[go: up one dir, main page]

RU2246743C2 - Method for protecting holograms from forgery and device for automatic control of hologram validity - Google Patents

Method for protecting holograms from forgery and device for automatic control of hologram validity Download PDF

Info

Publication number
RU2246743C2
RU2246743C2 RU2003108429/09A RU2003108429A RU2246743C2 RU 2246743 C2 RU2246743 C2 RU 2246743C2 RU 2003108429/09 A RU2003108429/09 A RU 2003108429/09A RU 2003108429 A RU2003108429 A RU 2003108429A RU 2246743 C2 RU2246743 C2 RU 2246743C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hologram
image
protective
mask
recorded
Prior art date
Application number
RU2003108429/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003108429A (en
Inventor
В.И. Бобринев (RU)
В.И. Бобринев
Д.С. Лушников (RU)
Д.С. Лушников
А.И. Николаев (RU)
А.И. Николаев
С.Б. Одиноков (RU)
С.Б. Одиноков
И.К. Цыганов (RU)
И.К. Цыганов
Original Assignee
Общество с Ограниченной Ответственностью "Голография-Сервис"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с Ограниченной Ответственностью "Голография-Сервис" filed Critical Общество с Ограниченной Ответственностью "Голография-Сервис"
Priority to RU2003108429/09A priority Critical patent/RU2246743C2/en
Publication of RU2003108429A publication Critical patent/RU2003108429A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2246743C2 publication Critical patent/RU2246743C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Holo Graphy (AREA)
  • Credit Cards Or The Like (AREA)

Abstract

FIELD: holograms protection technologies.
SUBSTANCE: method includes recording a hidden image on hologram in form of two-dimensional matrix of light optical points, wherein individual check code is set in predetermined angles of matrix; also, for positioning protective hologram an image of point object is recorded on it, outside limits of mask aperture, and during reading of hidden image protective hologram is displaced until restored image of point object placed outside mask aperture, fits point aperture in micro-diaphragm, and until an electric signal with maximal amplitude is detected at output of positioning control photo-detector, which shows correctness of positioning of protective hologram.
EFFECT: higher efficiency.
2 cl, 7 dwg

Description

Область техники.The field of technology.

Изобретение относится к средствам защиты и контроля подлинности голограмм, предназначенных для маркирования и защиты от подделки товаров, продукции и изделий.The invention relates to means of protection and authentication of holograms intended for marking and protection against counterfeiting of goods, products and products.

Уровень техники.The level of technology.

Проблема защиты голограмм от подделок возникла в первую очередь в связи с тем, что радужные голограммы широко используются как средство защиты документов и денежных купюр от подделки. На первых этапах предполагалось, что подделка радужной голограммы сама по себе является маловероятной и не может осуществляться без больших затрат. Однако развитие техники голографии привело к тому, что в настоящее время сотни небольших фирм вполне способны изготавливать практически любые голограммы. В связи с этим появилась необходимость защиты голограмм от подделки.The problem of protecting holograms from counterfeiting arose primarily due to the fact that rainbow holograms are widely used as a means of protecting documents and banknotes from counterfeiting. At the first stages, it was assumed that the fake of the rainbow hologram itself is unlikely and can not be carried out without high costs. However, the development of holography technology has led to the fact that at present hundreds of small firms are quite capable of producing almost any hologram. In this regard, there was a need to protect holograms from falsification.

Были предложены различные варианты решения этой проблемы. В одном из первых вариантов было предложено совместно с радужной голограммой, видимой невооруженным глазом при освещении естественным светом, записывать еще одну голограмму, изображение с которой может быть считано только лазером (см., например [1]). Записанное таким образом изображение принято называть скрытым изображением. Практически это означает, что скрытое изображение дополнительной голограммы находится на достаточно большом расстоянии от плоскости голограммы и при освещении некогерентным светом оно смазывается из-за дисперсии и становится практически невидимым. Однако такое скрытое изображение легко восстанавливается лазерным лучом и поэтому не может обеспечить достаточную защиту от подделки, так как оно может быть скопировано и затем записано на новую голограмму.Various options have been proposed for solving this problem. In one of the first options, it was proposed, along with a rainbow hologram, visible to the naked eye when illuminated with natural light, to record another hologram, the image of which can be read only by a laser (see, for example, [1]). An image recorded in this way is usually called a latent image. In practice, this means that the latent image of the additional hologram is located at a sufficiently large distance from the plane of the hologram and, when illuminated with incoherent light, it is smeared due to dispersion and becomes practically invisible. However, such a latent image is easily restored by a laser beam and therefore cannot provide sufficient protection against falsification, since it can be copied and then recorded on a new hologram.

В патенте [2] описано устройство, в котором дополнительная защитная голограмма записывается в виде тонкой (несколько десятков микрон) полоски, для формирования которой используется цилиндрическая оптика. Вследствие малых размеров такая голограмма трудно различима, а сложность изготовления цилиндрических линз делает затруднительным восстановление записанного изображения и соответственно изготовление подделок. Вместе с тем для восстановления изображения в этом случае необязательно иметь точно такие же цилиндрические линзы, как при изготовлении голограммы, что позволяет расшифровать голограмму, имея другой набор линз.The patent [2] describes a device in which an additional protective hologram is recorded in the form of a thin (several tens of microns) strip, for the formation of which cylindrical optics are used. Due to the small size, such a hologram is difficult to distinguish, and the complexity of manufacturing cylindrical lenses makes it difficult to restore the recorded image and, accordingly, the manufacture of fakes. However, to restore the image in this case, it is not necessary to have exactly the same cylindrical lenses as in the manufacture of the hologram, which allows you to decrypt the hologram with a different set of lenses.

Были также предложены схемы изготовления защитных голограмм с использованием матового стекла в качестве пространственного модулятора волнового фронта с установкой его либо в канал опорного луча [3], либо в канал объектного луча [4, 5, 6]. Такие схемы обеспечивают высокую степень защищенности голограммы. Однако они требуют очень точного позиционирования голограммы при считывании (единицы микрон) для раскодирования изображения. Кроме того, для восстановления неискаженного скрытого изображения требуется декодирующая маска, которая должна быть точной копией матового стекла, использовавшегося при записи голограммы: изготовление таких копий является сложной проблемой.Schemes were also proposed for manufacturing protective holograms using frosted glass as a spatial wavefront modulator with its installation either in the channel of the reference beam [3] or in the channel of the object beam [4, 5, 6]. Such schemes provide a high degree of security for the hologram. However, they require very precise positioning of the hologram during reading (units of microns) to decode the image. In addition, to restore an undistorted latent image, a decoding mask is required, which must be an exact copy of the frosted glass used to record the hologram: making such copies is a difficult problem.

Близким к предлагаемому устройству в части оптической схемы является устройство, описанное в патенте [7]. В этом устройстве в качестве кодовой маски используется растр микролинз. Устройство контроля подлинности голограммы содержит последовательно расположенные на оптической оси лазер, коллимирующий объектив, голограмму, фазовую маску (линзовый растр), Фурье-объектив и диффузный экран. Такое устройство допускает смещение голограммы относительно маски на расстояниеClose to the proposed device in terms of optical design is the device described in the patent [7]. This device uses a microlens raster as a code mask. The hologram authenticity control device comprises a laser sequentially located on the optical axis, a collimating lens, a hologram, a phase mask (lens raster), a Fourier lens and a diffuse screen. Such a device allows the hologram to be displaced relative to the mask by a distance

Figure 00000002
.
Figure 00000002
.

Здесь δ - допустимая величина сдвига голограммы, r - радиус кривизны микролинз в растре, n - коэффициент преломления материала линзового растра, de - размер скрытого изображения, f0 - фокусное расстояние Фурье-объектива. Для случая практически реализуемых параметров элементов устройства допустимый сдвиг получается близким к 0.7 мм. Таким образом, использование микролинзового растра позволило снизить требования к точности установки голограммы при восстановлении изображения.Here, δ is the permissible hologram shift value, r is the radius of curvature of the microlenses in the raster, n is the refractive index of the material of the lens raster, d e is the size of the latent image, f 0 is the focal length of the Fourier lens. For the case of practically feasible parameters of the device elements, the allowable shift is obtained close to 0.7 mm. Thus, the use of a microlens raster allowed us to reduce the requirements for the accuracy of hologram installation during image restoration.

Недостатками указанного устройства являются: 1) перед каждой микролинзой растра при считывании с голограммы создается уменьшенное действительное изображение “скрытого объекта”, записанного на голограмму (или его части), которое может быть расшифровано с применением микроскопа, что для данного типа кодовой маски понижает степень защищенности голограммы; 2) проверка подлинности голограммы производится визуально, а не автоматически, что приводит к зависимости качества проверки от внимательности оператора, а также не позволяет производить дополнительную цифровую обработку считанной информации.The disadvantages of this device are: 1) before each raster micro lens when reading from a hologram, a reduced real image of a “hidden object” recorded on the hologram (or part of it) is created, which can be decoded using a microscope, which reduces the degree of security for this type of code mask holograms; 2) the verification of the authenticity of the hologram is carried out visually and not automatically, which leads to a dependence of the quality of the check on the attentiveness of the operator, and also does not allow additional digital processing of the read information.

Наиболее близким к предлагаемым способу и устройству является описанное в патенте [8] способ и устройство для считывания информации с защитных голограмм, принятое в качестве прототипа. В этом устройстве на защитную голограмму записан штрих-код, действительное изображение которого восстанавливается на некотором (достаточно большом) расстоянии от поверхности голограммы и считывается фоточувствительной ПЗС-матрицей. Далее считанное изображение преобразуется в цифровой двоичный код, который вводится в компьютер для его цифровой обработки и сравнения с хранящимся в памяти эталоном. Таким образом, данное устройство обеспечивает автоматическую проверку подлинности голограммы. Дополнительной особенностью устройства является то, что защитная голограмма записывается совместно с дополнительной дифракционной решеткой (голограммой плоскопараллельной световой волны, распространяющейся под углом, отличным от угла распространения объектной волны, используемой для записи штрихкода), которая используется для точного позиционирования голограммы в устройстве считывания. С этой целью в устройстве считывания установлен дополнительный фотоприемник, на который попадает дифрагированный на решетке свет, так что выходной сигнал с фотоприемника достигает максимума, когда голограмма установлена в правильную позицию.Closest to the proposed method and device is the method and device described in the patent [8] for reading information from security holograms, adopted as a prototype. In this device, a barcode is recorded on the protective hologram, the actual image of which is restored at a certain (sufficiently large) distance from the surface of the hologram and is read by a photosensitive CCD matrix. Next, the read image is converted into digital binary code, which is entered into the computer for digital processing and comparison with the standard stored in memory. Thus, this device provides automatic authentication of the hologram. An additional feature of the device is that the protective hologram is recorded together with an additional diffraction grating (a hologram of a plane-parallel light wave propagating at an angle different from the angle of propagation of the object wave used to record the barcode), which is used to accurately position the hologram in the reader. For this purpose, an additional photodetector is installed in the reader, onto which light diffracted from the grating is incident, so that the output signal from the photodetector reaches its maximum when the hologram is set to the correct position.

Недостатками данного устройства являются: 1) изображение штрихкода легко может быть считано с помощью лазерного луча - оно не закодировано оптически; 2) не используется возможность дополнительного кодирования цифровой последовательности, что снижает степень защищенности голограммы; 3) при дифракции лазерного луча на дифракционной решетке создается параллельный пучок света с диаметром, равным диаметру освещающего лазерного луча (или диаметру голограммы, если она меньше диаметра луча), поэтому точность установки голограммы сопоставима с диаметром лазерного луча и составляет несколько миллиметров, что недостаточно для использования этого метода для предварительной установки голограммы с закодированным оптически изображением.The disadvantages of this device are: 1) the image of the barcode can easily be read using a laser beam - it is not optically encoded; 2) the possibility of additional coding of a digital sequence is not used, which reduces the degree of security of the hologram; 3) when a laser beam is diffracted by a diffraction grating, a parallel light beam is created with a diameter equal to the diameter of the illuminating laser beam (or the diameter of a hologram, if it is less than the diameter of the beam), therefore, the accuracy of the hologram is comparable to the diameter of the laser beam and is several millimeters, which is not enough for using this method to preset a hologram with an encoded optical image.

Сущность изобретения.SUMMARY OF THE INVENTION

Целью настоящего изобретения является повышение степени защищенности от подделки голограмм, используемых для маркировки изделий, а также других типов голограмм при одновременном сохранении простоты позиционирования голограммы в устройстве считывания закодированного изображения. Цель достигается путем наложения на голограмму с видимым изображением дополнительной защитной голограммы со скрытым изображением, которое не может быть считано без специальной оптической кодирующей-декодирующей маски. В отличие от ранее опубликованных методов защиты с помощью голограммы со скрытым изображением предлагается:The aim of the present invention is to increase the degree of protection against forgery of holograms used for marking products, as well as other types of holograms while maintaining the simplicity of positioning the hologram in the encoded image reader. The goal is achieved by applying to the hologram with a visible image an additional protective hologram with a hidden image, which cannot be read without a special optical encoding-decoding mask. Unlike previously published methods of protection using a hologram with a hidden image, it is proposed:

- использовать новый тип кодирующей-декодирующей маски, позволяющий снизить требования к точности позиционирования голограммы в устройстве контроля без снижения степени защищенности ее;- use a new type of encoding-decoding mask, which reduces the requirements for the accuracy of positioning of the hologram in the control device without reducing the degree of security;

- защитную голограмму предлагается записывать лазером, имеющим длину волны, близкую к длине волны лазера, используемого в устройстве контроля, а затем копировать ее контактным способом с наложением на пластинку с фоторезистом, на которую записана голограмма с видимым изображением, что позволяет свести к минимуму искажения изображения, возникающие при отличии длин волн записывающего и считывающего лазеров;- it is proposed to record the protective hologram with a laser having a wavelength close to the wavelength of the laser used in the control device, and then copy it in a contact way with the photoresist plate onto which a hologram with a visible image is recorded, which minimizes image distortion arising when the wavelengths of the recording and reading lasers differ;

- с целью повышения степени защищенности голограммы и автоматизации процесса контроля ее подлинности предлагается записывать в защитную голограмму изображение в виде двумерной (например, прямоугольной) матрицы из светлых оптических точек, содержащей индивидуальный проверочный цифровой код, значащие разряды которого располагаются в заранее выбранных узлах этой матрицы, и который затем считывается и проверяется по специальному алгоритму компьютером, соединенным с устройством контроля;- in order to increase the degree of security of the hologram and automate the process of checking its authenticity, it is proposed to write in the protective hologram an image in the form of a two-dimensional (for example, rectangular) matrix of light optical dots containing an individual verification digital code, the significant bits of which are located in pre-selected nodes of this matrix, and which is then read and verified by a special algorithm by a computer connected to a control device;

- с целью более точного процесса позиционирования голограммы при ее установке в считывающем устройстве предлагается вместе со скрытым изображением, закодированным оптически, записывать на защитную голограмму изображение точечного объекта, расположенного вне апертуры кодирующей маски, а при позиционировании голограммы в устройстве считывания совмещать восстановленное изображение точечного объекта с точечным отверстием в микродиафрагме, установленной перед фотоприемником контроля позиционирования, так чтобы электрический сигнал с этого фотоприемника достигал своего максимума; во втором варианте позиционирование контролируется визуально по совмещению восстановленного изображения точечного объекта с маркерным знаком (например, перекрестием) на матовом стекле, установленном вместо микродиафрагмы.- in order to more accurately process the positioning of the hologram when it is installed in the reader, it is proposed to record the image of a point object located outside the aperture of the encoding mask together with the latent image optically encoded, and when positioning the hologram in the reader, combine the reconstructed image of the point object with a point hole in the micro-diaphragm installed in front of the photodetector of position control, so that the electrical signal with this photodetector reached its maximum; in the second version, positioning is controlled visually by combining the reconstructed image of a point object with a marker (for example, a crosshair) on a frosted glass installed instead of a micro-diaphragm.

Описание изобретения и прилагаемых фигур.Description of the invention and the attached figures.

Основные принципы, используемые для решения проблем, рассматриваемых в настоящем изобретении, иллюстрируются прилагаемыми фигурами.The basic principles used to solve the problems considered in the present invention are illustrated by the accompanying figures.

На фиг.1 представлена схема записи оптической кодовой маски.Figure 1 presents the recording scheme of the optical code mask.

На фиг.2 представлена схема записи защитной голограммы.Figure 2 presents the recording scheme of the protective hologram.

На фиг.3 представлена структура изображения, записываемого на голограмму со скрытым изображением для устройства автоматического контроля подлинности голограммы.Figure 3 presents the structure of the image recorded on the hologram with a hidden image for the device for automatic control of the authenticity of the hologram.

На фиг.4 представлена схема устройства автоматического контроля с контролем позиционирования защитной голограммы по сигналу с выхода фотоприемника контроля позиционирования.Figure 4 presents a diagram of an automatic control device with positioning control of the protective hologram by the signal from the output of the photodetector of positioning control.

На фиг.5 представлена структура считанного изображения на входе матричного фотоприемника устройства считывания.Figure 5 presents the structure of the read image at the input of the matrix photodetector of the reader.

На фиг.6 представлена схема алгоритма обработки изображения в устройстве автоматического контроля.Figure 6 presents a diagram of the image processing algorithm in the automatic control device.

На фиг.7 представлена схема устройства автоматического контроля с визуальным контролем позиционирования защитной голограммы.7 is a diagram of an automatic control device with visual control of the positioning of the protective hologram.

Ниже приведено подробное описание предлагаемых решений поставленных проблем и принципов функционирования представленных на фигурах устройств.Below is a detailed description of the proposed solutions to the problems and principles of operation of the devices shown in the figures.

Кодовая маска, используемая при записи защитной голограммы со скрытым изображением, должна таким образом преобразовать структуру предметного волнового фронта, чтобы невозможно было восстановить записанное на ней изображение без декодирующей маски. Ранее было показано, что этого можно достичь, используя в качестве фазовой маски матовое стекло. Однако при восстановлении изображения с такой голограммы возникают две серьезных проблемы: во-первых, необходимо обеспечить точность установки голограммы при считывании порядка единиц микрон, а во-вторых, для считывания необходимо использовать ту же маску, что и при записи, так как очень трудно изготовить точную копию такой маски.The code mask used when recording a security hologram with a hidden image must thus transform the structure of the object wavefront so that it is impossible to restore the image recorded on it without a decoding mask. It was previously shown that this can be achieved using frosted glass as a phase mask. However, when recovering an image from such a hologram, two serious problems arise: firstly, it is necessary to ensure the accuracy of the hologram installation when reading about a few microns, and secondly, it is necessary to use the same mask for reading as when recording, since it is very difficult to produce an exact copy of such a mask.

В соответствии с этим одной из задач, решаемых в настоящем изобретении, является преодоление вышеуказанных трудностей. Для снижения требований к точности установки голограммы при ее считывании, а также для обеспечения возможности изготовления одинаковых кодовых масок в требуемом количестве предлагается в качестве кодовой маски использовать отбеленную фотопластинку с зарегистрированной спекл-структурой, образующейся при освещении матового стекла лучом лазера.In accordance with this, one of the problems solved in the present invention is to overcome the above difficulties. To reduce the requirements for the accuracy of the installation of the hologram during its reading, as well as to enable the production of the same code masks in the required quantity, it is proposed to use a bleached photographic plate with a registered speckle structure formed when the frosted glass is illuminated by a laser beam as a code mask.

На фиг.1 показана схема записи кодовой маски, представляющей собой фотопластинку спекл-картины. Луч лазера 1 проходит через положительную линзу 2 и попадает затем на матовое стекло 3. Свет, рассеянный матовым стеклом, образует в пространстве спекл-структуру, которая регистрируется на фотопластинке 4. находящейся на расстоянии R от матового стекла. Распределение интенсивности света на фотопластине представляет собой случайную двумерную функцию с радиусом корреляции, равным размерам спеклов. После экспонирования фотопластинка проявляется и отбеливается. В результате оптическая толщина фотопластинки становится промодулированной в соответствии с распределением освещенности ее при экспонировании и она может быть использована, как фазовая маска со случайным распределением вносимого сдвига фазы по поверхности, причем радиус корреляции функции фазовой модуляции равен приблизительно среднему размеру спеклов.Figure 1 shows the recording scheme of the code mask, which is a speckle picture photographic plate. The laser beam 1 passes through a positive lens 2 and then hits the frosted glass 3. The light scattered by the frosted glass forms a speckle structure in space, which is recorded on the photographic plate 4. located at a distance R from the frosted glass. The light intensity distribution on the photographic plate is a random two-dimensional function with a correlation radius equal to the speckle size. After exposure, the photographic plate appears and bleaches. As a result, the optical thickness of the photographic plate becomes modulated in accordance with the distribution of illumination during exposure and can be used as a phase mask with a random distribution of the introduced phase shift over the surface, and the correlation radius of the phase modulation function is approximately the average size of the speckles.

При этом размеры спеклов d, регистрируемых на фотопластинке, приблизительно определяются формулой

Figure 00000003
. Здесь λ - длина волны лазерного излучения, D - диаметр лазерного пятна на матовом стекле, а R - расстояние от матового стекла до фотопластинки.The sizes of speckles d recorded on the photographic plate are approximately determined by the formula
Figure 00000003
. Here, λ is the laser wavelength, D is the diameter of the laser spot on the frosted glass, and R is the distance from the frosted glass to the photographic plate.

Изменяя расстояние от линзы до матового стекла в пределах от 0 мм до фокусного расстояния линзы (F), можно изменить диаметр D светового пятна на матовом стекле от диаметра луча лазера (2-4 мм) до величины порядка 10 мкм. При R=20 cм размеры спеклов, таким образом, могут быть изменены от ~ 10 мкм до ~ 3 см. Размеры спеклов соответствуют радиусу корреляции случайной картины, записываемой на фотопластинку, т.е. в конечном счете, требуемой точности установки кодовой маски при восстановлении изображения. Так как глубина модуляции фазы такой маской не превышает нескольких длин волн, требуемая точность установки голограммы при считывании близка к размерам спеклов.By changing the distance from the lens to the frosted glass from 0 mm to the focal length of the lens (F), you can change the diameter D of the light spot on the frosted glass from the diameter of the laser beam (2-4 mm) to a value of the order of 10 μm. At R = 20 cm, the speckle size can thus be changed from ~ 10 μm to ~ 3 cm. The speckle size corresponds to the correlation radius of a random picture recorded on a photographic plate, i.e. ultimately, the required accuracy of setting the code mask when restoring the image. Since the depth of phase modulation by such a mask does not exceed several wavelengths, the required hologram installation accuracy during reading is close to the speckle size.

В схеме, показанной на фиг.1, может быть изготовлено необходимое количество копий кодовой маски. Для изготовления другой серии масок в случае необходимости достаточно сдвинуть матовое стекло на несколько миллиметров.In the circuit shown in FIG. 1, the required number of copies of the code mask can be made. For the manufacture of another series of masks, if necessary, just move the frosted glass a few millimeters.

Достоинство данного типа оптической маски заключается в том, что, изменяя размеры спеклов на маске, можно регулировать требования к точности ее установки; кроме того, несложно изготовить серию идентичных масок для установки их в устройствах контроля, находящихся в разных пунктах контроля.The advantage of this type of optical mask is that by changing the size of the speckles on the mask, you can adjust the requirements for the accuracy of its installation; in addition, it is not difficult to make a series of identical masks for installing them in control devices located at different control points.

Второй вариант маски - фазовая стеклянная пластинка для кодовой маски с выдавленной на ней методом горячего прессования матрицей пирамидок с размерами порядка 1-2 мм. При достаточно малой высоте пирамидок вносимая ими глубина модуляции фазы проходящей световой волны может также составлять несколько длин волн и требуемая точность установки голограммы, как и в предыдущем случае, близка к размерам пирамидки.The second version of the mask is a phase glass plate for a code mask with a matrix of pyramids extruded onto it by hot pressing with a size of about 1-2 mm. With a sufficiently small height of the pyramids, the depth of modulation of the phase of the transmitted light wave introduced by them can also be several wavelengths and the required hologram installation accuracy, as in the previous case, is close to the size of the pyramid.

Вторая проблема, решаемая настоящим изобретением, возникает в случае, когда запись голограммы и ее считывание производятся лазерами с отличающейся длиной волны. Известно, что и в обычных голограммах наблюдаются искажения изображения при восстановлении изображения излучением с длиной волны, отличающейся от той, которая была использована при записи. В случае голограмм, записанных с кодовой маской, эти искажения проявляются в еще большей степени, учитывая, что фазовые искажения, вносимые кодирующей маской, могут значительно изменяться при изменении длины волны света. В первом приближении можно считать, что показатель преломления материала фазовой маски не зависит от длины волны используемого света. Полагая допустимой остаточную ошибку фазового распределения после декодирующей маски δ φ =λ /10, при глубине фазовой модуляции, создаваемой маской, порядка длины волны, допустимое отличие длин волн при записи и при считывании голограммы не должно превышать 10%.A second problem to be solved by the present invention arises when the hologram is recorded and read by lasers with different wavelengths. It is known that even in ordinary holograms, image distortions are observed when reconstructing an image by radiation with a wavelength different from that used during recording. In the case of holograms recorded with a code mask, these distortions appear even more, given that the phase distortions introduced by the encoding mask can change significantly with a change in the wavelength of light. In a first approximation, we can assume that the refractive index of the material of the phase mask does not depend on the wavelength of the light used. Assuming that the residual phase distribution error after the decoding mask is δ δ = λ / 10, when the phase modulation created by the mask is of the order of the wavelength, the allowable difference in wavelengths during recording and reading of the hologram should not exceed 10%.

В устройстве для проверки подлинности голограммы целесообразно использовать полупроводниковый лазер, учитывая его малые габариты, низкую стоимость и высокую надежность. Наиболее распространенным типом таких лазеров являются лазеры с длиной волны 0.635-0.650 мкм. Соответственно защитную голограмму со скрытым изображением необходимо записывать лазером с длиной волны, близкой к указанным выше. Наиболее подходящим типом лазера в этом случае является He-Ne лазер с длиной волны 0,63 мкм.It is advisable to use a semiconductor laser in the hologram authentication device, given its small size, low cost and high reliability. The most common type of such lasers are lasers with a wavelength of 0.635-0.650 μm. Accordingly, a protective hologram with a hidden image must be recorded with a laser with a wavelength close to the above. The most suitable type of laser in this case is a He-Ne laser with a wavelength of 0.63 microns.

Наиболее распространенный тип голограмм, нуждающихся в проверке, - что радужные голограммы, записываемые на фоторезисте, который нечувствителен к красному свету, и поэтому запись на него не может производиться гелий-неоновым лазером, а производится с помощью He-Cd лазера с длиной волны около 0.44 мкм. Вследствие значительного отличия длин волн при записи и при воспроизведении голограммы искажения волнового фронта оказываются настолько большими, что восстановить скрытое изображение красным полупроводниковым лазером не удается.The most common type of holograms in need of verification is that rainbow holograms are recorded on a photoresist that is insensitive to red light, and therefore cannot be recorded with a helium-neon laser, but with a He-Cd laser with a wavelength of about 0.44 microns. Due to the significant difference in the wavelengths during recording and when playing a hologram, the wavefront distortions are so large that it is not possible to restore the latent image with a red semiconductor laser.

Для решения этой проблемы в настоящем изобретении предлагается записывать защитную голограмму со скрытым изображением с помощью He-Ne лазера, длина волны которого близка к длине волны полупроводниковых красных лазеров, на голографическую фотопластинку (например, типа ПФГ-01 или ПФГ-03), а затем контактным способом копировать ее на фоторезист с помощью He-Cd лазера. Предпочтительнее записывать первичную голограмму на фотопластинки ПФГ-03. которые имеют гораздо меньший уровень рассеяния света и соответственно создают меньше оптических шумов при копировании голограммы.To solve this problem, the present invention proposes to record a protective hologram with a latent image using a He-Ne laser, the wavelength of which is close to the wavelength of semiconductor red lasers, on a holographic photographic plate (for example, type PFG-01 or PFG-03), and then copy it onto the photoresist using a He-Cd laser. It is preferable to record the primary hologram on PFG-03 photographic plates. which have a much lower level of light scattering and, accordingly, create less optical noise when copying a hologram.

Полученная таким образом на фоторезисте голограмма сохраняет структуру голограммы, записанной с помощью He-Ne лазера, поэтому при считывании ее полупроводниковым лазером удается восстановить скрытое изображение.The hologram obtained in this way on the photoresist preserves the structure of the hologram recorded using the He-Ne laser; therefore, when reading it with a semiconductor laser, it is possible to restore the latent image.

Схема записи защитной голограммы He-Ne лазером представлена на фиг.2. Луч лазера 5 проходит сквозь затвор 6 и с помощью поворотного зеркала 7 направляется на светоделитель 8, с помощью которого луч расщепляется на два канала: канал опорного луча и канал объектного луча. Объектный луч расщепляется на два луча, один из которых используется для записи скрытого изображения, а второй - для записи на голограмму точечного объекта.The recording scheme of the protective hologram He-Ne laser is presented in figure 2. The laser beam 5 passes through the shutter 6 and, using a rotary mirror 7, is directed to a beam splitter 8, with the help of which the beam is split into two channels: the channel of the reference beam and the channel of the object beam. An object beam is split into two beams, one of which is used to record a latent image, and the second to record on a hologram of a point object.

Зеркало 9 в канале объектного луча направляет первый луч на коллиматор 11, 12, 13, состоящий из софокусных линз 11 и 13 и микродиафрагмы 12. С помощью коллиматора производится увеличение диаметра лазерного луча до размеров, необходимых для освещения входного транспаранта, а с помощью микродиафрагмы - устранение рассеянного света, приводящего к паразитной пространственной модуляции распределения интенсивности света по апертуре транспаранта.The mirror 9 in the channel of the object beam directs the first beam to the collimator 11, 12, 13, consisting of confocal lenses 11 and 13 and the micro-diaphragm 12. Using the collimator, the diameter of the laser beam is increased to the size necessary to illuminate the input transparency, and using the micro-diaphragm, elimination of scattered light, leading to spurious spatial modulation of the distribution of light intensity over the transparency aperture.

Далее объектный луч попадает на матовое стекло 14 и транспарант с входным изображением 15. Рассеяние света матовым стеклом исключает возможность создания теневого изображения транспаранта на кодовой маске, что уменьшило бы степень закодированности записанного скрытого изображения. Входное изображение представляет собой логотип для случая записи голограммы с последующим визуальным контролем подлинности или матрицу прозрачных и непрозрачных отверстий для случая автоматического контроля подлинности. Далее в канале объектного луча установлена кодовая маска 16 (один из вариантов, описанных выше), вносящая искажения в волновой фронт объектного луча, и фотопластинка 17, на которую производится запись защитной голограммы.Next, the object beam hits the frosted glass 14 and the transparency with the input image 15. The scattering of light by the frosted glass eliminates the possibility of creating a shadow image of the transparency on the code mask, which would reduce the encoded degree of the recorded latent image. The input image is a logo for the case of recording a hologram with subsequent visual verification of authenticity or a matrix of transparent and opaque openings for the case of automatic authentication. Next, in the channel of the object beam, a code mask 16 is installed (one of the options described above), which introduces distortions into the wave front of the object beam, and a photographic plate 17 onto which a protective hologram is recorded.

Созданный с помощью светоделителя 10 второй объектный луч зеркалом 18 направляется на линзу 19, в задней фокальной плоскости которой установлена микродиафрагма 20, а затем расходящийся из фокуса линзы пучок попадает на голограмму 17. Микродиафрагма, как и в первом объектном луче, используется для отфильтровывания рассеянного света.The second object beam created with the help of the beam splitter 10 is directed by the mirror 18 to the lens 19, in the rear focal plane of which the micro-diaphragm 20 is installed, and then the beam diverging from the focus of the lens hits the hologram 17. The micro-diaphragm, as in the first object beam, is used to filter out the scattered light .

В канале опорного луча установлено поворотное зеркало 21, затем коллиматор 22, 23, 24, выполняющий функции, аналогичные тем, которые выполняет коллиматор в канале объектного луча. Во время юстировки схемы записи выходной луч коллиматора отражается зеркалом 25 и на микродиафрагме 23 контролируется диаметр отраженного луча - он должен быть минимальным, что свидетельствует о том, что микродиафрагма 23 установлена в фокальной плоскости линзы 24 и опорный луч имеет плоский волновой фронт. Во время съемки голограммы зеркало 25 удаляется. После экспонирования и фотохимической обработки (проявление, фиксирование и отбеливание) голограмма устанавливается на свое место, канал объектного луча перекрывается непрозрачным экраном 26 и снова устанавливается зеркало 25. Если голограмма записана качественно, то в плоскости транспаранта появляется неискаженное изображение.A rotary mirror 21 is installed in the channel of the reference beam, then a collimator 22, 23, 24, which performs functions similar to those performed by the collimator in the channel of the object beam. During the adjustment of the recording circuit, the output beam of the collimator is reflected by the mirror 25 and the diameter of the reflected beam is controlled on the micro-diaphragm 23 - it must be minimal, which indicates that the micro-diaphragm 23 is installed in the focal plane of the lens 24 and the reference beam has a plane wave front. During hologram shooting, mirror 25 is removed. After exposure and photochemical processing (development, fixation and bleaching), the hologram is set in its place, the channel of the object beam is blocked by an opaque screen 26 and the mirror 25 is set again. If the hologram is recorded qualitatively, an undistorted image appears in the transparency plane.

Далее производится копирование защитной голограммы светом He-Cd лазера на пластинку, покрытую слоем фоторезиста, на которую предварительно была записана голограмма с видимым изображением. При копировании фотопластинка с записанной на ней защитной голограммой устанавливается эмульсионной стороной к фоторезисту. Таким образом, защитная голограмма записывается на голограмму с видимым изображением методом наложения. После записи обеих голограмм производится проявление фоторезиста. Затем изготавливается металлическая матрица и производится тиражирование голограмм по известной традиционной технологии.Next, a protective hologram is copied by the light of a He-Cd laser onto a plate coated with a photoresist layer onto which a hologram with a visible image has been previously recorded. When copying, a photographic plate with a protective hologram recorded on it is set by the emulsion side to the photoresist. Thus, a protective hologram is recorded on a hologram with a visible image by overlay. After recording both holograms, the manifestation of photoresist is performed. Then a metal matrix is made and holograms are replicated using the well-known traditional technology.

Структура скрытого изображения, записываемого на защитную голограмму для устройства автоматического контроля, показана на фиг.3. Изображение представляет собой матрицу N× N ячеек с 4-мя, расположенными по углам, реперами высокой яркости. Реперы находятся в вершинах образуемого ими прямоугольника, внутри которого находятся информативные "биты", (ячейки), представляющие собой круговые области, расположенные в узлах равномерной квадратной сетки с количеством узлов N× N.The structure of the latent image recorded on the protective hologram for the automatic control device is shown in Fig.3. The image is a matrix of N × N cells with 4 angularly arranged reference frames of high brightness. Reference points are located at the vertices of the rectangle formed by them, inside which there are informative “bits”, (cells), which are circular areas located in nodes of a uniform square grid with the number of nodes N × N.

С целью повышения надежности проверки подлинности голограммы вводится еще одна степень защиты, а именно цифровое кодирование информации во входном изображении. С этой целью из всего массива ячеек входной матрицы заранее выбираются номера ячеек, в которые записывается заранее заданный код. Обработка изображения в компьютере производится по специальному алгоритму, при котором выбираются ячейки, в которых должен быть записан идентификационный код, и проверяется соответствие считанной из этих ячеек информации заданному коду. При совпадении на экран монитора выводится изображение логотипа, при отсутствии совпадения - изображение не появляется, а выводится сообщение об ошибке.In order to increase the reliability of hologram authentication, another degree of protection is introduced, namely digital encoding of information in the input image. To this end, from the entire array of cells of the input matrix, cell numbers are preselected in which a predefined code is written. Image processing in a computer is carried out according to a special algorithm, in which the cells in which the identification code is to be written are selected, and the correspondence of the information read from these cells to the specified code is checked. If there is a match, the logo image is displayed on the monitor screen, if there is no match, the image does not appear, but an error message is displayed.

Как уже отмечалось, для того чтобы упростить процедуру точной установки голограммы в устройство считывания на защитную голограмму записывается дополнительно незакодированное изображение точечного объекта.As already noted, in order to simplify the procedure for accurately installing the hologram in the reader, an additional unencoded image of a point object is recorded on the protective hologram.

Устройство автоматического контроля подлинности голограмм представлено на фиг.4. Коллимированный луч полупроводникового лазера 27 направляется на голограмму 28. Закодированное изображение, восстановленное с голограммы, проходит сквозь декодирующую маску 29 (это копия маски, использовавшейся при записи) и попадает на матричный фотоприемник 30. В результате корректировки декодирующей маской волнового фронта, восстановленного с голограммы, на входе матричного фотоприемника создается неискаженное изображение матрицы, записанной на защитную голограмму. Считанное изображение через интерфейс 31 вводится в компьютер 32 для последующей цифровой обработки.The device for automatic control of the authenticity of holograms is presented in Fig.4. The collimated beam of the semiconductor laser 27 is directed to the hologram 28. The encoded image reconstructed from the hologram passes through the decoding mask 29 (this is a copy of the mask used during recording) and enters the photodetector 30. As a result of the correction of the wavefront reconstructed from the hologram by the decoding mask, an undistorted image of the matrix recorded on the protective hologram is created at the input of the matrix photodetector. The read image through the interface 31 is entered into the computer 32 for subsequent digital processing.

Одновременно с восстановлением скрытого изображения восстанавливается изображение точки, которое смещается вместе с голограммой при ее перемещении. Голограмма позиционируется таким образом, чтобы восстановленное изображение точки оказалось в заранее рассчитанном месте, где находится отверстие микродиафрагмы 33, в результате чего на выходе фотодиода 34 появляется и достигает своего максимума фототок, что является свидетельством правильной установки защитной голограммы.Simultaneously with the restoration of the latent image, the image of the point is restored, which moves with the hologram when it is moved. The hologram is positioned so that the reconstructed image of the point appears in a pre-calculated place where the hole of the micro-diaphragm 33 is located, as a result of which the photocurrent appears and reaches its maximum at the output of the photodiode 34, which is evidence of the correct installation of the protective hologram.

Считанное изображение представляет собой видеокадр с количеством пикселей, соответствующим разрешению фотоприемного устройства. Считанное изображение может быть искажено (наклонено или иметь трапецеидальные искажения, как показано на фиг.5) вследствие неточной установки фотоприемного устройства в процессе считывания изображения. Кроме того, вследствие некоторой зашумленности изображения, считанного с голограммы, яркость каждого пиксела отличается от той, которая должна быть при идеальном изображении.The read image is a video frame with the number of pixels corresponding to the resolution of the photodetector. The read image may be distorted (tilted or have keystone distortion, as shown in FIG. 5) due to inaccurate installation of the photodetector during image reading. In addition, due to some noise in the image read from the hologram, the brightness of each pixel differs from that which should be with an ideal image.

Считанный видеосигнал, соответствующий яркости каждого пиксела изображения, преобразуется в 8-разрядный двоичный код, что соответствует изображению с 256 градациями серого, так что уровень сигнала может изменяться от 0 до 255.The read video signal corresponding to the brightness of each pixel in the image is converted to an 8-bit binary code, which corresponds to an image with 256 shades of gray, so that the signal level can vary from 0 to 255.

Для восстановления изображения в виде двоичной матрицы используется алгоритм, укрупненная блок-схема которого приведена на фиг.6.To restore the image in the form of a binary matrix, an algorithm is used, an enlarged block diagram of which is shown in Fig.6.

На первом шаге алгоритма выделяются на изображении четыре репера. которые необходимы для восстановления координат узлов информационной сетки. Для этого реализуется следующая процедура.At the first step of the algorithm, four frames are distinguished in the image. which are necessary to restore the coordinates of the nodes of the information grid. To do this, the following procedure is implemented.

1) Определяется средняя яркость всего изображения Icp., которая определяется как сумма видеосигналов от всех пикселей, деленная на общее количество пикселей.1) The average brightness of the entire image I cp is determined . , which is defined as the sum of the video signals from all pixels divided by the total number of pixels.

2) Выбирается пороговая яркость Рр=Iср+kp· (Iср)0,5· r· r, где kp - априорпый коэффициент от 1 до 6, выбираемый эмпирически; r - размерность квадратной маски, соответствующая количеству пикселей, укладывающихся на стороне репера (зависит от характеристик считывающего устройства).2) The threshold brightness is selected P p = I cf + k p · (I cf ) 0.5 · r · r, where k p is an a priori coefficient from 1 to 6, chosen empirically; r is the dimension of the square mask corresponding to the number of pixels stacked on the side of the frame (depends on the characteristics of the reader).

3) Проводится поиск размерных объектов и из них формируется множество М потенциальных реперов. Для этого формируется множество точек (координат пикселов) изображения, средняя яркость r-окрестности каждой из которых превышает значение порога Рр (суммирование яркостей по скользящей квадратной маске размерностью r× r). Следующим шагом связываются ближайшие друг к другу точки из полученного множества отдельных пикселов. Связные точки формируют искомое множество М. Точки связываются в один объект, если расстояние от каждой точки до центра тяжести объекта не превышает значения k0· r, где k0 задается априорно. При присоединении очередной точки центр тяжести вычисляется с учетом координат последней точки (центр тяжести - среднее значение координат связанных точек с единичными весами).3) A search for dimensional objects is carried out and from them a set of M potential benchmarks is formed. To do this, a set of points (pixel coordinates) of the image is formed, the average brightness of the r-neighborhood of each of which exceeds the value of the threshold P p (summing the brightnesses over a moving square mask of dimension r × r). The next step connects the points closest to each other from the resulting set of individual pixels. Connected points form the desired set M. Points are connected into one object if the distance from each point to the center of gravity of the object does not exceed k 0 · r, where k 0 is specified a priori. When connecting another point, the center of gravity is calculated taking into account the coordinates of the last point (the center of gravity is the average value of the coordinates of the connected points with unit weights).

4) Во множестве М находятся две пары объектов, расстояние между которыми максимальное. Это и есть искомые реперы с координатами Xr1, Yr1, Хr2, Yr2, Хr3, Yr4, Хr4, Yr4. Далее вычисляются координаты угловых элементов информационной сетки X01, Y01, Х02, Y02, Х03, Y03, Х04, Y04 4) In the set M there are two pairs of objects, the distance between which is maximum. These are the required frames with coordinates Xr 1 , Yr 1 , Xr 2 , Yr 2 , Xr 3 , Yr 4 , Xr 4 , Yr 4 . Next, the coordinates of the corner elements of the information grid X 01 , Y 01 , X 02 , Y 02 , X 03 , Y 03 , X 04 , Y 04

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000009
Figure 00000009

Figure 00000010
Figure 00000010

Figure 00000011
Figure 00000011

Здесь L - размер информационной сетки по горизонтали и по вертикали (для случая, когда сетка квадратная, и под размером понимается расстояние между центрами крайних узлов по горизонтали или по вертикали), а Δ - расстояние по одной из координат от центра реперного узла до центра ближайшего информационного узла (см. фиг.3).Here L is the size of the information grid horizontally and vertically (for the case when the grid is square, and the size means the distance between the centers of the extreme nodes horizontally or vertically), and Δ is the distance along one of the coordinates from the center of the reference node to the center of the nearest information node (see figure 3).

Затем вычисляются координаты (i, j) - узла сетки:Then the coordinates of (i, j) - the grid node are calculated:

Xy=x1+(x2-x1)* j* h;X y = x 1 + (x 2 -x 1 ) * j * h;

Yy=y1+(y2-y1)* j* h;Y y = y 1 + (y 2 -y 1 ) * j * h;

гдеWhere

y1=Y01+(Y02-Y01)* i* h;y 1 = Y 01 + (Y 02 -Y 01 ) * i * h;

y2=Y04+(Y03-Y04)* i* h;y 2 = Y 04 + (Y 03 -Y 04 ) * i * h;

x1=X01+(X04-X01)* i* h;x 1 = X 01 + (X 04 -X 01 ) * i * h;

x2=X02+(X03-X02)* i* h;x 2 = X 02 + (X 03 -X 02 ) * i * h;

h=1/(N-1);h = 1 / (N-1);

N - количество узлов по одному измерению квадратной сетки.N is the number of nodes in one dimension of the square grid.

5) Следующим шагом является вычисление для каждого узла средней яркости Iу в ее m-окрестности. Величина m определяется по формуле5) The next step is to calculate for each node the average brightness I y in its m-neighborhood. The value of m is determined by the formula

m=(Yr2-Yr1)/((N-2)* 2).m = (Yr 2 -Yr 1 ) / ((N-2) * 2).

Средняя яркость есть среднее значение всех яркостей точек m-окрестности с единичными весами. Если Iy превышает пороговое значение яркости Рy, задаваемое априорно, то соответствующему элементу информативной матрицы присваивается значение 1, в противном случае 0.The average brightness is the average value of all the brightnesses of the points of the m-neighborhood with unit weights. If I y exceeds the threshold brightness value P y specified a priori, then the corresponding element of the informative matrix is assigned the value 1, otherwise 0.

6) Полученная в результате работы алгоритма информативная матрица содержит код для извлечения соответствующего ему эталонного изображения из базы данных изображений (каждому эталонному изображению базы данных соответствует своя кодовая комбинация в матрице).6) The informative matrix obtained as a result of the algorithm contains a code for extracting the corresponding reference image from the image database (each database reference image has its own code combination in the matrix).

Процедура извлечения эталонного изображения производится следующим образом. Из информативной матрицы производится выборка элементов с заранее заданными номерами, из которых формируется двоичное слово. Полученное двоичное слово сравнивается с хранящимся в компьютере эталонным с помощью алгебраической операции "исключающее ИЛИ " (XOR). При совпадении слов выдается двоичный адрес, по которому из базы данных, хранящейся на CD-диске извлекается эталонное изображение (например, логотип), которое отображается на экране монитора компьютера. На этом процедура обработки изображения заканчивается.The procedure for extracting a reference image is as follows. From an informative matrix, a selection is made of elements with predefined numbers from which a binary word is formed. The resulting binary word is compared with the reference word stored in the computer using the algebraic XOR operation. If the words match, a binary address is issued at which the reference image (for example, the logo) is displayed from the database stored on the CD-ROM, which is displayed on the computer screen. This completes the image processing procedure.

На фиг.7 представлена схема устройства автоматического контроля подлинности голограмм с визуальным контролем позиционирования голограммы. По сравнению со схемой, представленной на фиг.4, микродиафрагма 33 и фотоприемник 34 заменены матовым стеклом с нанесенным на него реперным знаком (например, перекрестием), с которым должно быть совмещено изображение точки при позиционировании голограммы.Figure 7 presents a diagram of a device for automatic control of the authenticity of holograms with visual control of the positioning of the hologram. Compared to the circuit shown in FIG. 4, the micro-diaphragm 33 and the photodetector 34 are replaced with frosted glass with a reference mark (for example, a crosshair) applied to it, with which the image of the point should be combined when positioning the hologram.

Таким образом, предлагаемый способ изготовления защитных голограмм и устройство для их контроля могут быть использованы для повышения эффективности системы защиты от подделки голограмм. Изготавливаемые в соответствии с настоящим изобретением защитные голограммы и устройства для их контроля могут быть использованы также для защиты от подделки широкого круга изделий массового спроса.Thus, the proposed method for the manufacture of protective holograms and a device for their control can be used to increase the effectiveness of the system of protection against counterfeiting holograms. Protective holograms made in accordance with the present invention and devices for their control can also be used to protect against counterfeiting a wide range of consumer goods.

Список литературыList of references

1. John E. Wreede at al. Encoded hologram for producing a machine readable and a human readable image, Patent USA № 5499116 of Mar. 12, 1996.1. John E. Wreede at al. Encoded hologram for producing a machine readable and a human readable image, Patent USA No. 5499116 of Mar. 12, 1996.

2. Гальперн А.Д. Голографическое устройство для воспроизведения кодирующих элементов. Патент Российской Федерации №2110411 от 10.05.98 г.2. Halpern A.D. Holographic device for reproducing coding elements. Patent of the Russian Federation No. 2110411 dated 05/10/98.

3. Songcan Lai. Security holograms using an encoded reference wave. Optical Engineering, vol.35. № 9, September 1996.3. Songcan Lai. Security holograms using an encoded reference wave. Optical Engineering, vol. 35. No. 9, September 1996.

4. Refregier P., Javidi B. Optical image encryption based on input plane and Fourier plane random encoding. Opt. Lett. - 1995. - V.20, N. - P.767-769.4. Refregier P., Javidi B. Optical image encryption based on input plane and Fourier plane random encoding. Opt. Lett. - 1995. - V.20, N. - P.767-769.

5. Javidi В., Sergent A., Zhang G., Guibert L. Fault tolerance properties of a double phase encoding encryption technique. Opt. Eng. - 1997. - V.36, № 4. - Р.992-998.5. Javidi B., Sergent A., Zhang G., Guibert L. Fault tolerance properties of a double phase encoding encryption technique. Opt. Eng. - 1997. - V.36, No. 4. - P.992-998.

6. Javidi В., Zhang G., Li J. Experimental demonstration of the random phase encoding technique for image encryption and security verification. Opt. Eng., 1996, V.35. № 9, р.2506-2512.6. Javidi B., Zhang G., Li J. Experimental demonstration of the random phase encoding technique for image encryption and security verification. Opt. Eng., 1996, V.35. No. 9, p. 2506-2512.

7. Бондарев Л.А., Куракин С.В., Курилович А.В., Одиноков С.Б., Смык А.Ф. Устройство для контроля подлинности голограмм, Патент Российской Федерации № 2103741 от 27.01.98 г.7. Bondarev L.A., Kurakin S.V., Kurilovich A.V., Odinokov S.B., Smyk A.F. Device for verifying the authenticity of holograms, Patent of the Russian Federation No. 2103741 dated 01/27/98.

8. David J. Pizzanelly, Holograms for security markings, Patent USA № 5623347 of Apr. 22, 1997 – прототип.8. David J. Pizzanelly, Holograms for security markings, Patent USA No. 5623347 of Apr. 22, 1997 - prototype.

Claims (6)

1. Способ защиты голограмм от подделки, при котором на регистрирующую среду с записанной на ней голограммой с видимым изображением методом наложения второй экспозиции записывают защитную голограмму со скрытым изображением и изображение точечного объекта, расположенного вне апертуры кодирующей маски для позиционирования защитной голограммы, восстанавливают скрытое изображение с защитной голограммы, регистрируют скрытое изображение матричным фотоприемником, обрабатывают полученный видеосигнал скрытого изображения в электронном блоке, а также восстанавливают с защитной голограммы изображение точечного объекта для позиционирования защитной голограммы, регистрируют изображение точечного объекта для позиционирования защитной голограммы фотоприемником контроля позиционирования и позиционируют защитную голограмму по максимальному электрическому сигналу с фотоприемника контроля позиционирования, отличающийся тем, что скрытое изображение формируют в виде двумерной матрицы из светлых оптических точек, задают в указанной матрице светлых оптических точек индивидуальный проверочный код для каждого типа защитной голограммы в заранее определенных узлах этой матрицы; кроме скрытого изображения на защитную голограмму записывают изображение точечного объекта в виде сходящейся сферической волны, которая при восстановлении формирует дополнительное незакодированное оптической маской изображение точечного объекта, вынесенного за пределы апертуры маски для позиционирования защитной голограммы; при записи защитной голограммы между скрытым изображением и голограммой с видимым изображением в канале объектного пучка устанавливают оптическую кодирующую маску; защитную голограмму со скрытым изображением предварительно записывают на регистрирующую среду с использованием в качестве источника света лазера с длиной волны, отличающейся не более чем на 10% от длины волны лазера, используемого в устройстве считывания голограммы, а затем копируют защитную голограмму контактным способом на пластинку с фоторезистом, на которую также записана голограмма с видимым изображением, с помощью лазера, длина волны которого соответствует зоне спектральной чувствительности данной пластинки с фоторезистом; при считывании скрытого изображения перемещают защитную голограмму до тех пор, пока используемое для контроля позиционирования голограммы восстановленное изображение точечного объекта, расположенного вне апертуры кодирующей маски, не попадет в точечное отверстие в микродиафрагме, и пока на выходе фотоприемника контроля позиционирования не зарегистрируют электрический сигнал с максимальной амплитудой, что определяет правильность позиционирования защитной голограммы; в процессе обработки в электронном блоке выбирают заранее заданные элементы, которые и содержат идентификационный код, сравнивают считанный таким образом код с эталоном, хранящимся в памяти, выводят в случае их совпадения на экран монитора изображение логотипа голограммы.1. A method of protecting holograms from counterfeiting, in which a protective hologram with a hidden image and an image of a point object located outside the aperture of the encoding mask for positioning the protective hologram are recorded on a recording medium with a hologram with a visible image on it, and the hidden image is restored from a protective hologram, register the latent image with a matrix photodetector, process the received video signal of the latent image in an electronic block ke, and also restore from the protective hologram an image of a point object for positioning a protective hologram, register an image of a point object for positioning a protective hologram with a positioning control photodetector and position the protective hologram according to the maximum electric signal from the positioning control photodetector, characterized in that the latent image is formed in the form of a two-dimensional matrices of light optical dots, specify the individual in the specified matrix of bright optical dots a valid verification code for each type of security hologram at predetermined nodes of this matrix; in addition to the latent image, the image of a point object in the form of a converging spherical wave is recorded on a protective hologram, which, when restored, forms an additional uncoded optical mask image of a point object taken outside the mask aperture to position the protective hologram; when recording a protective hologram between the latent image and the hologram with the visible image in the channel of the object beam, an optical encoding mask is installed; a protective hologram with a hidden image is pre-recorded on a recording medium using a laser with a wavelength different from no more than 10% of the laser wavelength used in the hologram reader as a light source, and then the protective hologram is copied onto the photoresist plate in a contact way on which a hologram with a visible image is also recorded using a laser whose wavelength corresponds to the spectral sensitivity zone of a given photoresist plate; when reading a latent image, the protective hologram is moved until the reconstructed image of a point object located outside the aperture of the coding mask used to control the positioning of the hologram falls into the point hole in the micro-diaphragm and an electric signal with a maximum amplitude is recorded at the output of the position detection photodetector , which determines the correct positioning of the protective hologram; during processing in the electronic unit, predefined elements are selected that contain the identification code, the code read in this way is compared with the standard stored in the memory, and if they coincide, the image of the hologram logo is displayed on the monitor screen. 2. Способ защиты голограмм от подделки по п. 1, при котором в качестве оптической кодовой маски в канале объектного луча используют матрицу пирамидок, выдавленных на фазовой стеклянной пластинке для кодовой маски методом горячего прессования.2. A method of protecting holograms from counterfeiting according to claim 1, wherein a matrix of pyramids extruded onto the phase glass plate for the code mask by hot pressing is used as an optical code mask in the channel of the object beam. 3. Способ защиты голограмм от подделки по п. 1, при котором в качестве оптической кодовой маски используют записанную на фотоэмульсию или на фоторезист спекл-структуру, возникающую при рассеянии лазерного излучения на матовом стекле, причем размеры спеклов на кодовой маске регулируют путем изменения диаметра лазерного луча на матовом стекле и изменения расстояния от матового стекла до фотопластинки при записи кодовой маски.3. A method of protecting holograms from counterfeiting according to claim 1, wherein a speckle structure recorded on a photoemulsion or on a photoresist is used as an optical code mask that occurs when laser radiation is scattered on frosted glass, and the speckle size on the code mask is controlled by changing the laser diameter beam on the frosted glass and changes in the distance from the frosted glass to the photographic plate when recording a code mask. 4. Устройство автоматического контроля подлинности защитной голограммы, включающее в себя последовательно установленные по ходу оптических лучей лазер с коллимирующим объективом, предназначенный для облучения защитной голограммы со скрытым изображением, матричный фотоприемник для преобразования восстановленного скрытого изображения в видеосигнал и фотоприемник контроля позиционирования защитной голограммы, а также блок электронной обработки, отличающееся тем, что блок электронной обработки выполнен с возможностью ввода видеосигнала, оцифровки видеосигнала, обработки оцифрованного видеосигнала, а также хранения эталонов, сравнения эталонов с обработанным оцифрованным видеосигналом и отображения результатов сравнения; между защитной голограммой и матричным фотоприемником установлена оптическая декодирующая маска для восстановления скрытого изображения; между защитной голограммой и фотоприемником контроля позиционирования установлена микродиафрагма.4. A device for automatic control of the authenticity of a protective hologram, including a laser with a collimating lens sequentially installed along the path of the optical rays, intended for irradiating the protective hologram with a latent image, an array photodetector for converting the reconstructed latent image into a video signal and a photodetector for monitoring the positioning of the protective hologram, electronic processing unit, characterized in that the electronic processing unit is configured to input video signals nal, digitizing the video signal, processing the digitized video signal, as well as storing the standards, comparing the standards with the processed digitized video signal and displaying the comparison results; between the protective hologram and the matrix photodetector, an optical decoding mask is installed to restore the latent image; between the protective hologram and the photodetector of position control, a micro-diaphragm is installed. 5. Устройство по п. 4, в котором оптическая декодирующая маска выполнена в виде матрицы пирамидок, выдавленных на стеклянной пластинке методом горячего прессования.5. The device according to claim 4, in which the optical decoding mask is made in the form of a matrix of pyramids extruded onto a glass plate by hot pressing. 6. Устройство по п. 4, в котором оптическая декодирующая маска выполнена в виде записанной на фотоэмульсию или на фоторезист спекл-структуры.6. The device according to claim 4, in which the optical decoding mask is made in the form of a speckle structure recorded on a photoemulsion or on a photoresist.
RU2003108429/09A 2003-03-28 2003-03-28 Method for protecting holograms from forgery and device for automatic control of hologram validity RU2246743C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003108429/09A RU2246743C2 (en) 2003-03-28 2003-03-28 Method for protecting holograms from forgery and device for automatic control of hologram validity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003108429/09A RU2246743C2 (en) 2003-03-28 2003-03-28 Method for protecting holograms from forgery and device for automatic control of hologram validity

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003108429A RU2003108429A (en) 2004-12-20
RU2246743C2 true RU2246743C2 (en) 2005-02-20

Family

ID=35219014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003108429/09A RU2246743C2 (en) 2003-03-28 2003-03-28 Method for protecting holograms from forgery and device for automatic control of hologram validity

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2246743C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2532699C2 (en) * 2012-10-25 2014-11-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт информатики и проблем регионального управления Кабардино-Балкарского научного центра РАН Apparatus for inputting identification feature in access monitoring and control means
RU188925U1 (en) * 2019-01-17 2019-04-29 Сергей Александрович Чупрына MOBILE DEVICE FOR CHECKING THE AUTHENTICITY OF DOCUMENTS, PACKAGES, GOODS FOR HIDDEN IMAGE ON THEIR HOLOGRAMS

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2532699C2 (en) * 2012-10-25 2014-11-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт информатики и проблем регионального управления Кабардино-Балкарского научного центра РАН Apparatus for inputting identification feature in access monitoring and control means
RU188925U1 (en) * 2019-01-17 2019-04-29 Сергей Александрович Чупрына MOBILE DEVICE FOR CHECKING THE AUTHENTICITY OF DOCUMENTS, PACKAGES, GOODS FOR HIDDEN IMAGE ON THEIR HOLOGRAMS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5920058A (en) Holographic labeling and reading machine for authentication and security applications
KR100942079B1 (en) Authentication system and method
AU595892B2 (en) Security diffraction device
CN102750959B (en) Hologram recording method and hologram recording device
KR100704136B1 (en) 3D imaging system
KR20020027485A (en) Secure document, system for making same and system for reading said document
JPS6229791B2 (en)
US3586412A (en) Holographic lens with aberration correction
Weber et al. Novel implementation of nonlinear joint transform correlators in optical security and validation
US5570207A (en) Holographic image identification system
US6762865B1 (en) Self-referenced holography using diffusive element
JPH09190149A (en) Production of non-duplicable hologram having characteristic point of genuine object and reader for checking authenticity
US7126729B2 (en) Double hologram
RU2246743C2 (en) Method for protecting holograms from forgery and device for automatic control of hologram validity
KR20080018136A (en) Security hologram, how to record it and how to use it
AU698502B2 (en) Hologram in which a plurality of areas are set and holography system to which hologram is applied
JP4889793B2 (en) Method for reading Fourier hologram recorded in holographic storage medium and holographic storage system
CN101290780B (en) Apparatus for reading from and/or writing to holographic storage media
CN101405663A (en) Storage medium comprising a security feature and method for producing a storage medium comprising a security feature
US20080137160A1 (en) Security Holograms
KR100600300B1 (en) Holographic digital data system and its method for non-matching measurement of reproduced images
Kim et al. Digital holographic security system based on random phase encoded reference beams and fingerprint identification
US7757095B2 (en) Personal identification method, personal identification system, and optical information recording medium
RU2003108429A (en) METHOD FOR PROTECTING HOLOGRAMS FROM FALSE AND DEVICE FOR AUTOMATIC HOLOGRAM AUTHENTICITY CONTROL
RU2110412C1 (en) Holographic device for detection of coding elements

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050329

NF4A Reinstatement of patent
QB4A Licence on use of patent

Effective date: 20070124

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110329