ГОЛОГРАФИЧЕСКАЯ МАТРИЦА, СИСТЕМА ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ ПЕРСОНАЛИЗАЦИИ УДОСТОВЕРЕНИЙ ЛИЧНОСТИ И СИНТЕЗ ГОЛОГРАММ С ЖЕЛАЕМЫМИ ВИЗУАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ И СПОСОБ ИХ ПРОИЗВОДСТВА Российский патент 2015 года по МПК G07D7/00 

Настоящее изобретение относится к оптическому устройству и способу изготовления и, в частности, к голографической матрице, системе голографической персонализации удостоверений личности и синтезу голограмм с желаемыми визуальными свойствами и способу их производства.

Из предшествующей области техники известно, что голограммы могут быть произведены посредством различных технологий, таких как оптическая традиционная голография, некоторые технологии обработки на уровне макро- или микропикселей, такие как технологии точечной матрицы, или прямая лазерная или электроннолучевая литография. Настоящее изобретение обеспечивает в значительной степени другой подход к синтезу визуально наблюдаемых шаблонов.

Базовые принципы голографии, безусловно, известны из нескольких книг, например, P. Hariharan, Optical Holography. 2^nd ed. Cambridge University Press (1996).

В частности, эффективное синтетическое производство таких элементов может быть достигнуто, например, посредством использования электроннолучевой литографии, как описывается в патенте Ryzi Z. et al, US 7435979. Такое синтетическое производство может предпочтительно дать возможность для формирования очень сложных канавок, являющихся результатом изменения таких аспектов, как период и толщина линий, создающих канавки и т.д., и известно из заявки на патент Ryzi Z. et al., WO 2006/013215 A1. При рассмотрении настоящего изобретения следует учитывать, что содержание упомянутых выше опубликованных документов включено в настоящий документ по ссылке.

Однако такие известные устройства и способы их производства проявляют некоторые характеристики относительно природы изображений, которые могут быть произведены, особенно когда используются в контексте безопасности, и которые не могут наилучшим образом подходить для различных сценариев применения.

Настоящее изобретение направлено на обеспечение оптического устройства и соответствующего способа формирования, предлагающих возможное синтетическое производство элементов с характеристиками, особенно подходящими для целей безопасности и верификации, и имеющие преимущества перед известными подобными устройствами и способами.

В соответствии с одним аспектом изобретения обеспечен шаблон составного изображения для применений в области верификации и/или защиты, содержащий множество совокупностей элементов изображения, члены каждой совокупности относятся к соответствующему множеству изображений и разнесены на расстоянием друг от друга и расположены в пределах составного изображения таким образом, чтобы не накладываться на члены другой совокупности, составное изображение сформировано посредством смежного расположения элементов с разнесением на расстояние друг от друга, причем расстояние и расположение заданы определенным образом, служащим для создания ключа безопасности.

В то время как в одном примере в упомянутом соответствующем множестве изображения могут быть независимы друг от друга, также возможно, что в упомянутом соответствующем множестве изображения зависимы друг от друга. Таким образом, упомянутое соответствующее множество изображений может содержать разные представления одного общего объекта.

Упомянутые выше разные виды могут содержать разные виды лица человека.

Кроме того, составное изображение может быть сформировано из мозаики упомянутых элементов, и все упомянутые элементы могут иметь одинаковый размер и/или форму.

Упомянутые элементы могут в значительной степени заполнять шаблон составного изображения, если требуется.

В одном примере изображение может содержать растрированное изображение.

Предпочтительно упомянутое местоположение элементов и промежутки между ними могут быть достигнуты стохастически и/или псевдослучайно и/или периодически.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения обеспечен составной оптический элемент для применений в области верификации и/или защиты, содержащий множество совокупностей оптических элементов, члены каждой совокупности имеют одинаковые оптические свойства и расположены с промежутками в пределах составного элемента таким образом, чтобы не накладываться на члены другой совокупности, составной оптический элемент сформирован смежным расположением элементов с промежутками, причем промежутки и расположение заданы определенным образом в соответствии с ключом безопасности.

Как и упомянутое выше изображение, составной оптический элемент может быть выполнен из мозаики упомянутых совокупностей оптических элементов.

В действительности местоположение, промежутки, форма и конфигурация оптических элементов служат для отражения таких же характеристик элементов изображения, отмеченных выше.

Следует понимать, что каждый оптический элемент может содержать дифракционный элемент, который в свою очередь может содержать дифракционную решетку, причем элементы каждой совокупности содержат решетки с идентичными характеристиками.

Безусловно, изобретение также может обеспечить составной оптический элемент, выполненный с возможностью взаимодействовать с шаблоном составного изображения, как определено выше.

Кроме того, изобретение может обеспечить структуру для защиты и/или верификации, содержащую определенный выше шаблон составного изображения в комбинации с определенным выше составным оптическим элементом.

В соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения обеспечен способ формирования составного изображения, содержащий этапы, на которых извлекают множество совокупностей элементов изображения из расположенных с промежутками местоположений соответствующего множества разных изображений и объединяют упомянутые совокупности элементов для формирования упомянутого объединенного изображения, представляющего упомянутое множество соответствующих разных изображений, упомянутое расположение с промежутками элементов каждой совокупности достигнуто заданным образом для создания ключа безопасности.

Кроме того, изобретение может обеспечить способ формирования составного изображения, в котором промежутки между местоположениями упомянутых элементов изображения достигаются стохастически и/или псевдослучайно.

В соответствии с еще одним дополнительным аспектом настоящего изобретения обеспечен способ формирования составного оптического элемента, содержащий этапы, на которых формируют множество совокупностей оптических элементов в местоположениях с промежутками между ними, причем члены каждой совокупности элементов имеют одинаковые оптические свойства, упомянутое расположение с промежутками элементов каждой совокупности достигается заданным образом для создания ключа безопасности.

Способ может содержать дополнительный этап выборочного вмешательства в выбранные элементы для изменения их оптических свойств.

С дополнительными подробностями упомянутые выбранные элементы могут быть выполнены таким образом, что они могут быть удалены или маскированы, с тем чтобы воздействовать на роль, которую они играют во время последующей процедуры верификации.

В пределах контекста описанной выше концепции следует понимать, что имеется обеспечение так называемой не персонализированной голограммы, причем составной оптический элемент, то есть поле, содержит совокупность дифракционных ячеек.

Что касается так называемой не персонализированной дифракционной структуры, область такой структуры может быть разделена на требуемое количество одинаковых подобластей, но не обязательно регулярным образом. Каждая подобласть может быть выполнена с возможностью выполнять дифракцию света посредством разных, но ожидаемых углов, или формирует заданный дифракционный шаблон. Кроме того, каждая подобласть может содержать совокупность(набор) имеющих одинаковую форму элементов идентичной области. Каждый элемент может быть занят дифракционной решеткой с предопределенными параметрами (угол, период, форма канавок и т.д.).

В качестве примера двадцать пять угловых позиций, то есть, двадцать пять подобластей квадратной формы и с размером 10×10 микрометров могут быть распределены в поле стохастически или псевдослучайно. Способ/шаблон пространственного распределения основных дифракционных элементов формирует особенно важный элемент защиты.

В качестве дополнительной персонализации второго вида, которая специфически определяет заданного клиента, использующего эту методику (например, эмитента идентификационного удостоверения), можно дополнительно определить требуемый способ постобработки декодирования и информацию изображения, используемую для персонализации первого вида, то есть, персонализации согласно владельцу документа.

Такая не персонализированная голограмма может быть внедрена, например, в карту памяти удостоверения личности посредством такого устройства, как раскрытое в PCT/EP2009/066176, причем дифракционная структура непосредственно посредством теснения нанесена на фольгу карты памяти.

При рассмотрении обеспечения входных графических данных конкретный пример может быть основан на изображениях владельца удостоверения личности.

Изображение владельца ("рисунок") должно быть записано под углами в количестве от одного до N в зависимости от способа требуемой проекции (например, один портрет, изображение под несколькими углами с разных направлений, например, тройная фотография "как в полиции", псевдо-трехмерный стереографический портрет). Для стереографического формирования изображений необходимо следовать принципам стереографии, внимание должно быть обращено на позицию оси вращения (камеры или записываемого объекта) и подходящий угол среди отдельных изображений. Позиции камеры и/или позиция осей вращения и углов между каждым изображением зависят от конкретного случая и служат в качестве зашифрованной информации.

Затем совокупность(набор) изображений может быть маскирована с помощью заданного рисунка. Этот рисунок маскирования имеет отношение к рисунку пространственного распределения основных дифракционных элементов. Это означает, что только подходящая часть изображения сохранена для дополнительной обработки. Эта часть изображения полностью соответствует области и дислокации основных дифракционных элементов для этого заданного угла обзора.

Конкретные маскированные изображения далее могут быть объединены вместе, и эта совокупность затем преобразовывается в двоичную черно-белую структуру, имеющую графическое разрешение, которое больше (по определению), чем разрешение введенного маскированного изображения. Отношение между обработанными/экранированными ячейками в области может быть привязано к основному дифракционному элементу и может определять уровень яркости этого элемента в конечной структуре, то есть, в голографическом портрете или входные данные. Способ передачи данных и графическое разрешение структуры и математические этапы, используемых для этих операций, даны ниже.

Следующий этап персонализации может сформировать важный аспект изобретения и может включать в себя использование голограммы без персонализации, созданной из совокупности из N областей/ячеек. Каждая область может излучать свет под требуемым углом обозрения. Далее важным является то, что частично разрушая части ячеек, или делая часть ячеек из таких областей невидимыми (черно-белые или градации серого), можно раскрыть требуемый шаблон. Элемент яркости может быть введен в не персонализированную голограмму через надлежащее подмаскирование и дешифрование через надлежащее и очень точное экранирование, разрушение с помощью лазера или перезапись. Это искусственно вносит в шаблон яркость, а также в конечном итоге определяет требуемую голографическую фигуру, наблюдаемую невооруженным глазом, например, голографический портрет, множественный объект или портрет под несколькими углами, такой как стереографический голографический портрет владельца удостоверения личности в виде пластиковой или подобной карты.

Требуемое частичное разрушение дифракционного элемента может быть реализовано посредством лазерной гравировки или с помощью двоичной маски. Невидимые части (или затенение) дифракционного элемента могут быть достигнуты через воздействие лазером на светочувствительный слой, наложенный на дифракционную структуру в многослойной структуре поликарбонатной (пластиковой) карты и т.д. Взаимная позиция и угловая запись не персонализированной структуры и черно-белого или имеющего градации серого (полутонового)изображения служат для задания яркости с разрешением в 1 микрометр или еще лучше с минимальным следом менее 2 микрометров.

В общем случае имеется N разных унитарных изображений. Каждое изображение может иметь уникальные свойства (разные рисунки, разные условия освещения, разные позиции, размер, яркость рисунка и т.д.).

Каждое изображение может быть специальным образом маскировано. Таким образом, может иметься N входных фигур, каждая из которых занимает 1/N часть от всей области поля (всего кадра), использующих позиции подходящей решетки (подходящей ячейки).

Маски предпочтительно пространственно комплементарны, и мастер-матрица может представлять собой сумму всех N фигур.

Лазерная гравировка и/или наложение (покрытие фольгой) экрана с заданными свойствами (предпочтительно прозрачность) может привести к соответствию конкретному рисунку или их комбинациям.

Считается, что возможное применение этого подхода является довольно широким и может охватывать весь синтез голограмм. Различные изменения цвета, 3D-эффекты, 2D/3D эффекты, особенно так называемые стереограммы и соответствующие эффекты также могут быть легко имитированы. Кроме того, отображение через линзы, микролинзы, массивы линз любого объема дифракционной природы могут использоваться для отображения упомянутых выше признаков. Это может привнести дополнительное пространственное или по меньшей мере псевдопространственное восприятие признака, а также двояковыпуклые признаки, но дифракционной природы. Различные переходы нескольких изображений и всенаправленные шаблоны могут быть получены с использованием этого подхода.

Оптическое устройство может содержать множество элементарных ячеек. Каждая ячейка содержит заданную дифракционную структуру, такую как дифракционная решетка. Ячейки с некоторыми свойствами пространственно распределены. Распределение подчиняется заданному коду, который в конечном счете создает экспертный код. Оптическое устройство может быть подвергнуто дополнительной постобработке для получения имитации нескольких голографических и/или дифракционных шаблонов, или, что еще более важно, чтобы привести к полностью искусственному созданию дифракционных шаблонов и подобных визуальных явлений. Это может быть достигнуто, например, через постобработку в виде лазерной гравировки совокупности дифракционных пикселей, называемой полем, или через экранирование с помощью пленки, имеющей предписанную прозрачность или другие оптические или дифракционные свойства.

Другой способ внедрения кодирования и маскирования в систему и способ изобретения включает в себя использование множественных воздействий, когда, например, могут использоваться различные дозы при производстве структуры решетки и во время записи маски, соответственно. В соответствии с этим могут использоваться разные решения для разработки для различения независимых воздействий.

Следует понимать, что в конечном счете маскирование может быть достигнуто двоичным образом (например, либо прозрачность, либо непрозрачность). Однако на более общем уровне оно может быть достигнуто через кодирование множества уровней серого цвета, и тем самым охватывать диапазон от прозрачного до полностью непрозрачного. Это также может быть достигнуто посредством модификации дифракционной эффективности, что может быть сделано через переменную высоту (глубину) микрорельефа, приводя к изменениям эффективности и тем самым яркости и других относящихся к интенсивности свойств. Аналогичным образом, это может быть достигнуто посредством использования переменного шага решетки, как известно из теории дифракционных решеток.

Основная матрица также может предложить белый или подобный белому шаблон, состоящий из множества микрообластей, дифрагирующих свет конкретной длины волны. Таким образом, маскирование (декодирование) также может быть достигнуто через покрытие подходящих мест с помощью цветного или подобного фильтра, например, в соответствии с RGB (красный, зеленый, синий) пикселями, и тем самым цветового разложения света. Для этого предлагается способ голографической постобработки, такой как так называемая голографическая печать, при которой цветной элемент выбирается через цветовое маскирование по схеме RGB или подобной схеме, напечатанное или иным образом нанесенное на белую яркую матричную дифракционную или отражающую структуру. Очевидно, это может быть использовано для более простого случая черно-белой или имеющей градации серого цвета печати.

Также дифракционная подобласть (подобласти) может быть выполнена с возможностью направлять свет в заданном угловом и/или азимутальном направлении или в еще более конкретном направлении. Это может быть достигнуто, когда подобласти принимают форму аксиконов, дифракционных линз или их частей, например, половины упомянутых элементов. Аналогичным образом, элементы маскирования могут накладываться на часть подобластей в виде аксиконов. Это предлагает другое измерение изобретения, состоящее в том, что декодируемому шаблону придается пространственная, угловая и азимутальная форма. Тогда свет распределяется в заданных направлениях, с тем чтобы получить множество всенаправленных или имеющих несколько направлений шаблонов и предложить имитацию признаков, известных как стереограммы, мультифлоппы и т.д. Кроме того, это пространственное направление света от каждой ячейки может предложить множество сложных искусственно созданных графических рисунков и шаблонов. Это может также сопровождаться функциональными и/или непрерывными изменениями периода решеток, аксиконов и т.д., чтобы подчеркнуть эффект белого цвета и вызвать излучение конкретной части спектра. Кроме того, эффекты белого цвета и матовой поверхности могут быть получены посредством внедрения случайно или псевдослучайно распределенных рассеивающих областей, предпочтительно имеющих субволновой размер.

В частности, но не исключительно, изобретение имеет отношение к оптическому устройству, которое может предложить переключатели между несколькими шаблонами и соответствующий способ изготовления. Способ может иметь отношение к искусственно записанным так называемым "защитным голограммам", которые также упоминаются как дифракционные устройства идентификации с переменными оптическими свойствами (DOVID), и могут быть использованы как персонализированное удостоверение личности.

Изобретение описано далее только в качестве примера со ссылкой на сопроводительные чертежи.

Фиг. 1 - иллюстрация части составного изображения и соответствующего составного оптического элемента в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2(a) и (b) - схематические представления элементов составного элемента в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 3(a)-(e) - иллюстрации формирования составного изображения в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 4(a)-(d) - иллюстрации выборочно маскированных и затем объединенных изображений в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 5 (a)-(c) обеспечивают дополнительную схематическую иллюстрацию выборочного маскирования, показанного на фиг. 4(a)-(c);

Фиг. 6 - схематическое представление выборочного маскирования, которое может использоваться в соответствии со способом настоящего изобретения;

Фиг. 7(a)-(c) обеспечивают представление дополнительных оптических эффектов, которые могут быть достигнуты посредством настоящего изобретения; и

Фиг. 8 имеет отношение к еще одному аспекту относительно смещения изображения в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 1 проиллюстрировано заключенное в рамку поле 10 (мастер-матрица), содержащее m уникальных ячеек, примеры которых обозначены позициями 12, 14. Рамка 10 имеет предпочтительно прямоугольную форму, однако ее форма и область фактически не ограничены. Ячейки 12, 14 могут иметь произвольную форму, они не накладываются друг на друга. С практической точки зрения ячейки являются смежными друг с другом, и они предпочтительно заполняют поле наиболее эффективным образом, то есть они, например, имеют шестиугольную, прямоугольную, квадратную, круглую, эллиптическую форму и т.д. Угловой участок 16 показан в увеличенном виде как 18 и содержит заданные дифракционные структуры, например, обозначенные позициями 20, 22, такие как линейная решетка с заданным периодом, формой канавок, наклоном канавок и их кривизной.

Фиг. 2 состоит из двух частей, которые показывают, что каждая ячейка содержит дифракционную решетку. Таким образом, подвергшийся дифракции свет направляется/структурируется в соответствующем (заданном) направлении и под углом или с азимутом (a). Например, как проиллюстрировано, свет подвергается дифракции в перпендикулярном направлении по отношению к направлению канавок линейной решетки ячеек 26, 28 таким образом, что глаз 30 видит свет, подвергшийся дифракции посредством ячейки 28. Очевидно, что дифракция света соответствует спектру радуги относительно периода решетки, как известно из элементарной оптики. Случай (b) схематично показывает множество соседних ячеек 32, и стрелки указывают направления подвергнутого дифракции света для каждой ячейки. Характерный размер ячеек не ограничен, размеры теоретически могут составлять 1 микрометр, однако по практическим причинам они должны содержать по меньшей мере несколько канавок, таким образом, типичные размеры составляют десятки микрометров.

Как показано на фиг. 3, имеются различные этапы, показанные при извлечении/формировании составного изображения, являющегося результатом обработки N отдельных изображений (a). Например может иметься выбор из левого 34, центрального 36 и правого 38 портретов. В секции (b) показаны растрированные структуры входных изображений/фигур, в секции (c) проиллюстрировано маскирование и разделение изображения. Маски являются взаимно дополнительными, и пространственное распределение может быть случайным, псевдослучайным, периодическим или иным образом заданным в пространстве. Задание пространственных распределений известно изготовителю/автору разделения поля, и оно позже используется в качестве ключа безопасности для всего устройства. Другими словами, знание конкретного и заранее заданного пространственного распределения маскирования каждой фигуры известно изготовителю маскирования и может быть далее использовано в качестве криптографического ключа. С учетом довольно большого количества используемых пикселей (приблизительно тысячи или даже миллионы) кодирование по позициям каждого пикселя делает это кодирование хорошо защищенным. Секция (d) показывает, как могут быть просуммированы N подмасок. Как можно видеть в секциях (d) и (e) на фиг. 3, основой для создания зашифрованного изображения/фигуры, также называемого здесь областью 40 поля, являются ее соответствующие данные, которые затем могут быть использованы для лазерной гравировки, экранирования и, таким образом, декодирования. Это с успехом произведет желаемый дифракционный шаблон (шаблоны).

Фиг. 4(a)-(c) иллюстрирует дополнительный пример стандартной персонализации голограммы. Фиг. (a), (b) и (c) показывают закодированные/маскированные левый, центральный и правый портреты, соответственно. Как и на фиг. 3(a), уровень кодирования равен N=3, и, таким образом, вновь достигается плотность 1/3 от всей формы поля. Таким образом, только 1/3 от первоначальных рисунков вносит свой вклад в составной шаблон. Остаток информации каждого изображения фактически игнорируется. Это приводит к фиг. 4(d), которая показывает все N (3) закодированные изображения, объединенные вместе.

Таким образом, в целом относительно фиг. 3 и 4 для заданной фигуры (например, для левой фотографии на фиг. 4(a)) сначала выбирается уровень экранирования 1/N изображения/фигуры. Субпиксели экрана имеют явное отношение к заранее заданным решеткам одинакового вида и требуемой функциональности. Сначала с точки зрения элементарной персонализации, как показано на фиг. 3(a), намерение состоит в том, чтобы отобразить левое, центральное (вид спереди) и правое изображения человека (например, владельца удостоверения личности). Каждое изображение обрабатывается, как описано выше, то есть, выбирается 1/3 изображения/фигуры, и сохраняются данные относительно позиций этих пикселей. Аналогичным образом, подобная процедура выполняется для двух других фигур (центральной и правой). Таким образом, поле решетки должно быть создано относительно пикселей каждого из этих трех изображений/фигур. В качестве примера, выбираются решетки с наклоном канавки, например, -10, 0 и +10 градусов (три, по существу, разных угла). При маскировании с помощью декодера (экрана) левая фигура/изображение может быть хорошо видна под углом -10 градусов, центральная фигура/изображение под углом 0 градусов, и правая фигура/изображение под углом +10 градусов. Если декодирование через экран не соблюдает пространственное распределение, можно наблюдать определенный уровень перекрестных помех между фигурами с наложением шаблона, как на фиг. 4(d), что может обеспечить высокую степень защиты.

Отличительный признак надлежащего декодирования приводит к уникальной персонализации документа, для которого применяется эта специальная синтетическая голограмма.

Схематическая версия описанного выше проиллюстрирована со ссылкой на фиг. 5(a)-(c). Здесь темные ячейки игнорируются для заданной фигуры, в то время как ячейки с белыми (пронумерованными) пикселями вносят вклад в изображение (a, b, c). Таким образом, для схематической правой стороны изображение 42 представлено только некоторым количеством белых пикселей в сокращенном изображении 44; и то же самое относится к соответствующим другим парам 48, 50 и 54, 56 видов спереди и слева. Сравнительные увеличенные изображения(виды) общего правого верхнего угла проиллюстрированы номерами 46, 52 и 58. Следует отметить, что схемы не имеют отношения к реалистическому разрешению, требуемому для этого устройства, и обеспечены просто для ясности иллюстрации. Простой обзор показывает, что двоичная сумма a+b+c приводит к изображению, в котором все пиксели играют важную роль в составном изображении, и, таким образом, являются белыми на схеме. Теоретически не все пиксели обязательно должны быть использованы, хотя максимальное использование служит для максимизации визуальной эффективности устройства. В конечном счете, некоторые неиспользованные пиксели также могут быть оставлены пустыми как часть графического дизайна. Следует понимать, что номера, показанные в ячейках этого схематического представления, определяют дифракционные свойства ячейки. Таким образом, в примере используется псевдослучайный режим с 25 уникальными решетками, и в качестве примера каждый номер имеет отношение к конкретному направлению.

Очень важный аспект экранирования и соответствующий этап дешифрования проиллюстрированы далее на фиг. 6. Желательно собрать требуемый рисунок 62 из поля 60 решетки. На основе первоначальных фигур пропорциональная часть каждого пикселя экранируется от заданной j-ой фигуры (1, ..., j, ..., N), как схематично показано на фиг. 6. Это может быть достигнуто через прямую лазерную гравировку, то есть искажение и/или стирание или иную модуляцию дробной части пикселя, или может быть произведено посредством двоичной (черно-белой) или имеющей градации серого цвета фото-маски 64 с последующим наложением на поле 66 мастер-матрицы. При известных позициях конкретных ячеек (и, таким образом, при известном направлении излучаемого света) могут быть достигнуты такие эффекты, как пространственное и угловое распределение яркости, цвета, относительная глубина и т.д., после того, как голограмма была персонализирована и дешифрована.

Может оказаться возможным синтетически создать такие отличительные признаки, как стерограммы, 2D/3D-эффекты и т.д., чтобы внести некоторые эффекты, например, изменить порядок изображения, движение назад и вперед. Знание процедур кодирования (фиг. 3 и 5) и декодирования из фиг. 6 приводит к персонализации устройства. Безусловно, только взаимное выравнивание разделения поля и процедуры экранирования раскрывают истинный/надлежащий результат/шаблон.

Распределение ячеек зависит от конкретного случая и может быть легко индивидуализировано.

Подробности еще одного дополнительного аспекта изобретения находятся на фиг. 7 и включают в себя специальный отличительный признак, который будет называться дифракционным муаром, с использованием дифракционного считывателя 68 и соответствующего поля, включающего в себя подобласть 70 с решеткой с таким же периодом, но немного смещенную на коэффициент s, являющийся дробной частью периода решетки, что может представлять собой, например, дополнительную функцию координат.

Для дифракционного муара, при рассмотрении основной дифракционной решетки с заданным периодом, эта решетка содержит подобласть с решеткой с таким же периодом, однако решетка немного смещена на коэффициент s, где s - дробная часть периода решетки. Это показано на фиг. 7.

Также дается ссылка на PCT/EP2009/066176, Vizdal и другие, который раскрывает создание такой решетки. Такая область содержит решетку, и решетка со смещенной частью заметна невооруженным глазом. Кроме того, однородная область, другими словами, область, несущая смещенную решетку, не может наблюдаться невооруженным глазом. Обеспечен дифракционный считыватель 68, который содержит решетку с периодом идентичным, периоду решетки основной дифракционной структуры/области. Когда считыватель 68 располагается близко к основной структуре с канавками, и канавки параллельны друг другу, рисунок со смещенной решеткой будет видим благодаря сдвигу на s. Это так называемый дифракционный муар, как фактически известно из классических эффектов муара. Однако этот подход вносит в этот эффект отличительные признаки дифракционного размера.

Другое применение, как проиллюстрировано на фиг. 8, представляет собой уникальный отличительный признак, использующий этот принцип, который приводит к имитации так называемого эффекта движения (см. Crane и другие, US2007/0273 143 A1). Отличительные признаки перемещения со всем декодирующим устройства перемещаются в одном направлении по стрелке 72, однако визуальное представление (изображение) следует в другом направлении по одной из стрелок 74, 76 и 78. Имеется эффект несоответствия движения по горизонтали (перемещение устройства) и по вертикали (наблюдаемое движение изображения). Направления и/или двухмерность/трехмерность восприятия могут иметь почти произвольное взаимное отношение по желанию во время создания.

Экран на фиг. 6 также может содержать линзы или соответствующие оптические устройства формирования изображений либо для каждой ячейки, либо для группы или подгруппы ячеек, чтобы предложить визуальные явления, подобные изложенным в US2007/0273143 A1 и в предшествующей области техники.

Кроме того, маска решетки может быть сделана посредством процедуры, такой как раскрыта в PCT/EP2010/037834 и/или WO2010/037834, Jermolajev и другие. Экранирование может быть выполнено через прямую лазерную гравировку или экранирование с помощью фольги, несущей информацию в виде прозрачности в позиции каждого соответствующего пикселя, как описано ранее.

Лазерная гравировка нескольких пикселей может оказаться довольно трудной вследствие требуемого очень точного расположения и нацеливания на каждое местоположение пикселя во время перезаписи требуемой информации. Это может быть сделано непосредственно или достигнуто с помощью дополнительного машинного чтения или чувствительного считывания, как представлено, например, в WO 03/001440 A1, Petterson и другие, где вводятся маленькие маркеры, предопределенное искажение, такое как смещение пикселей (по размеру или позиции), или заранее выделенные маркеры для некоторой подобласти. Тогда лазерный луч проходит в пространстве посредством распознавания этой внутренней сигнатуры и располагается/фокусируется в подходящем пикселе или подобласти. Это описано ниже.

Специфически обработанные голографические метки (например, специальные линейные решетки, нанографика) или не голографические метки, такие как точки основных графических элементов, помещаются в конкретные позиции голограммы, чтобы создать шаблон. Шаблон создан таким образом, чтобы каждая часть предопределенного (малого) размера была уникальна в целом шаблоне и тем самым позволяла бы однозначно определять позицию части отсканированной голограммы.

Шаблон состоит из символов, размещенных в прямоугольной решетке. Символ может быть сформирован посредством выбора из множества голографических меток или посредством смещения (на фиксированную величину, которая является малой относительно расстояния решетки) метки от обычной позиции, или посредством комбинации этих способов. Символы, считанные с части шаблона с предопределенным размером формируют кодовое слово. Совокупность всех кодовых слов образует код. Размер кодовых слов представляет собой количество символов, выбранных таким образом, чтобы кодовые слова были уникальны, и каждое кодовое слово однозначно определяет позицию решетки, из которой кодовое слово считано.

Код может быть создан таким образом, что каждые два кодовых слова кода отличаются более чем одним символом. Возможная ошибка, которая могла произойти во время считывания одного или более символов кодового слова, может быть обнаружена и, если требуется, исправлена посредством выбора вместо него наиболее подобного (то есть, самого близкого) допустимого кодового слова.

Таким образом, настоящее изобретение может обеспечить новый и выгодный способ создания дифракционных элементов, расположенных зашифрованным образом для получения желаемого (предпочтительно) заметного невооруженным глазом эффекта после заданного дешифрования отличительных признаков.

Кроме того, признаки рассматриваемого здесь изобретения могут быть предпочтительно комбинированы с другими скрытыми, а также открытыми дифракционными и соответствующими признаками и методиками защиты.

Таким образом, как должно быть понятно из приведенного выше описания и определений, конкретный аспект принципа изобретения представляет собой способ, включающий в себя производство дифракционной мастер-матрицы, также называемой "полем". Эта мастер-матрица содержит определенное количество ячеек, каждая из которых обладает заданной дифракционной структурой, как показано на фиг. 2. Изготовитель/автор такого поля знает пространственное распределение вместе с дифракционными свойствами каждой ячейки. Это распределение формирует (защитный) ключ или ключ безопасности устройства. Некоторые из ячеек будут иметь идентичные дифракционные свойства, например, как показано на фиг. 5. Как видно, имеется множество ячеек с номерами "1", "2" и т.д. Когда все они будут объединены, само поле будет казаться совершенным диффузором, поскольку будет иметься несколько направлений, в произвольном порядке распределенных по всему полю.

Дополнительное объяснение для простоты рассматривает только одну маску и, таким образом, один графический рисунок как основное декодирование. В предположении, что соты с номером "1" имеют решетку, которая для некоторого направления создает изображение красного цвета, например, посредством лазерного удаления или экранирования, поля с таким же рисунком, который имеет распределение ячеек "1" (причем на месте "1" имеется прозрачный экран, в других местах черный цвет), возможно получить эффект поля, наблюдаемого издалека как имеющего красный цвет. Далее, если решетка поля достаточно плотная, то же самое может быть достигнуто для более сложных рисунков, таких как проиллюстрированные выше портреты. Например, на изображении лица имеются две ячейки с номером "5", и любая ячейка с номером "5" за пределами лица имеет черный цвет. Если требуется иметь ячейки с номером "5" только в изображении лица, хотя и с редкой плотностью, наблюдатель увидит лицо со свойствами ячеек с номером "5", то есть с заданным цветом в заданном направлении и т.д. Взаимное знание заданной решетки в поле и использование знания этого распределения подходящей соты приведет к успешному декодированию. Таким образом, наблюдатель увидит рисунок, показанный на фиг. 5a.

Что касается фиг. 3, изготовитель/автор имеет в виду, что ячейки на поле в позиции (c) слева (также пронумерованной как 1) будут иметь идентичные дифракционные свойства, например, излучать свет в некотором определенном направлении.

Как показано на фиг. 6, поле находится слева. Центральная часть показывает часть (1/3) плотности пикселей. На основе контраста рисунка (портрета) может быть сделано предписание экрана (справа). Оно наносится на поле в виде покрывающей пленки, или пустое поле "зачерняется" посредством лазерной гравировки или иным образом. Это дает в результате нижнюю фигуру, которая на расстоянии будет выглядеть как сплошной шаблон.

В одном режиме наклон делается посредством перемещения наблюдателя. Снова некоторые подгруппы ячеек излучают в заданном и в никаком другом направлении. Мы можем позволить, заблокировать или частично заблокировать это направление в местах рисунка.

Безусловно, "ключ", представленный посредством расположений и промежутков между ними, хранится отдельно как секретная информация и раскрывается лишь на ограниченной основе. Этот ключ затем может быть применен для выборочного уничтожения/искажения поля соответствующим образом, или поверх поля может быть использована пленка, идентичная экрану маски, показанному на фиг. 6.

Хотя могло оказаться возможным подготовить маску для одного изображения, предпочтительно иметь одну маску, раскрывающую все три изображения/фигуры. При взгляде слева можно видеть левое изображение, при взгляде спереди - центральное, и т.д.

Таким образом, в общем случае способ может использовать универсальный синтез голограмм. Однако также обеспечена псевдослучайная маска с ключом, определяющим, каким образом следует обработать каждую ячейку (оставить или стереть для двоичного случая). Любое отклонение от отношения между ключом и маской приведет к очевидным помехам между изображениями или к абсолютно1 неудаче дешифрования, и будет легко заметным показателем предпринятого несанкционированного использования, мошеннического действия и т.д., и, таким образом, может дать большие возможности для принятия мер по безопасности, защиты от подделки и верификации.

Изобретение относится к устройствам персонализации удостоверений личности. Технический результат заключается в повышении защищенности удостоверений или документов. Защитное поле удостоверения включает множество совокупностей элементов изображения, разнесенных на расстояние друг от друга в пределах составного изображения таким образом, чтобы не накладываться на члены другой совокупности. Причем указанное расстояние и расположение заданы определенным образом, служащим для создания ключа безопасности. 4 н. и 23 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Составной оптический элемент для применений в области верификации и/или защиты, содержащий множество совокупностей оптических элементов, члены каждой совокупности имеют одинаковые оптические свойства и разнесены на расстояние друг от друга и расположены в пределах составного элемента таким образом, чтобы не накладываться на члены другой совокупности, составной оптический элемент сформирован смежным расположением разнесенных на расстояние друг от друга элементов, причем указанное расстояние и расположение заданы определенным образом, служащим для создания ключа безопасности, причем оптические элементы выполнены с возможностью изменения их оптических свойств, при этом оптические элементы выполнены таким образом, что по выбору могут быть удалены и/или маскированы, с тем чтобы воздействовать на роль, которую они играют во время последующей процедуры верификации.

2. Составной оптический элемент по п. 1, который сформирован из мозаики упомянутых совокупностей оптических элементов.

3. Составной оптический элемент по п. 1 или 2, дополнительно выполненный с возможностью представлять вид диффузора.

4. Составной оптический элемент по п. 1 или 2, в котором каждый оптический элемент в упомянутых совокупностях содержит дифракционный элемент.

5. Составной оптический элемент по п. 4, в котором каждый дифракционный элемент содержит дифракционную решетку, а также члены каждой совокупности содержат решетки с идентичными характеристиками.

6. Составной оптический элемент по п. 1 или 2, в котором каждый член из совокупностей элементов имеет одинаковый размер.

7. Составной оптический элемент по п. 1 или 2, в котором каждый член из совокупностей элементов имеет одинаковую форму.

8. Составной оптический элемент по п. 1 или 2, в котором каждый элемент упомянутых совокупностей содержит квадратный элемент.

9. Составной оптический элемент по п. 1 или 2, в котором каждый оптический элемент каждой совокупности содержит элемент пикселя.

10. Структура для защиты и/или верификации, содержащая составной оптический элемент по любому одному или более из пп. 1-9.

11. Структура по п. 10, дополнительно выполненная таким образом, что перемещение структуры относительно пользователя служит для определения, какое из соответствующего множества изображений является видимым.

12. Структура по п. 10, в которой перемещение составного оптического элемента относительно поля составного изображения служит для определения, какое из соответствующего множества изображений является видимым.

13. Способ формирования составного изображения, содержащий этапы, на которых извлекают множество совокупностей элементов изображения из разнесенных на расстоянии друг от друга местоположений соответствующего множества разных изображений и объединяют упомянутые совокупности элементов для формирования упомянутого объединенного изображения, представляющего упомянутое множество соответствующих разных изображений, упомянутое местоположение с разнесением на расстояние друг от друга элементов каждой совокупности достигнуто заданным образом для создания ключа безопасности, при этом дополнительно выполняют выборочное вмешательство в выбранные элементы, с тем чтобы изменить их оптические свойства, при этом упомянутые выбранные элементы выполнены таким образом, что они могут быть удалены и/или маскированы, с тем чтобы воздействовать на роль, которую они играют во время последующей процедуры верификации.

14. Способ по п. 13, дополнительно содержащий этап, на котором формируют мозаику элементов изображения.

15. Способ по п. 13 или 14, в котором каждый из элементов сформирован с одинаковым размером и/или формой.

16. Способ по п. 13 или 14, дополнительно содержащий этап, на котором формируют упомянутое множество совокупностей элементов изображения таким образом, чтобы по существу заполнить поле составного изображения.

17. Способ по п. 13, дополнительно содержащий этап, на котором формируют элементы изображения как квадраты.

18. Способ по п. 13, дополнительно содержащий этап, на котором формируют составное изображение как растрированное изображение, причем каждый из упомянутых элементов изображения содержит пиксель.

19. Способ по п. 13, в котором объединенное изображение содержит полутоновое изображение.

20. Способ по п. 13, в котором местоположение и разнесение на расстояние друг от друга упомянутых элементов изображения достигаются стохастически и/или псевдослучайно.

21. Способ формирования составного оптического элемента, содержащий этапы, на которых формируют множество совокупностей оптических элементов в местоположениях с разнесением на расстояние друг от друга, причем члены каждой совокупности элементов имеют одинаковые оптические свойства, упомянутое местоположение с разнесением на расстояние друг от друга элементов каждой совокупности достигается заданным образом для создания ключа безопасности, при этом дополнительно выполняют выборочное вмешательство в выбранные элементы, с тем чтобы изменить их оптические свойства, упомянутые выбранные элементы выполнены таким образом, что они могут быть удалены и/или маскированы, с тем чтобы воздействовать на роль, которую они играют во время последующей процедуры верификации.

22. Способ по п. 21, дополнительно содержащий этап, на котором формируют мозаику элементов изображения.

23. Способ по п. 21 и 22, дополнительно содержащий этап, на котором формируют элемент диффузора.

24. Способ по п. 21 или 22, в котором каждый элемент сформирован как дифракционный элемент.

25. Способ по п. 24, в котором каждый дифракционный элемент содержит дифракционную решетку.

26. Способ по п. 24, в котором дифракционные свойства каждого элемента являются одинаковыми для каждого элемента каждой группы, соответственно.

27. Способ по п. 21, в котором каждый из упомянутых элементов имеет одинаковый размер и/или форму.