專利名稱：用于制作具有真實(shí)性特征的不可復(fù)制的全息圖的方法和檢查真實(shí)性的讀出裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制作具有真實(shí)性特征的不可復(fù)制的全息圖的方法，這些全息圖是基準(zhǔn)的全息圖的復(fù)制物，以及涉及一種勝于檢查根據(jù)這種方法制作的全息圖的真實(shí)性的讀出裝置。
在身份識(shí)別紙件上形成浮凸的全息圖像以及在商標(biāo)制品上確保真實(shí)性方面，全息圖是特別有用的。但是，只有它們不能由熟練的和有經(jīng)驗(yàn)的偽造者利用常規(guī)的全息攝影裝置來(lái)復(fù)制，全息圖才能提供所希望的保護(hù)功能。
本發(fā)明的目的是提出一種上述類型的方法，該方法能夠制作可以用作在所有類型的物品或文件的真實(shí)性證明的不可復(fù)制的全息圖，該全息圖能夠在讀出裝置中對(duì)它們的真實(shí)性進(jìn)行可靠快速地檢查。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)這一目的是通過(guò)利用一光導(dǎo)系統(tǒng)取得形成真實(shí)性特征的全息圖，即隨機(jī)構(gòu)成的光學(xué)元件(例如磨光的玻璃或一發(fā)散鏡)的基準(zhǔn)全息圖，其中所述光學(xué)系統(tǒng)使全息圖具有直線圖形。
在檢查全息圖的真實(shí)性時(shí)，實(shí)際上需要將它們放在測(cè)試位置上，在該位置上各全息圖按照它們的相干圖形的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，不過(guò)這樣作可能要付出巨大的努力。根據(jù)本發(fā)明的方法制作的全息圖具有一包含一些彼此平行的直線的直線狀的圖形，這樣在重現(xiàn)被測(cè)試的全息圖的過(guò)程中對(duì)于沿直線的方向的移動(dòng)相對(duì)不靈敏。假如在重現(xiàn)被測(cè)試的全息圖的過(guò)程中，將平行對(duì)準(zhǔn)該直線狀圖形的直線的全息圖相對(duì)該直線橫向移動(dòng)。在某一點(diǎn)達(dá)到正確的測(cè)試位置，使用作真實(shí)性測(cè)試的特征就會(huì)發(fā)亮，并且可以檢測(cè)這種發(fā)亮。
根據(jù)本發(fā)明方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，取得基準(zhǔn)全息圖的光學(xué)系統(tǒng)由這樣一種系統(tǒng)組成，在其中，目標(biāo)光線經(jīng)過(guò)圓柱形透鏡成像在發(fā)散鏡或磨光的玻璃屏上，并且目標(biāo)光波以大致平行的方式通過(guò)后面的成像光學(xué)系統(tǒng)(傅立葉透鏡)準(zhǔn)直，并使其在全息圖平面上與一參考光線形成相干，這樣基準(zhǔn)全息圖就以平行直線的圖形的方式形成在分布在全息圖平面上的光敏材料上。
根據(jù)本發(fā)明的在基準(zhǔn)全息圖中被編碼的隨機(jī)構(gòu)成的光學(xué)元件(例如磨光的玻璃屏或具有相位部分隨機(jī)分布的統(tǒng)計(jì)相位板)不可能由熟練的偽造者偽造，因?yàn)闉榱藗卧欤枰谌〉萌D的操作之后相應(yīng)破壞光學(xué)元件，而這些光學(xué)元件將不能再得到，由于具有隨機(jī)結(jié)構(gòu)不能接著制作出全息圖。由于基準(zhǔn)全息圖是隨機(jī)構(gòu)成的光學(xué)元件的全息照片，所以可防止通過(guò)復(fù)制偽造。
偽造者實(shí)際上不可能由根據(jù)基準(zhǔn)全息圖制作的作為基準(zhǔn)全息圖的復(fù)制物的保密全息圖，重現(xiàn)相同的基準(zhǔn)全息圖，因?yàn)闉榇怂枰谌〉帽Ｃ苋D時(shí)所用的參考光線，而這種光線還可以另外以不可重新產(chǎn)生的方式輕微破壞。
根據(jù)本發(fā)明的保密全息圖可以按照反射式全息圖或按照透射式全息圖取得。
為了對(duì)用作真實(shí)性證據(jù)的保密全息圖進(jìn)行批量生產(chǎn)，例如由基準(zhǔn)全息圖按已知的方法進(jìn)行壓印穿孔，并且這種保密全息圖據(jù)此可以按照已知的方法壓印在鋁制的或透明的塑料薄膜上。
為了制得根據(jù)本發(fā)明的保密全息圖，可以提供不可復(fù)制的已知復(fù)制物的安全特征。例如通過(guò)把保密全息圖壓印到具有分度顏色的薄膜中來(lái)提供防止復(fù)制的有效的保護(hù)。
因?yàn)橛砂凑毡景l(fā)明的方法制作的基準(zhǔn)全息圖制作的大批全息圖含有編碼的全息圖信息，所以必須制造專用的讀出裝置，利用它可識(shí)別全息圖的真實(shí)性。
這種讀出裝置必須能以合理的價(jià)格制造，并且能夠簡(jiǎn)單快速地檢查用作真實(shí)性證據(jù)的全息圖。
這樣一種根據(jù)本發(fā)明的用于檢查由基準(zhǔn)全息圖制作的全息圖復(fù)制物的真實(shí)性的讀出裝置的特征在于，在一種指定的利用激光最好是利用激光二極管的光學(xué)元件陣列中，利用具有可讀出信息(最好是能量分布特征)的參考光線來(lái)制作基準(zhǔn)全息圖的一個(gè)全息圖(解碼或讀出用全息圖)，其特征還在于，讀出裝置同樣具有在取得過(guò)程所用的光學(xué)元件陣列，將被檢查的全息圖復(fù)制物定位于在制作解碼全息圖過(guò)程中的基準(zhǔn)全息圖的位置；其特征還在于，利用在制作解碼全息圖時(shí)所用的重現(xiàn)光線照射被檢查的全息圖，以及由讀出用全息圖重現(xiàn)的光線照射檢測(cè)器，該檢測(cè)器檢測(cè)經(jīng)過(guò)會(huì)聚透鏡、發(fā)散透鏡以及圓柱形透鏡或圓柱形雙凸面屏(雙凸面或單維的發(fā)散鏡)的光的強(qiáng)度。檢測(cè)光強(qiáng)的檢測(cè)器可以是CCD檢測(cè)器，它的檢測(cè)器元件按行排列。
在根據(jù)本發(fā)明的讀出裝置中，被檢查真實(shí)性的全息圖(由讀出用全息圖)重現(xiàn)新的在取得讀出用全息圖過(guò)程中使用的參考光線，該光線最好具有典型的能量分布，會(huì)聚透鏡減小重現(xiàn)的讀出光波束的直徑，然后當(dāng)它已經(jīng)降低到足夠小的直徑時(shí)，通過(guò)發(fā)散透鏡變?yōu)槠叫胁ā?huì)聚透鏡和發(fā)散透鏡的組合被稱之為伽里略望遠(yuǎn)鏡。這樣下面就可以檢查重現(xiàn)讀出光波的典型的能量分布；通過(guò)圓柱形透鏡使其移遠(yuǎn)，這樣，被移遠(yuǎn)的光線的縱軸肯定與與光束橫向?qū)φ臋z測(cè)器的縱軸相交。
只有真實(shí)的被檢查的全息圖才能夠由讀出用全息圖重現(xiàn)具有用以反映真實(shí)性特征的能量分布的讀出光波，從而可由檢測(cè)器檢測(cè)這種能量分布，然后形成真實(shí)性信號(hào)。
激光束具有所謂的斑點(diǎn)(speckle)或粒子(granulation)的特性，即它們包含具有明暗斑點(diǎn)的“粒子”(grain)。假如這種暗的斑點(diǎn)入射到檢測(cè)器，以致在檢查全息圖真實(shí)性的過(guò)程中，會(huì)提供錯(cuò)誤的信息。為了禁止這種粒子性出現(xiàn)，在本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例中，提供一個(gè)旋轉(zhuǎn)玻璃板，抵消粒子性，使檢測(cè)器能檢測(cè)能量分布。按照一與檢測(cè)器的頻率相協(xié)調(diào)的頻率適當(dāng)旋轉(zhuǎn)玻璃板。
還可以采用抑制粒子性影響的其它方法。因此例如使用表面型檢測(cè)器來(lái)代替線性CCD檢測(cè)器，并通過(guò)在各行檢測(cè)器元件范圍內(nèi)進(jìn)行平衡來(lái)消除粒子性的影響。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，被檢查的全息圖在讀出裝置中能夠通過(guò)一個(gè)平行于全息圖各直線的軸旋轉(zhuǎn)，并設(shè)有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置。被檢查的全息圖在讀出裝置中必須沿平直邊緣對(duì)準(zhǔn)，沿需要得到全息圖直線的方向不必嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)。假如按照這樣一種方式在測(cè)試過(guò)程中移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)被檢查的全息圖，使全息圖各直線相對(duì)它們的縱向橫向移動(dòng)，全息圖在一個(gè)點(diǎn)上進(jìn)入嚴(yán)格的測(cè)試位置，這樣真實(shí)的全息圖就會(huì)使具有典型能量分布特征的讀出光線變亮，利用檢測(cè)器可以檢測(cè)這種變亮。
下面利用附圖更詳細(xì)地解釋本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中

圖1概略表示在取得基準(zhǔn)全息圖的系統(tǒng)中的光學(xué)元件的陣列；圖2概略表示在讀出裝置中進(jìn)行解碼或讀出全息圖像的光學(xué)元件陣列；圖3概略表示在檢查被測(cè)試的全息圖像真實(shí)性的讀出裝置中的光系統(tǒng)的光學(xué)元件的陣列，以及圖4是利用測(cè)試光線照射到的探測(cè)器的頂視圖。
參照?qǐng)D1，下面描述基準(zhǔn)的全息圖的取得過(guò)程，該基準(zhǔn)全息圖用作批量生產(chǎn)作為真實(shí)性證據(jù)的全息圖的基礎(chǔ)，并且用于制作在讀出裝置中的讀出用全息圖。
激光光線1通過(guò)圓柱形的透鏡2，該透鏡2使目標(biāo)光線以直線方式4成像在磨光的玻璃屏3上，該玻璃屏3代表隨機(jī)構(gòu)成的光學(xué)元件。在磨光的玻璃屏3和包含光敏材料的全息圖板5之間定位一傅里葉透鏡6，透鏡6距磨光的玻璃屏3和全息圖板5的距離均為f，傅里葉透鏡6將(在磨光的玻璃屏3上的)以直線方式成束的目標(biāo)光線轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫械牟ㄇ?。這一平行的波前在全息圖板5上的光敏材料與參考光線8相干，使得在該光敏材料上記錄一全息圖，該全息圖由具有由不同的空間分布頻率的光產(chǎn)生的直線狀圖形的平行的直線組成。
在全息圖板5中所取的基準(zhǔn)全息圖包含有用作真實(shí)性證據(jù)的相位部分的隨機(jī)分布的磨光的玻璃屏3的圖像。
圖1是以頂視圖表示的光學(xué)系統(tǒng)。
下面利用圖2到4介紹讀出裝置和它的制造。
由基準(zhǔn)全息圖5或基準(zhǔn)全息圖的復(fù)制物，在讀出裝置中制作該讀出用或解碼的全息圖10，該全息圖在取得該全息圖的讀出裝置中的相同位置處較晚出現(xiàn)。為了取得讀出用全息圖，將該真實(shí)全息圖11置于在讀出裝置的這樣一個(gè)位置處，即被檢查的各讀出用全息圖在較晚的時(shí)間也定位在該位置，因此全息圖11與基準(zhǔn)全息圖或全息圖復(fù)制物相對(duì)應(yīng)。然后由全息圖11利用典型的儀器的激光重現(xiàn)光線12來(lái)重現(xiàn)波13，該波利用典型儀器的參考光線14記錄在位于在全息圖平面10中的光敏材料上。以這樣方式制作的全息圖10形成讀出用全息圖。
全息圖11可以是反射式或透射式的全息圖。圖2表示的是透射式全息圖的一個(gè)實(shí)例。
下面利用圖3介紹完整的讀出裝置的基本結(jié)構(gòu)。
將待檢查的全息圖16插入到一個(gè)座中，在其中將圖的直邊夾住，或按正確的角度粗略放置，全息圖11所在位置是嚴(yán)格的，用以取得讀出用全息圖10。在讀出用全息圖10后面，來(lái)自會(huì)聚透鏡17的重現(xiàn)的光線被定位，會(huì)聚透鏡17使重現(xiàn)的光線18壓縮到較小的直徑，適當(dāng)壓縮的光線然后入射到發(fā)散透鏡19，經(jīng)其形成小直徑的平行光線。這一光線然后被一圓柱形透鏡或圓柱形雙凸面屏20(雙凸面的或一維的發(fā)散鏡)在線段表示的通道21內(nèi)張開。由圖4可以看出。在線段表示的通道中張開的光束21然后入射到可以為矩形的旋轉(zhuǎn)玻璃板22上。通過(guò)旋轉(zhuǎn)玻璃板22，使激光束的粒子性被抵消，這樣直線光線21以從圖4可見的方式橫向入射到檢測(cè)器，在該光線中粒子性被抵消。檢測(cè)器23就是按行分布的光敏元件(CCD檢測(cè)器)的所述實(shí)施例。
被測(cè)試的全息圖6的座可借助一驅(qū)動(dòng)裝置繞一個(gè)軸回轉(zhuǎn)，該軸平行于全息圖的直線圖形的各直線。假如在測(cè)試操作過(guò)程中，旋轉(zhuǎn)被測(cè)試的全息圖16，該全息圖在一點(diǎn)上進(jìn)入正確的測(cè)試位置，使得由全息圖16重現(xiàn)的光線由讀出用全息圖10重現(xiàn)光線14，光線14(用于取得全息圖的)具有一定的能量分布，可利用檢測(cè)器22檢測(cè)該能量分布。
圓柱形透鏡20或圓柱形雙凸面屏或單維發(fā)散鏡將測(cè)試光線21移遠(yuǎn)，使其總相交在檢測(cè)器23上。
權(quán)利要求
1.一種用于制作具有真實(shí)性特征的、作為基準(zhǔn)全息圖復(fù)制物的、不可復(fù)制的全息圖的方法，其特征在于，利用一種光學(xué)系統(tǒng)取得一個(gè)全息圖，即，隨機(jī)構(gòu)成的光學(xué)元件的基準(zhǔn)全息圖，該光學(xué)元件例如為磨光的玻璃屏或發(fā)散鏡，該全息圖形成真實(shí)性特征，其中所述光學(xué)系統(tǒng)使一全息圖具有由彼此平行的直線形成的圖形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該光學(xué)系統(tǒng)包含這樣一個(gè)系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中目標(biāo)光線通過(guò)圓柱形透鏡以直線方式成像在發(fā)散鏡或磨光的玻璃屏上，并且在該系統(tǒng)中，使目標(biāo)光波通過(guò)后面的成像光學(xué)元件粗略平行準(zhǔn)直，并且在全息圖平面的光敏材料上與一參考光相干，使得在位于全息圖平面中的光敏材料上以平行直線的圖形的形式取得基準(zhǔn)全息圖。
3.一種用于檢查根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法制作的全息圖復(fù)制物的真實(shí)性的讀出裝置，其特征在于，在一指定的光學(xué)元件陣列中，利用一激光器，最好是一種激光二極管，利用一具有讀出用信息最好是能量分布特征的參考光線來(lái)制作基準(zhǔn)全息圖的一個(gè)全息圖(解碼或讀出全息圖)，特征還在于，讀出裝置同樣具有在取得過(guò)程中所用的光學(xué)元件陣列，使被測(cè)試的全息圖復(fù)制物位于制作該讀出用全息圖時(shí)的基準(zhǔn)全息圖的位置，特征還在于用于制作讀出用全息圖的再現(xiàn)光線照射到被檢查的全息圖上，以及來(lái)自讀出用全息圖的重現(xiàn)光線照射到檢測(cè)器上，檢測(cè)經(jīng)過(guò)會(huì)聚透鏡、發(fā)散透鏡和圓柱型透鏡或圓柱形雙凸面屏或單維發(fā)散鏡的光的強(qiáng)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的讀出裝置，其特征在于，帶有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的玻璃板位于圓柱形透鏡和檢測(cè)器之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的讀出裝置，其特征在于，被檢測(cè)的全息圖可以在讀出裝置中圍繞一平行于該被測(cè)試的全息圖的全息圖直線的軸旋轉(zhuǎn)，并且裝有一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求3到5中之一所述的讀出裝置，其特征在于，一個(gè)旋轉(zhuǎn)玻璃板或表面檢測(cè)器是位在圓柱形透鏡、圓柱形雙凸面屏或單維發(fā)散鏡與檢測(cè)器之間，用以在各行檢測(cè)器元件上通過(guò)抵消來(lái)消除光的粒子性。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制作具有真實(shí)性特征的作為基準(zhǔn)全息圖的復(fù)制物的不能復(fù)制的全息圖的方法。根據(jù)本發(fā)明，利用一個(gè)使全息圖具有彼此平行的直線圖形的光學(xué)系統(tǒng)，取得由隨機(jī)構(gòu)成的光學(xué)元件例如磨光的玻璃屏或一發(fā)散鏡構(gòu)成真實(shí)性特征的一個(gè)全息圖，以此作為基準(zhǔn)全息圖。
文檔編號(hào)G03H1/00GK1164055SQ9610928
公開日1997年11月5日 申請(qǐng)日期1996年8月8日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月8日
發(fā)明者G·道斯曼, K·格納迪, Z·S·楊 申請(qǐng)人:聯(lián)邦印刷廠有限公司