, jakých vyzařovacích charakteristik má výsledný difraktivní prvek 2 dosáhnout.The design of the grid pixels 1. is based on the requirement for the basic grid parameters, which are the grid period D and the slope and the grid. These two parameters are freely chosen (or with defined tolerances, for example +/- 0.1 ° for the maximum angular deviation and +/- 1% for the maximum deviation from the lattice period D according to the radiation characteristics of the resulting diffractive element 2). achieve.

Dalšími důležitými vstupními parametry pro návrh mřížkového pixelů 1 jsou charakteristiky zapisovacího přístroje, který je k záznamu mřížek použit. Jedná se především o mezní rozlišení polohování zapisovacího laserového či elektronového svazku. Návrh předpokládá polohování zapisovacího svazku v pravoúhlém rastru (ve směrech x a y, přičemž minimální rozteč rastru Δχ a Ay je dána nejmenším krokem polohování (mezním rozlišením) nebo jeho násobky. Rozteč rastru ve směrech x a y je přitom obecně různá.Other important input parameters for grid pixel design 1 are the characteristics of the recording apparatus used to record the grid. This is mainly the limit resolution of the positioning of the recording laser or electron beam. The design assumes the positioning of the recording beam in a rectangular grid (in the x and y directions, with the minimum grid spacing Δχ and Ay being given by the smallest positioning step (marginal resolution) or its multiples.

Velikost stopy zapisovacího laserového nebo elektronového svazku přitom není rozhodující. Stopa musí být dostatečně malá, aby bylo možné rozlišit mřížkové linie. Stejně tak průřez stopy může mít obecný tvar, např. kruhový, eliptický, pravoúhlý aj. Dále se předpokládá, že nominální velikost a tvar stopy se při zápisu mřížkových linií v rámci jednoho typu mřížkového pixelů i nemění.The track size of the recording laser or electron beam is not critical. The trace must be small enough to distinguish the grid lines. Likewise, the cross-section of the track may have a general shape, eg circular, elliptical, rectangular, etc. It is further assumed that the nominal size and shape of the track do not change when writing grid lines within one type of grid pixel.

-6CZ 304065 B6-6GB 304065 B6

Podstata způsobu vytvoření difraktivního prvku 2 spočívá v tom, že se na záznamovém médiu, kterým je například fotorezist nebo elektronový rezist, vytvoří laserovým nebo elektronovým záznamovým svazkem o konstantním průřezu množina pravoúhlých mřížkových pixelů I o různých rozměrech Lx a Ly s mřížkovou strukturou s různou periodou D mřížky a různým sklonem a mřížky. Velikost mřížkového pixelu se stejnou periodou D mřížky a stejným sklonem a mřížky je přitom v příslušných směrech násobkem zapisovacích roztečí Δχ a Δν a to takovým, že mřížkové linie obsažené v sousedících mřížkových pixelech 1 se podle příkladu provedení zapíší záznamovým svazkem o konstantním průřezu v zapisovacím rastru o rozteči Δχ a Ay tak, že na společné hranici mřížkových pixelů 1 na sebe plynule navazují.The principle of the method of forming the diffractive element 2 consists in that a set of rectangular grid pixels I of different dimensions Lx and Ly with a lattice structure of different period is formed on a recording medium such as a photoresist or an electron resist by a laser or electron recording constant beam. D grids and different slope and grids. The size of the grating pixel with the same grating period D and the same slope and grating is, in respective directions, a multiple of the recording pitches Δχ and Δν such that the grating lines contained in adjacent grating pixels 1 are written according to an exemplary embodiment spacing Δχ and Ay, so that they are contiguous on the common boundary of the grid pixels 1.

Jednotlivé navazující mřížkové pixely I s mřížkovou strukturou o stejné periodě D mřížky a stejném sklonu a mřížky se při záznamu uspořádají do pixelových rastrů 4, které se záznamovým svazkem o konstantním průřezu zapisují na záznamovém médiu těsně vedle sebe a/nebo se mezi nimi ponechá volné místo 5 a/nebo se volné místo mezi nimi zaplní sub-pixely.The individual successive grid pixels I with a grid structure of the same grid period D and the same slope and grid are arranged in the pixel raster 4 during recording, which are written close to each other on the recording medium and / or leave free space between them 5 and / or the free space between them is filled with sub-pixels.

Postup při návrhu mřížkového pixelu bude dále přiblížen na konkrétním příkladu.The procedure for designing a grid pixel will be further illustrated in a specific example.

Nejdříve se určí minimální možná velikost Lx mřížkového pixelu 1 ve směru x ze vztahu Lx = D/sina a minimální možná velikost Ly mřížkového pixelu i ve směru y ze vztahuFirst, the minimum possible size Lx of the grid pixel 1 in the x direction from Lx = D / sina and the minimum possible size Ly of the grid pixel i in the y direction from the relation

Ly = D/cosa, kdeLy = D / cosa, where

D=perioda mřížky sklonu mřížky [pm] a= sklon mřížky [stupňů]D = lattice gradient period [pm] and = lattice gradient [degrees]

Pokud nejsou zjištěné minimální možné velikosti Lx a Ly mřížkového pixelu 1 celočíselně dělitelné roztečí zapisovacího rastru, resp. zvoleným krokem polohování Δχ, Δν zapisovacího svazku ve směrech x a y, zaokrouhlí se velikostí Lx a Ly mřížkového pixelu i na nejbližší celočíselné násobky roztečí zapisovacího rastru, resp. zvoleným krokem polohování Δχ, Δν zapisovacího svazku ve směrech x a y.If the minimum possible sizes Lx and Ly of the lattice pixel 1 are not divisible by integer divisible by the pitch of the recording raster, respectively. by the selected step of positioning Δχ, Δν of the recording beam in the x and y directions, rounded by the size Lx and Ly of the grid pixel to the nearest integer multiples of the spacing of the recording grid, respectively. by the selected positioning step Δχ, Δν of the recording beam in the x and y directions.

Z takto stanovené upravené velikosti Lx_upr a Ly_upr mřížkového pixelu i se zpětně určí upravená velikost periody D_upr a sklonu aupr mřížky.From the thus determined adjusted size Lx _upr and Ly _{upr of the} grid pixel i, the adjusted size of the period D _upr and the inclination aupr of the grid is determined back.

Pokud se upravená velikost periody D„_pr a sklonu a_upr mřížky od původní periody D mřížky a/nebo původního sklonu a mřížky neliší o více než předem stanovenou povolenou odchylku, představují upravené velikosti Lx_upr a Ly_upr mřížkového pixelu 1 konečné rozměry mřížkového pixelu i.If the adjusted size of the period D _'pr and inclination _UPR grid from the original grating period D and / or the initial slope and the grid does not differ by more than a predetermined permitted deviation, the adjusted dimensions Lx _UPR and Ly _UPR grating pixel 1 the final dimensions of the grating pixel i .

Pokud se upravená velikost periody D_upr mřížky a/nebo sklonu a_upr liší od velikosti periody D mřížky a/nebo sklonu a mřížky o více než povolenou odchylku, zvětšuje se minimální možná velikost Lx mřížkového pixelu 1 násobně ve směru x a/nebo minimální možná velikost Ly mřížkového pixelu i násobně ve směru y tak, dokud velikost periody D_upr mřížky a sklon a_upr mřížky nedosáhnou hodnot v rámci předem stanovené odchylky.If the adjusted size of the grating and / or slope period D _upr and _{upr is} different from the grating and / or slope and grid period D size by more than the allowable deviation, the minimum possible size Lx of the grid pixel increases 1 times in x and / or minimum size. The lattice pixel i is multiplied in the y direction until the magnitude of the period D _{upr of the} grid and the slope and _{upr of the} grid reach values within a predetermined deviation.

Zápisový rastr musí být dostatečně jemný, aby v něm bylo možné rozumně rozlišit jednotlivé mřížkové linie. Také velikost či tvar průřezu záznamového svazku musí být dostatečně malý, aby bylo po zápisu možné rozlišit mřížkové linie. Tady stačí, aby velikost svazku byla menší než perioda D mřížky, tj. menší než D/sin(a) ve směru x a menší než D/cos(a) ve směru y.The writing grid must be sufficiently fine to allow a reasonable distinction between the individual grid lines. Also, the size or shape of the cross-section of the recording beam must be small enough to distinguish the grid lines after writing. Here, it is sufficient for the beam size to be smaller than the grid period D, i.e. less than D / sin (a) in the x direction and less than D / cos (a) in the y direction.

Vychází-li se z omezení zapisovacího přístroje (velikost průřezu zápisového svazku a zejména minimální zvolený krok polohování Δχ, Δν zapisovacího svazku ve směrech x a y), a z pro grafika přijatelných tolerancí na periodu D mřížek a sklon a mřížek, potom lze nalézt parametry rozte-7CZ 304065 B6 če pixelového rastru tak, aby mřížkové linie na sebe plynule navazovaly, což je důležité pro maximalizaci jasu difraktivního prvku 2, a tudíž jeho kvalitu.If it is based on the limitations of the recorder (cross-sectional size of the recorder and in particular the minimum positioning step selected Δχ, Δν of the recorder in x and y directions), and for graphics of acceptable tolerances for grating period D and gradient and grids, 304065 B6 of the pixel raster so that the grid lines seamlessly follow each other, which is important to maximize the brightness of the diffractive element 2 and hence its quality.

Správnou volbou velikosti Lx a Ly mřížkového pixelu i, lze dosáhnout požadovaných vyzařovacích charakteristik části difraktivního prvku 2, který je těmito mřížkovými pixely i pravidelně vyplněn. Jiná část difraktivního prvku 2 může být přitom vyplněna mřížkovým pixelem 1 s jinou periodou D mřížky a jiným sklonem a mřížky, obecně jinou velikostí, volenou tak, aby mřížkové linie sousedních mřížkových pixelů 1 navazovaly a zachovaly optimální vyzařovací charakteristiku této části difraktivního motivu.By properly selecting the size Lx and Ly of the grid pixel i, the desired radiation characteristics of a portion of the diffractive element 2 that is regularly filled with these grid pixels i can be achieved. Another part of the diffractive element 2 can be filled with a grid pixel 1 with a different grid period D and a different inclination and grid, in general of a different size, chosen so that the grid lines of adjacent grid pixels 1 adjoin and maintain optimum radiation characteristics of this portion of the diffractive motif.

Mřížkový pixel i, tak jak byl navržen podle vynálezu, však nemusí zůstat ve své čtvercové či obdélníkové podobně. Hranice mřížkového pixelu I mohou být libovolně změněny (například schodovitě) tak, že při jejich kopírování po ploše tak, aby na sebe plynule navazovaly, je krok posuvu shodný s jeho původní velikostí Lx, Ly, nebo násobkem velikostí. Struktura mřížkových linií vycházející původně z návrhu čtvercového či obdélníkového mřížkového pixelu i se tak nemění, pouze se libovolně změní tvar jejího ohraničení. Změna hranice mřížkového pixelu i přitom může být výhodná buď z hlediska technologie zápisu, nebo mohou specifické tvary hranic sloužit jako identifikační či autentifikační prvek výrobce.However, the grid pixel 1 as designed according to the invention need not remain in its square or rectangular like manner. The boundaries of the grid pixel I can be arbitrarily altered (e.g., stairly) such that when copied over a surface so as to be contiguous to each other, the displacement step is equal to its original size Lx, Ly, or a multiple of sizes. The structure of the grid lines based originally on the design of the square or rectangular grid pixel does not change, only the shape of its boundary is changed arbitrarily. However, changing the boundary of the grid pixel may be advantageous either in terms of the writing technology or the specific boundary shapes may serve as an identification or authentication element of the manufacturer.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS

1. Difraktivní prvek (2), zahrnující množinu pravoúhlých mřížkových pixelů (1) s mřížkovou strukturou s periodou (D) mřížky a sklonem (a) mřížky, přičemž alespoň některé mřížkové pixely (1) mají odlišnou periodu (D) mřížky a/nebo odlišný sklon (a) mřížky a alespoň některé mřížkové pixely (1) na sebe těsně navazují, vyznačující se tím, že množina mřížkových pixelů (1) zahrnuje mřížkové pixely (1) různé velikosti (Lx) a (Ly), přičemž velikost (Lx) a (Ly) mřížkových pixelů (1) se stejnou periodou (D) mřížky a stejným sklonem (a) je taková, že linie mřížkových struktur těchto sousedících mřížkových pixelů (1) se stejnou periodou (D) mřížky a stejným sklonem (a) mřížky na sebe na společné hranici plynule navazují.A diffractive element (2) comprising a plurality of rectangular grid pixels (1) having a grid structure with a grid period (D) and a grid slope (a), wherein at least some grid pixels (1) have a different grid period (D) and / or the different lattice inclination (a) and at least some lattice pixels (1) are closely adjacent, characterized in that the plurality of lattice pixels (1) comprises lattice pixels (1) of different sizes (Lx) and (Ly), the size (Lx) ) and (Ly) grid pixels (1) with the same grid period (D) and the same slope (a) is such that the line structure of these adjacent grid pixels (1) with the same grid period (D) and the same slope (a) Grids seamlessly follow each other on the common border.

2. Difraktivní prvek (2) podle nároku 1, vyznačující se tím, že množina mřížkových pixelů (1) s mřížkovou strukturou o stejné periodě (D) mřížky a stejném sklonu (a) mřížky tvoří pixelový rastr (4), přičemž jednotlivé pixelové rastry (4) na sebe těsně navazují a/nebo je mezi nimi ponecháno volné místo (5) a/nebo je volné místo (5) mezi nimi zaplněno sub-pixely, na které mohou být jednotlivé mřížkové pixely (1) rozčleněny.Diffractive element (2) according to claim 1, characterized in that the plurality of grid pixels (1) with a grid structure of the same grid period (D) and the same grid inclination (a) form a pixel grid (4), the individual pixel screens (4) are closely adjacent to each other and / or a free space (5) is left between them and / or a free space (5) is filled between them with sub-pixels to which individual grid pixels (1) can be subdivided.

3. Způsob vytvoření difraktivního prvku (2), při kterém se na záznamovém médiu vytvoří záznamovým svazkem množina pravoúhlých mřížkových pixelů (1) o rozměrech (Lx) a (Ly) s mřížkovou strukturou s periodou (D) mřížky a sklonem (a) mřížky, přičemž alespoň některé mřížkové pixely (1) mají odlišnou periodu (D) mřížky a/nebo odlišný sklon (a) mřížky a alespoň některé mřížkové pixely (1) na sebe těsně navazují, vyznačující se tím, že plocha záznamového média se pokryje množinou mřížkových pixelů (1) o různé velikosti (Lx) a (Ly), přičemž velikost (Lx) a (Ly) mřížkových pixelů (1) se stejnou periodou (D) mřížky a stejným sklonem (a) se zpětně stanoví z dané periody (D) mřížky a sklonu (a) mřížky tak, že linie mřížkových struktur sousedících mřížkových pixelů (1) se stejnou periodou (D) mřížky a stejným sklonem (a) mřížky na sebe na společné hranici mřížkových pixelů (1) plynule navazují.A method of forming a diffractive element (2), in which a plurality of rectangular grid pixels (1) of dimensions (Lx) and (Ly) with a lattice structure having a lattice period (D) and a lattice slope (a) are formed on the recording medium wherein at least some grating pixels (1) have a different grating period (D) and / or a different grating gradient (a) and at least some grating pixels (1) are closely adjacent, characterized in that the surface of the recording medium is covered by a plurality of grating pixels (1) of different size (Lx) and (Ly), wherein the size (Lx) and (Ly) of the grid pixels (1) with the same grid period (D) and the same slope (a) are determined retroactively from a given period (D) ) of the grid and of the lattice (a) of the lattice so that the line of the lattice structures of adjacent lattice pixels (1) with the same lattice period (D) and the same lattice inclination (a) at the common lattice pixel boundary (1) ).

4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že se jednotlivé navazující mřížkové pixely (1) s mřížkovou strukturou o stejné periodě (D) mřížky a stejném sklonu (a) mřížky uspořádají do pixelových rastrů (4), které se záznamovým svazkem o konstantním průřezu zapisují naMethod according to claim 3, characterized in that the individual successive grid pixels (1) with a grid structure of the same grid period (D) and the same grid inclination (a) are arranged in pixel rasters (4) which are of a constant cross section write to

-8CZ 304065 B6 záznamovém médiu těsně vedle sebe a/nebo se mezi nimi ponechá volné místo (5) a/nebo se volné místo mezi nimi zaplní sub-pixely.304065 B6 and / or leave a space between them (5) and / or fill the free space between them with sub-pixels.

5. Způsob podle nároku 3 nebo 4, vyznačující se tím, že se určí minimální možná velikost (Lx) mřížkového pixelu (1) ve směru (x) ze vztahu Lx = D/sin(a) a minimální možná velikost (Ly) mřížkového pixelu (1) ve směru (y) ze vztahu Ly = D/cos(a), kdeMethod according to claim 3 or 4, characterized in that the minimum possible size (Lx) of the grid pixel (1) in the direction (x) is determined from the relation Lx = D / sin (a) and the minimum possible size (Ly) of the grid pixel (1) in the direction (y) of the relation Ly = D / cos (a), where

D= perioda mřížky sklonu mřížky [pm] a= sklon mřížky [stupňů] pokud nejsou zjištěné minimální možné velikosti (Lx) a (Ly) mřížkového pixelu (1) celočíselně dělitelné roztečí zapisovacího rastru, resp. zvoleným krokem polohování Δχ, Δν zapisovacího svazku ve směrech (x) a (y), zaokrouhlí se velikosti (Lx) a (Ly) mřížkového pixelu (1) na nejbližší celočíselné násobky roztečí zapisovacího rastru, resp. zvolený krok polohování Δχ a Ay zapisovacího svazku ve směrech (x) a (y), z takto stanovené upravené velikosti Lx_upr a Ly_upr mřížkového pixelu (1) se zpětně určí upravená velikost periody D_upr a sklonu a_upr mřížky, pokud se upravená velikost periody D_upr a sklonu a_upr mřížky od původní periody (D) mřížky a/nebo původního sklonu (a) mřížky neliší o více než předem stanovenou povolenou odchylku, představují upravené velikosti Lx_upr a Ly_upr mřížkového pixelu (1) konečné rozměry mřížkového pixelu (1), a pokud se upravená velikost D_upr mřížky a/nebo sklonu a_upr mřížky liší od velikosti periody (D) mřížky a/nebo sklonu (a) mřížky o více než povolenou odchylku, zvětšuje se postupně minimální možná velikost (Lx) mřížkového pixelu (1) několikanásobně ve směru (x) a/nebo minimální možná velikost (Ly) mřížkového pixelu (1) násobně ve směru (y) tak, dokud velikost periody D_uprmřížky a sklon a_upr mřížky nedosáhnou hodnot v rámci předem stanovené odchylky, resp. dané přesnosti.D = lattice grating period [pm] and = lattice slope [degrees] if the minimum possible sizes (Lx) and (Ly) of the grid pixel (1) are not divisible by integer divisible by the pitch of the recording raster, respectively. by the selected step of positioning Δχ, Δν of the recording beam in directions (x) and (y), rounding off the sizes (Lx) and (Ly) of the grid pixel (1) to the nearest integer multiples of the recording grid spacing respectively. the selected step of positioning Δχ and Ay of the recording beam in directions (x) and (y), from the thus determined size Lx _upr and Ly _{upr of the} lattice pixel (1), the adjusted period period D _upr and the slope and _{upr of the} grid the size of the period D _upr and the inclination and _{upr of the} grid from the original grid period (D) and / or the original grid inclination (a) do not differ by more than a predetermined allowed deviation, the adjusted sizes Lx _upr and Ly _{upr of the} grid pixel (1) pixel (1), and if the adjusted size D of the _upright grid and / or the incline and _{upr of the} grid differs from the grid period (D) and / or the grid incline (a) by more than the deviation allowed, the minimum possible size (Lx) ) grating pixel (1) several times in a direction (x) and / or the minimum possible size (Ly) of the grating pixel (1) fold in a direction (y), so long as the size of the grid period d _UPR sc lon and _ref grid do not reach values within a predetermined deviation respectively. given accuracy.

6. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 3 až 5, vyznačující se tím, že pro záznam odlišných mřížkových pixelů (1) na záznamovém médiu se použije záznamový svazek s odlišným průřezem, přičemž pro shodné mřížkové pixely (1) je průřez záznamového svazku konstantní.Method according to any one of claims 3 to 5, characterized in that a recording beam with a different cross-section is used for recording different grid pixels (1) on the recording medium, while the cross-section of the recording beam is constant for identical grid pixels (1).