專利名稱：用于制造防復(fù)制全息圖的主全息圖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造具有真實性特點的防復(fù)制和防偽造全息圖的一種方法，這些全息圖都是主全息圖(Master Hologram)的復(fù)制品。
全息圖，特別是呈模壓全息圖形式的全息圖，越來越多地應(yīng)用在身份證明文件上，并用以判斷聲譽好的制造廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品的真實性。然而，全息圖，只有當狡滑、資源豐富的偽造者不能以非全息方法將其復(fù)制或仿造時，才能確保其所要求的保護作用。實踐證明，目前用作真實性物證的一般全息圖還是可以復(fù)制的。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供本說明書開端所述的那一種方法，用這種方法可以制取防復(fù)制和仿仿造的全息圖，這種全息圖可用作各種物品和文件在真實性方面的物證。
本發(fā)明的這個目的是這樣達到的在結(jié)構(gòu)無規(guī)則的光學元件(例如散射板)上錄制構(gòu)成真實性特點的全息圖，作為主全息圖，而且從主全息圖制取的各全息圖復(fù)制品都加上一層具有至少一系列色彩的彩色層，且/或使錄制在厚光敏層的全息圖復(fù)制品收縮或擴展。
適用作真實性物證的全息圖必須是不僅能防止他人復(fù)制，而且還必須能防止他人仿造。這里“防復(fù)制”一詞是指，偽造者不可能獲得與錄制全息圖上用作真實性物證的物品盡可能相似的物品，再從該物品制取全息圖作為仿制的全息圖。
狡猾的偽造者之所以不能仿造無規(guī)則結(jié)構(gòu)以編碼的形式錄制在主全息圖中的光學元件(例如射屏或相元件無規(guī)則分布的統(tǒng)計相板)，是因為他要這樣做就得擁有這樣一種光學元件，這種光學元件在用來錄制全息圖之后最好毀掉它，而且無論如何不能再使用，此外由于其結(jié)構(gòu)不規(guī)則，因而以后也不能再造。
在任何情況下，由于采用主全息圖(這是全息錄制在結(jié)構(gòu)無規(guī)則的光學元件上的全息圖)，因而防止他人不能再造。
本發(fā)明的防護性全息圖達到了所要求的使他人不能復(fù)制的目的，這是因為根據(jù)主全息圖復(fù)制出的全息圖配備有一層至少一系列色彩的彩色層。
如果不采用至少具有一層一系列色彩彩色層的全息圖使其達到防止他人復(fù)制的目的，而將厚光敏層上制取的主全息圖加以收縮并/或擴展，也可同樣達到防護性全息圖防護的目的。這種收縮和/或擴展使全息圖中產(chǎn)生彩色偏移，從而使全息圖再也不能單色復(fù)制出來。
借助于一層具一系列色彩的彩色層和借助于主全息圖的收縮和/或擴展來使防護性全息圖防止他人復(fù)制，當然也可以累積的形式進行。
為提高錄制過程中防偽造的防護性，采用畸變的基準射束較為合適。從根據(jù)主全息圖復(fù)制的防護性全息圖著手，偽造者實際上是不可能按原樣制取完全一模一樣的主全息圖的，因為要這樣做，他就需要有錄制防護性全息圖的過程中所使用的那種基準射束，而這個基準射束的例如略帶畸變的程度是不能使其重現(xiàn)出來的。
本發(fā)明的防護性全息圖可以錄制成反射全息圖，也可錄制成透射全息圖。
成批生產(chǎn)用作真實性物證的防護性全息圖時，先例如用周知的方法從主全息圖制取模壓印模，用這種印模就可用也是周知的方法在鋁化或同時透明的塑料層上模壓出防護性全息圖。
在具有一系列彩色的膜片上模壓上述保護性全息圖，也可以有效保護它，使他人不能將其復(fù)制。上述一系列色彩最好加入模壓清漆層中。該一系列色彩至少應(yīng)為兩種彩色以色條、色點或圖文效果的形式在多個部位上形成。
這里“一系列色彩”一詞是指各種彩色的條紋或斑紋，可能的話呈有控制條的形式，而且可能的話條紋或斑紋在波長(顏色)或色濃度上有各種不同的顏色。一系列色彩可以產(chǎn)生圖形的效果、斑點或甚至可產(chǎn)生特殊效果的花紋。產(chǎn)生特殊效果的圖形效果或花紋可以以一系列色彩表現(xiàn)出來。能產(chǎn)生特殊效果的另一種場合是，彩色隨觀看全息圖的角度不同而產(chǎn)生的變化，例如薄層彩色的情況這是這樣，這是由干涉作用引起的。
顏色起碼要有三種，襯底層的徹底透明看作一種顏色。即使能如此防止他人復(fù)制的全息圖只能用極其復(fù)雜的復(fù)制方法用對應(yīng)于各顏色的染料激光器進行復(fù)制的話，但即使用巧妙的復(fù)制試驗出幾乎不可能避免復(fù)制品中出現(xiàn)的亮度參差現(xiàn)象；更具體地說，顏色界線仍然呈線條的形式可以看得一清二楚。若全息圖擬模壓到具有彩色花紋、完全相同或類似的膜片上，則得出的會是亮度線花紋重疊在彩色花紋上的全息圖。
若彩色花紋采用彩色線組成的非周期性波紋花紋，則特別合適，在這種情況下，沒有交叉的線條。在復(fù)制過程中，線花紋會轉(zhuǎn)移到復(fù)制好的制品上。將復(fù)制品重新模壓到波紋花紋相同或類似的襯底膜片上時，得出的可能是彩色線和亮度線交叉的全息圖，這可用來辨認(具有莫爾花紋的)偽造品。線條結(jié)構(gòu)很細時，由于膜片彩色線和全息圖復(fù)制品不同的線結(jié)構(gòu)與亮度線重疊，因而產(chǎn)生了莫爾效應(yīng)，這種莫爾效應(yīng)使偽造品不難辯認出不。出于同樣的原因，這里也可以彩用象鈔票和股票上的所謂“quilloche”線花紋。
彩色結(jié)構(gòu)可設(shè)計成圖畫、照片、圖形效果或斑點花紋的形式，無規(guī)則地分布或呈書寫體的形式，各色點的輪廓不一定要畫得很鮮明，實際上可以采用逐步過渡的彩色。
這種一色彩系列可借助于熱模壓膜片加上去。為此可用單獨的粘附層往襯底膜片上涂模壓清漆。這種模壓清漆配備有汽相淀積鋁層。然后用全息圖制取的模壓印模將全息圖浮雕花紋模壓到該層上。接著將的熱熔粘附層(上膠/打底子)連同浮雕花紋敷到模壓層上。將如此形成的綜合體連同打印印模一起壓到紙質(zhì)或塑料膜質(zhì)的襯底上。此襯底層可以是例如有效性待驗證的文件，即文件的真實性有待驗證。這種壓制工序也趁熱進行，以便可以在粘附性的分離層分開。接著將底層與襯底層連接起來，熱的作用使分開的粘附層脫開，從而使模壓的清漆層構(gòu)成外層。
一色彩系列可以事先加入模壓清漆層中。當然也可以敷上另一層帶色彩系列的薄層。各層可以是透明的。
全息圖浮雕花紋也可以模壓在非蒸汽被覆的塑料膜片上，由于連接在一起的各層，其折射率不同，因而產(chǎn)生了反射全息圖。
另一種作法是將極薄的鋁層敷到塑料膜片上，得出的制品一部分仍然保持透明。
從主全息圖批量制造厚的全息圖可以按周知的方式用掃描曝光法接觸復(fù)制進行。
從主全息圖成批制造的一模一樣的全息圖之所以能防止他人復(fù)制是因為全息圖是模壓在具有各種不同色區(qū)的透明膜片上，或者采用照相法再經(jīng)過收縮和擴展處理制取的。然而這種防復(fù)制保護實際上不足以防止狡猾的偽造者復(fù)制全息圖。因此，對全息圖還采取另一項保護措施，即采用結(jié)構(gòu)無規(guī)則的光學元件(例如散射)的全息圖進行編碼。
因此，由于從主全息圖成批制造的全息圖含有編碼全息圖信息，因而必須制取特殊的閱讀器，用這種閱讀器可以識別這種全息圖的真?zhèn)?。這種用以檢驗從主全息圖成批制取的全息圖復(fù)制品的真實性的閱讀器，按照本發(fā)明，具有這樣的特點主全息圖的全息圖是在帶有激光器(最好是激光二極管)的預(yù)定光學裝置中采用可含有可讀信息的基準光束制造的，而閱讀器就具有這種錄制過程中采用的完全相同的光學裝置，待檢驗的復(fù)制品就放在標準全息圖的位置。因此，在閱讀器中，主全息圖的全息圖構(gòu)成供檢驗待檢驗的全息圖復(fù)制器真實性用的解碼全息圖。若在閱讀器中待檢驗的全息圖用也用以記錄解碼全息圖的基準光束照射，則物體光束會根據(jù)待檢驗的全息圖以含有全息圖信息的形式再現(xiàn)，且若待檢驗的全息圖是真實的，物體光束就會根據(jù)解碼全息圖再現(xiàn)記錄過程中采用的基準光束。此基準光束可以是連續(xù)波或均勻波，但也可以含有可讀信息。這個基準光束可自動由光敏光學元件檢驗其真實性。
本發(fā)明閱讀器的特有特點在于，主全息圖，或其相應(yīng)產(chǎn)生的真實全息圖不能從閱讀器中的解碼全息圖制取。既然即使在選取的基準合適的情況下解碼全息圖會擁有個別制取的閱讀器的容限和特有特點，因而即使可能的話也只有采用這個閱讀器才能夠制取和復(fù)制擁有獨特閱讀器特有特點的全息圖。只有用極其巧妙的技巧，這種從解碼全息圖制取的全息圖才能在原來復(fù)制該全息圖的閱讀器中，而不是在其它因產(chǎn)品和容限而擁有其它獨特不同點的閱讀器中，產(chǎn)生功能性全息圖。
從解碼全息圖再現(xiàn)標準全息圖之所以困難不僅僅是因為特有閱讀器引起的失真，而且出由于任何偽造者都可能會利用閱讀器的閱讀不束作為基準光束來重新復(fù)制所致。
按照本發(fā)明進一步的研究方案，采取了這樣的措施，即“就地”在閱讀器中錄制解碼全息圖時采用付里葉平面中的付里葉透鏡復(fù)制主全息圖的復(fù)制品。采用周知的付里葉光學系統(tǒng)有這樣的好處全息圖的圖象是借助于無限遠的平和光束形成的。這種設(shè)計使我們在插入待檢驗的全息圖時可以在X方向和Y方向上進行調(diào)節(jié)而不至對全息圖的再現(xiàn)產(chǎn)生不利的影響，這是因為，由于冗余度高，再現(xiàn)有關(guān)的本振頻率時，各點與全息圖相應(yīng)的光柵結(jié)構(gòu)一致，從而再現(xiàn)全息圖。但等檢驗的全息圖必須在適當?shù)男D(zhuǎn)設(shè)定值下插入。這個設(shè)定值不難檢測出來，只要在檢驗過程中慢慢地轉(zhuǎn)動全息圖，直到在某一時刻達到適當?shù)慕嵌任恢眉纯?，這時表現(xiàn)出來的現(xiàn)象是，基準光束表明真實性和按解碼全息圖再現(xiàn)的亮度突然增加。
另一種方法是令解碼全息圖在各閱讀器中按不同的角度歪斜，這樣做肯定是不能從閱讀器的解碼全息再現(xiàn)標準全息圖的。
下面參看


本發(fā)明的一個實施例。
圖1示出了錄制主全息圖連同在其中編成碼的信息時的布局的示意圖，該布局采用了結(jié)構(gòu)無規(guī)則的光學元件。
圖2示出了制取閱讀器時的布局的示意圖。
圖1示意出了錄制主全息圖的過程，其中對作為物體的散射板1的無規(guī)則結(jié)構(gòu)進行了編碼。散射板1的物體光束來自激光器，透明散射板射出。成象光學系統(tǒng)3由周知的付里葉光學系統(tǒng)組成。全息圖平面4中彼此平行(供在無限遠處形成圖象)的物體光速即用成象光學系統(tǒng)3與畸變的且還可能按需要加以再現(xiàn)的基準光束5結(jié)合一起，以便產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，從而在配置在產(chǎn)生主全息圖所在的全息圖平面4中的照相材料上產(chǎn)生主全息圖。產(chǎn)生的全息圖是反射全息圖或者透射全息圖。產(chǎn)生的全息圖是反射全息圖或者透射全息圖，產(chǎn)生的全息圖是的以射全息圖或者透射全息圖，這視乎基準光束入射到全息圖平面的哪一面而定。若要制取不透明的全息圖(這種全息圖稍后是要經(jīng)過收縮或膨脹處理的)，這種全息圖最好用基準光束5形成反射全息圖的形式。
然后用普通的成批復(fù)制的方法從標準全息圖6復(fù)制出用作真實性物證的全息圖。
接著用主全息圖或其復(fù)制品借助于圖2所示的那種布局制取閱讀器。這種閱讀器有一個激光源(最好是激光二極管)，基準光束10就是由該激光源發(fā)射出來的，用以從安置在檢驗平面11上的標準全息圖6再現(xiàn)全息圖，再現(xiàn)的物體波由也是由付里葉光學系統(tǒng)組成物成象光學系統(tǒng)12投射到全息平面13上，促使再現(xiàn)的物體波在全息平面13上與來自激光器的基準光束相干涉，光束5可能含作為圖象16用成象光學系統(tǒng)17作為圖象16’投射出去的另外一些信息。解碼全息圖14就是這樣在全息圖平面13中“就地”形成，在特有的閱讀器中的位置仍然保持不變。因此，解碼全息圖和標準全息圖6不是完全相同的，因為前者不是用基準光束5而是用與閱讀器有關(guān)的光束10再現(xiàn)的，而且表示早先變換的物體波。這時若在如此形成的閱讀器中將持檢驗的全息圖安置在物體平面11上，則用物體光束就可將基準光束5確確實實地再現(xiàn)出來，從而使記錄在其中的信息作為真實性的標記顯示出來，而且還可以進行機械處理。
權(quán)利要求
1.制取防復(fù)制，防仿造、具有真實性物證特點的全息圖的一種方法，該全息圖是主全息圖的復(fù)制品，其特征在于在結(jié)構(gòu)無規(guī)則的光學元件(例如散射板)上錄制構(gòu)成真實性特點的全息圖，作為主全息圖，而且從主全息圖制取的各全息圖復(fù)制品都加有一層具有至少一系列色彩的彩色層，且/或使錄制在厚光敏層上的全息圖復(fù)制品收縮或擴展。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，主全息圖是用畸變的基準光束錄制的。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，根據(jù)主全息圖制取模壓印樣，再將作為真實性物征的全息圖浮雕模壓在透明的塑料層上。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，塑料層有多個部位和/或條紋具有至少兩種顏色。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，塑料層上有至少一種花紋，最好是波紋花紋，由一些彩色線組成。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，塑料層具有波紋花紋，其線條都不相交。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，塑料層的配色由各薄層的干涉作用產(chǎn)生。
8.一種閱讀器，用以檢驗按1～7任權(quán)利要求所述的方法制取的全息圖復(fù)制品的真實性，其特征在于主全息圖的全息圖(解碼全息圖)是用基準光束在預(yù)定的由一個激光器(最好是激光二極管)組成的光學裝置中制取的，該基準光束可含可讀取的信息，且閱讀器同樣擁有錄制過程中使用的光學裝置，待檢驗的全息圖復(fù)制品在制取解碼全息圖的過程中安置在主全息圖的位置。
9.如權(quán)利要求8所述的閱讀圖，其特征在于，解碼全息圖采用在付里葉平面的付里葉透鏡從主全息圖制取。
10.如權(quán)利要求8或權(quán)利要求9所述的閱讀器，其特征在于，解碼全息圖在制取之前先按不同的角度在閱讀器中使其歪斜。
全文摘要
制取防復(fù)制、防偽造、具有真實性特點的全息圖的一種方法，這些全息圖是主全息圖的復(fù)制品。在結(jié)構(gòu)無規(guī)則的光學元件(例如散射板)上錄制構(gòu)成真實性特點的全息圖，作為主全息圖，而且從主全息圖制取的各全息圖復(fù)制品上都加上一層具有起碼一系列色彩的彩色層，且/或使錄制在厚光敏層上的全息圖復(fù)制品收縮或擴展。
文檔編號G03H1/04GK1130768SQ95118800
公開日1996年9月11日 申請日期1995年12月1日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月2日
發(fā)明者G·道斯曼, K·格內(nèi)迪 申請人:聯(lián)邦印刷廠有限公司