CZ2005789A3 - Process for producing holographic diffraction cryptogram for protection of documents - Google Patents
Process for producing holographic diffraction cryptogram for protection of documents Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2005789A3 CZ2005789A3 CZ20050789A CZ2005789A CZ2005789A3 CZ 2005789 A3 CZ2005789 A3 CZ 2005789A3 CZ 20050789 A CZ20050789 A CZ 20050789A CZ 2005789 A CZ2005789 A CZ 2005789A CZ 2005789 A3 CZ2005789 A3 CZ 2005789A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- cryptogram
- hologram
- plane
- image
- diffraction
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 11
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000009194 climbing Effects 0.000 abstract 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 abstract 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000609 electron-beam lithography Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000002550 fecal effect Effects 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Holo Graphy (AREA)
- Credit Cards Or The Like (AREA)
Abstract
Zpusob výroby holografického difrakcního kryptogramu pro ochranu dokumentu je realizován v predem zvolené obrazové rovine. Hologram je tvorený pomocísouboru elementárních pravidelných difrakcních mikromrízek je realizován tak, ze kazdý jednotlivý bod navrhovaného kryptogramu je v predem zvolené obrazové rovine (3) formován dle mrízkové rovnice z roviny daného hologramu (2) pomocí jedné nebo nekolika z mnoziny elementárních pravidelných difrakcních mikromrízek (1) o prícné velikosti lezící v rozmezí 10 .mi.m - 4 mm. Tato mnozina mikromrízek (1) se vybere ze standardní sady vsech elementárníchpravidelných difrakcních mikromrízek (1) schopných smerovat svetlo z daného bodu hologramu do bodu kryptogramu s prihlédnutím k míre zachování obrazuv rovine hologramu (2) a rozmístení mirkomrízek (1) generujících kryptogram dle definovaného kódu usporádání. Celé zobrazení kryptogramu je tvoreno zbodu, vzniklých osvetlením celé mnoziny urcených difrakcních mikromrízek hologramu vytvárejících definované zobrazení v obrazové rovine kryptogramu.The method of producing a holographic diffraction cryptogram for document protection is implemented in a pre-selected image plane. The hologram is created by means of a set of elementary regular diffraction micromodes, so that each individual point of the proposed cryptogram is formed in the pre-selected image plane (3) according to the slope equation from the plane of the given hologram (2) by one or several of the elementary regular diffraction micromodes (1) ) of transverse size climbing in the range of 10 .mu.m - 4 mm. This set of microsections (1) is selected from a standard set of all elementary, regular diffractive microspheres (1) capable of directing light from a given point of the hologram to a cryptogram point, taking into account the degree of image retention in the hologram plane (2) and the distribution of mirrors (1) generating a cryptogram according to a defined code arrangement. The entire cryptogram representation is formed by a point created by the illumination of the entire set of defined diffraction micromodes of the hologram creating a defined representation in the cryptogram image plane.
Description
Způsob výroby holografického difrakčního kryptogramu pro ochranu dokumentuje realizován v předem zvolené obrazové rovině. Hologram je tvořený pomocí souboru elementárních pravidelných difrakčních mikromřížek je realizován tak, že každý jednotlivý bod navrhovaného kryptogramu je v předem zvolené obrazové rovině (3) formován dle mřížkové rovnice z roviny daného hologramu (2) pomocí jedné nebo několika z množiny elementárních pravidelných difrakčních mikromřížek (1) o příčné velikosti ležící v rozmezí 10 pm - 4 mm. Tato množina mikromřížek (1) se vybere ze standardní sady všech elementárních pravidelných difrakčních mikromřížek (1) schopných směrovat světlo z daného bodu hologramu do bodu kryptogramu s přihlédnutím k míře zachování obrazu v rovině hologramu (2) a rozmístění mirkomřížek (1) generujících kryptogram dle definovaného kódu uspořádání. Celé zobrazení kryptogramu je tvořeno z bodů, vzniklých osvětlením celé množiny určených difrakčních mikromřížek hologramu vytvářejících definované zobrazení v obrazové rovině kryptogramu.The method of manufacturing a holographic diffraction cryptogram for protection documents is implemented in a preselected image plane. The hologram is formed by a set of elementary regular diffraction microgrids, such that each individual point of the proposed cryptogram is formed in a preselected image plane (3) according to a grid equation from the plane of the given hologram (2) by one or more of the elementary regular diffraction microgrids ( 1) of a transverse size lying within the range of 10 pm - 4 mm. This set of microgrids (1) is selected from a standard set of all elementary regular diffraction microgrids (1) capable of directing light from a given hologram point to a cryptogram point, taking into account the degree of image retention in the hologram plane (2) and defined layout code. The entire image of the cryptogram is made up of dots generated by illumination of a plurality of designated diffraction microgrids of the hologram forming a defined image in the image plane of the cryptogram.
CMCM
NN
OO
- 1Způsob výroby holografického difrakčního kryptogramu pro ochranu dokumentů- 1The method of producing a holographic diffraction cryptogram for document protection
Oblast technikyTechnical field
Předkládané řešení se týká zdokonalené formy ochrany dokumentů, karet, cenin a výrobků, které se standardně chrání bezpečnostními hologramy. V předloženém návrhu však jde o vyšší formu ochrany pomocí holografických kryptogramů s jednodušší formou realizace pomocí mikromřížkových výrobních systémů typu „dot matrix“ s možností šumového krytí a individualizace čtení utajené informace pomocí čtecích masek.The present invention relates to an improved form of protection of documents, cards, valuables and products, which are normally protected by security holograms. However, in the present proposal, it is a higher form of protection by means of holographic cryptograms with a simpler form of implementation using dot matrix micro-lattice production systems with the possibility of noise coverage and individualization of reading of classified information by means of reading masks.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Trendy padělávat doklady i výrobky nutí výrobce užívat pro ochranu výrobků a dokumentů stále dokonalejších technik. Kdysi, v 80. letech, stačil samotný prostý lisovaný hologram, a to buď dvojdimenzionální tzv. 2D-fokusovaný v rovině hologramu, nebo třídimenzionální, tzv. 3D, vytvořený jako ochranná známka, která se vlepovala do dokumentů či na výrobek jako nálepka, nebo lisovala do dokumentu technikou horké ražby. Skutečnost, že tato forma ochrany byla postačující, byla důsledkem novosti přístupu a technické náročnosti výrobní holografícké techniky. Současně nebylo a dosud není možné kopírovat holografícké mikrostruktury na polygrafických strojích.Trends in counterfeit documents and products are forcing manufacturers to use increasingly sophisticated techniques to protect products and documents. At one time, in the 1980s, a simple molded hologram alone was sufficient, either a two-dimensional so-called 2D-focused in the hologram plane, or a three-dimensional, so-called 3D, created as a trademark that stuck to documents or products as a sticker; pressed into the document by hot stamping. The fact that this form of protection was sufficient was due to the novelty of the approach and the technical difficulty of manufacturing holographic technology. At the same time, it was not possible to copy holographic microstructures on printing machines.
Postupné rozšiřování holografických technik však vedlo ktomu, že nebyl problém si pořídit padělaný hologram, který, alespoň laicky posouzen, vypadal shodně s originálem. Toto vedlo k zavedení tzv. „bezpečnostního hologramu“, který, na rozdíl od prostého hologramu, obsahoval další prvky znesnadňující jeho padělání. Zejména se začaly používat techniky umělé syntézy hologramu, které umožňovaly vytvořit velmi dokonalý variabilní hologram, vykazující různé změny v obrazu, například při otáčení či naklánění, čímž vznikaly kinetické a barevné efekty, flop, a podobně, v podstatně výraznější míře, než umožňoval klasický holografický záznam. Syntéza se prováděla dle vhodného záznamového software jednak sofistikovanýmiThe gradual spread of holographic techniques, however, led to the fact that it was no problem to obtain a counterfeit hologram, which, at least in layman's opinion, looked identical to the original. This led to the introduction of the so-called "security hologram", which, unlike a simple hologram, contained other elements that made it difficult to falsify it. In particular, artificial hologram synthesis techniques have been introduced which have made it possible to create a very perfect variable hologram, exhibiting various changes in the image, for example when rotating or tilting, producing kinetic and color effects, flop and the like to a much greater degree than classical holographic record. The synthesis was performed according to a suitable recording software both sophisticated
- 2I « t « i technikami elektronové litografie, jednak jednoduššími optickými “dot matrix“ technikami, které pro záznam hologramu používaly rozkladu obrazu do tzv. „dotů“, tedy jakýchsi barevných bodů, (analogii lze spatřovat v polygrafii), tvořených jednodimenzionálními elementárními mřížkami o rozměrech cca 5-200 pm. Periodicita těchto mřížek vzhledem k úhlu dopadového svazku a úhlu pozorovatele určovala barvu a jejich orientace úhel čtení dané barvy dle mřížkové rovnice:- 2I «t« by electron beam lithography techniques, on the one hand by simpler optical “dot matrix” techniques, which used to decompose the image into so-called “dots” (analogy can be seen in polygraphy), formed by one-dimensional elementary gratings measuring about 5-200 pm. The periodicity of these grids with respect to the angle of the impact beam and the angle of the observer determined the color and their orientation the angle of reading of the color according to the grid equation:
(ΑΜ-Α,-ζζιΑ·)χκ = 0 kde ki je dopadový vlnový vektor s modulem 2π/Λ (z je vlnová délka), km je vlnový vektor vlny difraktované do w-tého difrakčního řádu, K\e mřížkový vektor dané mřížky s modulem 2π/Λ (Λ je perioda mřížky), ležícím v rovině hologramu a s orientací vektoru kolmou na mřížkové linie a v je normálový vektor k ploše hologramu. Pro holografické účely se užívají pouze prvé mřížkové řády, tedy m = ±l.(Α Μ -Α, -ζζιΑ ·) χ κ = 0 where ki is the incident wave vector with 2π / modul module (z is the wavelength), k m is the wave vector of the wave diffracted into the w-th diffraction order, K \ e lattice a vector of a given grid with a module 2π / Λ (Λ is the grid period), lying in the plane of the hologram and with the orientation of the vector perpendicular to the grid lines and v is the normal vector to the surface of the hologram. For holographic purposes only the first lattice orders are used, ie m = ± 1.
Variabilitou obrazu se zdokonalovala tzv. „laická kontrola“ originality, která nepotřebovala pro průkaznost pravosti žádné dodatečné pomůcky. Další zdokonalování bezpečnostního hologramu vedlo k zavedení utajených, tedy kryptovaných, značek jako jsou nápisy, loga firem či obrázky, které pro přečtení skryté informace vyžadovaly další pomůcky, konkrétně usměrněný laserový paprsek. Tímto způsobem se ochrana dokumentů přenesla z laické formy ochrany do formy profesionální. Případný padělatel, kopírující pouze vnější vzhled hologramu, nepřenáší tento skrytý kód do padělaného hologramu a padělek je ve čtecím zařízení jednoduše rozpoznatelný od originálu.The variability of the image was improved by the so-called “lay control” of originality, which did not need any additional tools to prove authenticity. Further enhancement of the security hologram has led to the introduction of secret, ie, cryptic, tags such as signs, company logos or images that required additional tools to read the hidden information, namely a rectified laser beam. In this way, the protection of documents has been transferred from the lay form of protection to the professional form. A possible counterfeiter, copying only the outer appearance of the hologram, does not transmit this hidden code to the counterfeit hologram, and the counterfeit is readily recognizable from the original in the reader.
Kromě popsaného kryptografického kódování hologramu se užívá i jiných forem řešení bezpečnostního hologramu, například umístěním mikroskopických značek a mikrotextů na smluvené místo, samodestruktivností hologramu při pokusu o přenesení na jiný dokument s definovanou formou samodestrukce, kombinací s různými tiskařskými technikami, UV barvou, a podobně. Tyto techniky se též užívají jako metody alternativní či dále doplňující, avšak nejsou pojednány v tomto materiálu.In addition to the described cryptographic coding of the hologram, other forms of security hologram solutions are used, for example by placing microscopic marks and microtexts at the agreed place, self-destructing the hologram when attempting to transfer to another document with defined self-destruction, combinations with various printing techniques, UV ink, and the like. These techniques are also used as alternative or additional methods, but are not discussed in this material.
Kryptogramy u bezpečnostních hologramů patří mezi nejpožadovanější formy ochrany. Kryptogram optického typu je založen na zakomponování speciální struktury do oblasti hologramu, která není zřetelně patrna při pozorování vlastního hologramu okem, avšak při nasvícení definovaným koherentním zdrojem (laserem) < f <Cryptograms in security holograms are among the most desirable forms of protection. The optical type cryptogram is based on the incorporation of a special structure into the hologram region, which is not clearly visible when the hologram is viewed by the eye, but when illuminated by a defined coherent light source (laser) <f <
ί * *ί * *
I « t i I iI «t i I i
- 3se vytvoří skrytý obraz fokusovaný mimo rovinu hologramu. Podle polohy této tzv. rekonstrukční roviny může být zobrazení v tzv. Fresnelově rovině, kdy je fokusovaný obraz v konečnu, prakticky několik cm, nebo v rovině Fourierově, kdy je obraz v nekonečnu, resp. ve velké vzdálenosti, prakticky zde několik desítek cm, případně v ohniskové rovině spojné čočky. Pro jednoduchost návrhu a čtení se zpravidla používají fourierovské hologramy. Jako čtecí pomůcka slouží kompaktní čtecí zařízení, které po přiložení na hologram zajistí osvětlení daného místa hologramu obsahujícího kryptogram laserovým paprskem a zviditelní rekonstrukci kryptogramu na matnici umístěné v rekonstrukční rovině. Jelikož se jedná o fourierovskou difrakci, je výpočet mikrostruktury kryptogramu realizován Fourierovou transformací požadovaného obrazu. Tato mikrostruktura, obecně neperiodická, představuje v rovině hologramu zdánlivě náhodně rozmístěné pixely. Vzhledem k její nepravidelnosti vytváří kryptogram na ploše hologramu při pozorování v bílém světle šedou plochu. Jelikož vlastní návrh dle propočtu vyžaduje přesný záznam této struktury včetně precizního dodržení vzájemné polohy jednotlivých pixelů, je realizace tohoto typu kryptogramu odkázána pouze na sofistikovanější techniky elektronové litografie, umožňující zápis „bod po bodu“ s vysokou přesností. Jak již bylo řečeno, má oblast kryptogramu na hologramu charakter „šedé“ barvy, například oproti jiným barevným místům hologramu, což znalému pozorovateli umožňuje odhalit přítomnost kryptogramu v hologramu. Další slabina takových syntetických fourierovských kryptogramů souvisí s polohou pozorovací zóny: zobrazení je čitelné od určité vzdálenosti až do nekonečna, proto dostačuje použít přiměřeně široký laserový svazek v šíři velikosti hologramu, který bez znalosti lokalizace napočteného kryptogramu umožňuje rekonstruovat kryptogram ve větší vzdálenosti, či ve fekální rovině spojné čočky.- 3creates a hidden image focused outside the hologram plane. Depending on the position of this so-called reconstruction plane, the representation in the so-called Fresnel plane, where the focused image is in the finite, can be practically a few cm, or in the Fourier plane, where the image is in infinity, respectively. at a great distance, practically several tens of cm, or in the focal plane of the lens. For simplicity of design and reading, fourier holograms are generally used. As a reading aid, a compact reading device is provided which, when applied to the hologram, provides illumination of a given location of the hologram containing the cryptogram with a laser beam and makes visible the reconstruction of the cryptogram on the focusing screen located in the reconstruction plane. Since it is a Fourier diffraction, the microstructure of the cryptogram is calculated by the Fourier transform of the desired image. This microstructure, generally non-periodic, represents seemingly randomly spaced pixels in the hologram plane. Because of its irregularity, the cryptogram on the hologram surface forms a light gray area when viewed in white. Since the design itself requires accurate recording of this structure, including precise adherence to the mutual position of individual pixels, the realization of this type of cryptogram is dependent only on more sophisticated electron lithography techniques, allowing to write point by point with high accuracy. As already mentioned, the area of the cryptogram on the hologram has the character of a "gray" color, for example, as opposed to other color spots of the hologram, allowing the skilled observer to detect the presence of the cryptogram in the hologram. Another weakness of such synthetic fourier cryptograms is related to the position of the observation zone: the image is readable from a certain distance to infinity, so it is sufficient to use an appropriately wide laser beam in the width of the hologram size. the plane of the lens.
Současné řešení fourierovskými kryptogramy má tedy následující nevýhody. Poloha či existence syntetického kryptogramu je dobře nalezitelná a zpravidla se prozradí (při osvětlení denním světlem) šedým odstínem daného místa povrchu hologramu. Fourierovský kryptogram, syntetický, nebo i analogový, je dobře čitelný, a to bud’ použitím osvětlení laserovým svazkem většího průměru, nebo systematickým skenováním povrchu hologramu tenkým svazkem. Kryptografický záznam je pak možné nalézt ve větších vzdálenostech, nebo ve fekální rovině libovolné čočky. Mimo to čtecí pomůcky jsou dobře napodobitelné. Hloubka ostrosti utajené informace je í i ;Thus, the present Fourier cryptogram solution has the following disadvantages. The location or existence of a synthetic cryptogram is well detectable and is usually revealed (under daylight) by the gray shade of a given hologram surface. The Fourier cryptogram, synthetic or even analog, is easy to read, either by using larger diameter laser beam illumination or by systematically scanning the surface of the hologram with a thin beam. The cryptographic record can then be found at greater distances or in the fecal plane of any lens. In addition, reading aids are easily reproduced. The depth of field of classified information is i i;
- 4í i « ! ( t t < <- 4i i «! (t t <<
» « V * ί í ( ti velká, obraz je formován ve velmi dlouhé podélné oblasti a tato okolnost přispívá k nežádoucí zmíněné dobré nalezitelnosti kryptogramu. Nelze snadno vytvářet komplikovanější hloubkově různě lokalizované kódy, neboť všechny informace jsou čteny ve stejné rovině, to je, jak bylo řečeno, bud v nevlastní rovině v nekonečnu, prakticky ve větší vzdálenosti, nebo ve fokální rovině čočky. Míra degradace záznamu dalším výrobním procesem, sériovým lisováním do fólie a technikou horké ražby, je vysoká, v jistých případech dochází k totální destrukci informace nesené kryptogramem, aniž d*ochází ke znatelnému zhoršení vizuálních vlastností obrazové části hologramu. Zhotovení předlohy i velmi jednoduchých kryptogramů tohoto typu je technologicky složité a nepřiměřeně nákladné, a to zejména s ohledem na potřebu jejich masového rozšíření. Není možné použít nejběžnější technologii syntetické výroby předloh pomocí tzv. „dot matrix“ systémů, exponujících hologram najednou po elementárních mřížkách, na druhé straně použití bodového zápisu pomocí elektronové litografie v tomto rozsahu je příliš finančně nákladné, časově náročné a celkově neefektivní.»« V * ίí (those large, the image is formed in a very long longitudinal region, and this circumstance contributes to the undesirable good searchability of the cryptogram. It is not easy to create more complicated depth-differentiated codes because all information is read in the same plane, as it has been said, either at infinity, practically at a greater distance, or at the focal plane of the lens, the degree of degradation of the record by further manufacturing process, serial foil pressing and hot stamping technique is high, in certain cases total destruction of information carried The creation of a template and very simple cryptograms of this type is technologically complex and disproportionately expensive, especially with regard to the need for their mass expansion. ogii synthetic production of patterns using so-called dot matrix systems exposing the hologram all at once on elementary grids, on the other hand using electron beam lithography in this range is too costly, time consuming and generally inefficient.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Výše uvedené nevýhody odstraňuje způsob výroby holografického difrakčního kryptogramu pro ochranu dokumentů v předem zvolené obrazové rovině, kdy hologram je tvořen pomocí souboru elementárních pravidelných difrakčních mikromřížek, podle předkládaného řešení. Podstatou nového řešení je, že každý jednotlivý bod navrhovaného kryptogramu je v předem zvolené obrazové rovině formován dle mřížkové rovnice z roviny daného hologramu pomocí jedné nebo několika elementárních pravidelných difrakčních mikromřížek o příčné velikosti ležící v rozmezí 10 μ - 4 mm. Mikromřížky se vyberou ze standardní sady všech elementárních pravidelných difrakčních mikromřížek schopných směrovat světlo z daného bodu hologramu do bodu kryptogramu. Při jejich volbě se přihlédne k míře zachování obrazu v rovině hologramu a k rozmístění mikromřížek generujících kryptogram dle definovaného kódu uspořádání. Celé zobrazení kryptogramu je pak tvořeno z bodů, vzniklých osvětlením celé množiny určených difrakčních mikromřížek hologramu vytvářejících definované zobrazení v obrazové rovině kryptogramu.The above drawbacks overcome the method of manufacturing a holographic diffraction cryptogram for document protection in a preselected image plane, wherein the hologram is formed by a set of elementary regular diffraction microgrids, according to the present invention. The essence of the new solution is that each individual point of the proposed cryptogram is formed in a pre-selected image plane according to a grid equation from the plane of the given hologram using one or more elementary regular diffraction microgrids with a transverse size lying in the range 10 μ - 4 mm. Microgrids are selected from a standard set of all elementary regular diffraction microgrids capable of directing light from a given hologram point to a cryptogram point. When selecting them, the degree of preservation of the image in the hologram plane and the placement of the cryptogram-generating micro-grids according to the defined layout code are taken into account. The entire image of the cryptogram is then made up of points created by illumination of a plurality of designated diffraction microgrids of the hologram forming a defined image in the image plane of the cryptogram.
i t « ( » Ii t «(» I
V jiném výhodném provedení je do okolních bodů obrazu v rovině kryptogramu pomocí elementárních pravidelných difrakčních mikromřížek směrováno světlo koherentní dopadové vlny i z jiných míst roviny hologramu než jsou body určené pro definované zobrazení kryptogramu a tvoří tak rušivý signál ve formě optického krycího šumu zamezující čteni kryptované informace. Čtení této kryptované informace je možné jen s pomocí čtecí masky, vytvořené průhlednými otvory rozloženými dle definovaného kódu rozložení mikromřížek pro dané zobrazení.In another preferred embodiment, light coherent impact wave is also directed to surrounding image points in the cryptogram plane by means of elementary regular diffraction microgrids even from other locations in the hologram plane than the points designated for the defined cryptogram display, thus creating an interfering signal in the form of optical covering noise preventing reading of the encrypted information. Reading of this encrypted information is possible only with the help of a reading mask created by transparent openings distributed according to the defined micro-grid layout code for the given image.
V dalším výhodném provedení se rekonstrukce kryptogramu realizuje ve více zvolených obrazových rovinách za sebou současně. Do každé ze zvolených obrazových rovin při generování jednotlivých bodů kryptogramu pak směřuje světlo koherentní dopadové vlny z jiných bodů elementárních pravidelných difrakčních mikromřížek, přičemž dohodnutý informační obsah v jednotlivých obrazových rovinách tvoří navzájem celek dohodnutého informačního obsahu kryptogramu.In a further preferred embodiment, the cryptogram reconstruction is performed in multiple selected image planes simultaneously. The light of a coherent impact wave from other points of the elementary regular diffraction micro-grids is then directed to each of the selected image planes when generating individual points of the cryptogram, whereby the agreed information content in the individual image planes forms the whole of the agreed information content of the cryptogram.
Další možností je provedení, kdy je obrazová rovina pro rekonstrukci kryptogramu různoběžná s rovinou hologramu a/nebo je obecně zakřivena.Another possibility is an embodiment where the image plane for cryptogram reconstruction is parallel to the hologram plane and / or is generally curved.
Předkládaný způsob výroby holografického difrakčního kryptogramu pro ochranu dokumentů má dále uvedené výhody. Při jeho realizaci je možné použít standardní technologii výroby syntetických hologramů „dot matrix“. Kryptografický obraz je fokusován v definované vzdálenosti, či několika vzdálenostech, a mimo tuto vzdálenost je značně rozmazaný - lze definovat hloubku ostrosti. Poloha kryptogramu je prakticky neodhalitelná i pod mikroskopem, neboť všude se nachází mikromřížka. Tím, že každý bod hologramu může zobrazovat jinou část kryptogramu, je obtížné odhalit celý kryptogram najednou. Mimo to části kryptogramu se mohou nacházet v různých vzdálenostech od hologramu. Ochranu kryptogramem je možné zásadně znásobit tím, že je zakryt šumem, takže odhalit záznam širokým svazkem nelze vůbec, nelze ani použít techniku skanování hologramem. Kryptografickou informaci lze pak odhalit pouze pomocí čtecí masky, kdy se navrhuje kryptogram pouze z definovaných míst na hologramu, ostatní místa naopak přispívají do dané roviny nežádoucím optickým signálem, tedy šumem. Při rekonstrukci maska, která představuje v neprůhledném stínítku soubor průhledných míst, zakryje nežádoucíThe present method of manufacturing a holographic diffraction cryptogram for document protection has the following advantages. It is possible to use standard technology of production of synthetic holograms „dot matrix“. The cryptographic image is focused at a defined distance or several distances, and beyond this distance it is considerably blurred - depth of field can be defined. The location of the cryptogram is virtually undetectable even under the microscope, because there is a micro-grid everywhere. Because each point of the hologram can display a different part of the cryptogram, it is difficult to detect the entire cryptogram at once. In addition, portions of the cryptogram may be at different distances from the hologram. In principle, cryptogram protection can be multiplied by covering it with noise, so it is not possible to detect a wide beam record at all, nor can it use the hologram scanning technique. The cryptographic information can then be revealed only by means of a reading mask, where the cryptogram is designed only from defined locations on the hologram, while the other locations contribute to the plane by an unwanted optical signal, ie noise. During reconstruction, the mask, which represents a set of transparent spots in an opaque screen, obscures the unwanted
-6 — části pro rekonstrukce včetně šumového pozadí a odhalí pouze části potřebné pro rekonstrukci. Kryptogram může být obsažen v ploše, která je současně aktivní i při vytváření běžných vizuálních efektů bezpečnostního hologramu za předpokladu, že jsou tyto dva signály úhlové separované. Velikost kryptografického obrazce není odvozena od velikosti pixelu jako u fourierovskéo záznamu, ale pouze od vzdálenosti od hologramu a používané barevné škály a rozměr kryptogramu může být mnohonásobně větší než samotný záznam v rovině hologramu. Citlivost kryptogramu na degradaci struktury vnesenou výrobním procesem, zejména mechanickým lisováním a aplikací horkou ražbou, je ve srovnání s klasickými fourierovskými kryptogramy zanedbatelná. Kryptogram je schopen rekonstruovat kryptovanou informaci i po aplikaci na značně nerovný a „drsný“ povrch. Tyto výše popsané možnosti a varianty stávající koncepce Fourierových kryptogramů nemá.-6 - parts for reconstruction including noise background and reveal only parts needed for reconstruction. The cryptogram may be contained in an area that is also active when creating common visual effects of the security hologram, provided that the two signals are angularly separated. The size of the cryptographic image is not derived from the pixel size as in the Fourier record, but only from the distance from the hologram and the color scale used, and the size of the cryptogram may be many times larger than the actual record in the hologram plane. The sensitivity of the cryptogram to the degradation of the structure brought about by the manufacturing process, in particular by mechanical stamping and hot stamping, is negligible compared to classical Fourier cryptograms. The cryptogram is able to reconstruct the encrypted information even after its application on a very uneven and "rough" surface. The above described possibilities and variants of the existing concept of Fourier cryptograms do not exist.
Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Předkládané řešení bude dále popsáno pomocí přiložených výkresů. Na obr.1 je znázorněn princip vytváření holografického difrakčního kryptogramu. Obr.2 znázorňuje princip šumového krytí a obr.3 použití čtecí masky pro odstranění šumu. Příklad směru chodu svazků z elementárních mikromřížek při kolmé rekonstrukci při uvedené metodě naznačuje obr. 4. Příklad kryptografického zobrazení bez šumu je uveden na obr.5 a se šumem na obr.6. Obr.7 znázorňuje syntetický hologram s kryptogramem, kde místa umístění kryptogramu nejsou zřejmá, a na obr.8 je uvedena tzv.flopová rekonstrukce hologramu, kdy místa, kde je kryptogram, mají charakter požadovaného zrnění obrazu.The present invention will now be described with reference to the accompanying drawings. 1 shows the principle of creating a holographic diffraction cryptogram. Fig. 2 shows the principle of noise coverage; and Fig. 3 uses a read mask to remove noise. An example of the direction of beam travel from elementary micro-lattices in perpendicular reconstruction of the method is shown in Fig. 4. An example of cryptographic image without noise is shown in Fig. 5 and with noise in Fig. 6. Figure 7 shows a synthetic hologram with a cryptogram where the locations of the cryptogram location are not apparent, and Figure 8 shows the so-called flop reconstruction of the hologram where the locations where the cryptogram is of the desired image grain.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Vlastní princip záznamu utajené informace, viz obr.1, je založen na vytvoření elementárních pravidelných difrakčních mikromřížek 1, dále jen mikromřížek 1, o příčné velikosti v rozmezí 10 pm až 4 mm, které směrují dopadající monochromatické světlo definovaným směrem do definované obrazové roviny nebo rovin 3 kryptogramu ve zvolené vzdálenosti h od roviny hologramu 2 v úhlech dle ti « « » t t « 1 * « * lít . « « lití ’ *The intrinsic recording principle, see Fig. 1, is based on the creation of elementary regular diffraction microgrids 1, hereinafter referred to as microgrids 1, of transverse size in the range of 10 µm to 4 mm that direct the incident monochromatic light in a defined direction to a defined image plane or planes 3 of the cryptogram at the selected distance h from the plane of hologram 2 at angles according to ti «« »tt« 1 * «* pour. «« Casting »
I <1I <1
I t | it <»»««<*I t | it «» »« «<*
-7výše uvedené mřížkové rovnice, přičemž každý bod kryptografické informace je formován jednou nebo několika elementárními mikromřížkami 1 hologramu. Kryptogram je tedy sestaven z bodů, zhruba, dle charakteru osvětlovací koherentní vlny, o velikosti generující mikromřížky 1. Směrování světelných příspěvků z jednotlivých mikromřížek 1 k rekonstruovanému obrazu je dáno úhlem difrakce na příslušné mikromřížce pro zvolenou rekonstrukční vlnovou délku rekonstrukčního svazku 4 na základě mřížkové rovnice. Vzájemné přiřazení bodů kryptogramu a příslušných generujících mikromřížek je voleno tak, aby utajená informace nebyla viditelná na ploše hologramu, například použitím náhodně generovaného kódu. Při pozorování okem v bílém světle se struktura kryptogramu jeví v důsledku disperze světla při difrakci na mikromřížce barevně, takže neupozorňuje na možnost existence kryptogramu ani nijakým způsobem neumožňuje odhalit utajenou informaci. Barevná struktura místa, kde je uložen kryptovaný záznam může mít buď podobu často obecně užívaného barevného zrna a může se nacházet i v různých okrajových partiích obrazu hologramu, nebo může být vkomponována do abstraktního obrazce hologramu. Ve všech případech však má charakter barevné struktury, která je pro rekonstrukci vždy žádoucí.The above-mentioned grid equations, wherein each point of the cryptographic information is formed by one or more elementary microgrids 1 of the hologram. Thus, the cryptogram is composed of points, roughly, according to the character of the illuminating coherent wave, of the size of the generating microgrid 1. The direction of the light contributions from the individual microgrids 1 to the reconstructed image is given by the diffraction angle on the respective microgrid. . The alignment of the cryptogram points and the corresponding generating micro-grids is chosen such that the secret information is not visible on the hologram surface, for example by using randomly generated code. When viewed with an eye in white light, the structure of the cryptogram appears in color due to the dispersion of light on the microgrid, so that it does not point out the possibility of the cryptogram being present, nor does it allow any disclosure of the classified information. The color structure of the location where the cryptographic record is stored can either take the form of a commonly used colored grain and can also be found in different edge portions of the hologram image, or can be incorporated into an abstract hologram image. In all cases, however, it has the character of a color structure that is always desirable for reconstruction.
Jak již bylo naznačeno, zavedením krycího šumu 5 generovaného mikromřížkami 1 z blízkého okolí mikromřížek nesoucích utajenou informaci je možné stupeň zabezpečení těchto prvků výrazně zvýšit. Pro dekódovaní informace kryptované tímto způsobem je nutné kromě znalosti přítomnosti, polohy a typu kryptogramu v hologramu mít k dispozici ještě čtecí klíč, tedy čtecí masku 6, umožňující selektivní nasvícení pouze těch mikromřížek i, které přispívají k rekonstrukci utajené informace, viz obr. 2 a 3. V opačném případě dochází k současné rekonstrukci užitečné a šumové informace, které vede k nečitelnosti kryptovaného signálu. Jeden kryptogram může navíc obsahovat více nezávislých utajených informací, přičemž každá z nich je čitelná jenom při použití správné čtecí masky 6. Poloha objektu, rekonstrukční obrazové roviny 3 a další parametry mohou být pro každý z těchto signálů různé. Rekonstrukční obrazová rovina 3 nemusí být obecně paralelní s rovinou hologramu 2, nebo může být obecně zakřivena. Pokud je hloubka ostrosti zobrazení dostatečně malá, je nutné kromě čtecí masky 6 znát i přesnou polohu, orientaci, případně tvar zakřivení rekonstrukční roviny 3. Tento fakt je možno dále využít pro zvýšení bezpečnosti ochranného prvku.As already indicated, by introducing the covering noise 5 generated by the micro-grids 1 from the vicinity of the micro-grids carrying the secret information, the security level of these elements can be significantly increased. To decrypt the information encrypted in this way, in addition to knowing the presence, position and type of cryptogram in the hologram, it is necessary to have a read key, ie, a read mask 6, to selectively illuminate only those microgrids 1 that contribute to reconstructing classified information; 3. Otherwise, useful and noise information is being reconstructed simultaneously, resulting in unreadable cryptic signal. In addition, a single cryptogram may contain a plurality of independent classified information, each of which is readable only by using the correct reading mask 6. The position of the object, the reconstruction image planes 3 and other parameters may be different for each of these signals. The reconstruction image plane 3 need not be generally parallel to the plane of the hologram 2, or can generally be curved. If the depth of field of the image is sufficiently small, in addition to the reading mask 6, it is necessary to know the exact position, orientation or shape of the curvature of the reconstruction plane 3. This fact can be further used to increase the security of the security element.
l»l tl »l t
- 8« t lít ( <- 8 «t li (<
V případě potřeby obsazení stejného místa na hologramu původním obrazem a kryptogramem je možné využít metodu flopu. Funkce takového prvku při rekonstrukci kolmým svazkem je zachycena na obr. 4. Společný rekonstrukční svazek ze zdroje 10 bílého světla je mřížkovou mikrostrukurou 13 hologramu rozdělen do navzájem kolmých směrů, a to do směru 11 původního obrazu, tedy do směru pozorování běžných variabilních efektů, a do směru 12 kryprografického zobrazení, tedy do směru rekonstrukce kryptogramu.If the same image on the hologram is occupied by the original image and cryptogram, it is possible to use the flop method. The function of such an element in the perpendicular beam reconstruction is shown in Fig. 4. The common reconstruction beam from the white light source 10 is divided by the hologram grating microstructure 13 into perpendicular directions in the original image direction 11, that is to say normal viewing effects. in the direction 12 of the cryprographic image, i.e. in the direction of the cryptogram reconstruction.
Řešení podle předloženého návrhu představuje zcela novou kvalitu, která umožňuje užít běžnou technologii výroby syntetických hologramů typu „dot matrix“. Zabezpečovací funkce je řešena ve více úrovních, což vede k zásadnímu zvýšení míry ochrany těmito prvky. Utajená informace je navržena jako prakticky libovolně velký syntetický Fresnelův hologram, tedy hologram fokusovatelný do konečné vzdálenosti, avšak generovaný nikoliv mikrostruktrurálně dle výpočtů pole, ale pomocí pravidelných mikromřížek i. Kryptogram v různých částech je generován různými částmi hologramu a tudíž požadavek soufázovosti příspěvků není potřebný, přičemž velikost bodů kryptogramu odpovídá velikosti bodů mikromřížek 1. Kryptovaný záznam je dále možné krýt krycím šumem 5 vzniklým rekonstrukcí mikromřížek 1 z blízkého okolí, takže ke zviditelnění utajené informace je potřebná znalost definovaných míst zápisu na hologramu a je tedy nutné mít k dispozici osvětlovací klíč ve formě čtecí masky 6 představující dohodnutý systém otvorů korespondujících s polohou mikromřížek 1 nesoucích kryptovanou informaci.The solution according to the present proposal represents a completely new quality which makes it possible to use conventional technology of the production of synthetic holograms of the dot matrix type. The security function is solved at several levels, which leads to a significant increase in the level of protection by these elements. Confidential information is designed as a virtually arbitrary large synthetic Fresnel hologram, ie a hologram focusing at a finite distance, but not generated microstructurally according to field calculations, but using regular micro-grids i. where the size of the cryptogram points corresponds to the size of the micro-grid points 1. The cryptic record can further be covered by the covering noise 5 caused by the reconstruction of the micro-grids 1 from near surroundings, so knowledge of the defined writing points on the hologram is required. in the form of a reading mask 6 representing an agreed system of openings corresponding to the position of the microgrids 1 carrying the cryptic information.
Dále jsou uvedeny konkrétní příklady aplikace uvedeného způsobu.The following are specific examples of application of the method.
Příklad 1Example 1
Příklad uvedený na obr.5 a 6 vyjadřuje počítačovou simulaci zobrazení konkrétního počítačového hologramu kryptografického zobrazení, kdy v rekonstrukční obrazové rovině 3 se nachází písmeno ,A‘· Ohraničením 7 je označeno místo na hologramu, odkud vychází zobrazená informace. Na obr. 5 je zachycen stav, kdy je použito rekonstrukční čtecí masky 6 a kdy nastává rekonstrukce pouze přes „žádoucí“ body, to je body, kde je skryta informace o ( t i t i * I li <1145 and 6 illustrates a computer simulation of a particular computer hologram of a cryptographic image where a letter is located in the reconstruction image plane 3, A A The border 7 indicates the location on the hologram where the displayed information originates. Fig. 5 shows the state where the reconstruction read mask 6 is used and when the reconstruction takes place only through the "desired" points, that is the points where information about (t i t i * I li <114
- 9» f- 9 »f
I ( > ! ' l<« t ♦ I kryptogramu. Obr. 6 znázorňuje rekonstrukci tímtéž hologramem v téže poloze rekonstrukční obrazové roviny 3, avšak není použita rekonstrukční čtecí maska 6 a rekonstrukce nastává širokým laserovým svazkem. Je zřejmé, že šum plně zakrývá skrytou informaci. Podobná situace je i v jiných polohách rekonstrukční obrazové roviny 3.Fig. 6 shows reconstruction with the same hologram at the same position of reconstruction image plane 3, however, no reconstruction reader 6 is used and reconstruction takes place with a wide laser beam. Similar situation is in other positions of the reconstruction image plane 3.
Příklad 2Example 2
Příklad 2 ukazuje praktickou variantu fyzicky konkrétně vyrobeného hologramu s kryptogramem, kdy je ukázáno zobrazení hologramu při standardní i nestandardní rekonstrukci. Kryptogram je obsažen v kompaktní, například žluté, ploše trojúhelníku 8. Je zřejmé, že přítomnost kryptogramu nijak nenarušuje barevnou rekonstrukci vdaném směru, viz obr.7. Na obr. 8. je zachycen tentýž hologram, avšak rekonstruovaný z jiného směru, a to ve směru o 90° natočeném v rovině kolmé na hologram, tzv. „flop“. V hologramu jsou patrné barevné plošky, zde však charakteru často žádaného barevného zrnění flopu, které zde současně nesou kryptografickou informaci, viz též obr. 4. V černobílém zobrazení na obr.8 se jeví jako zrnění 9 různých odstínů od bílé až k černé.Example 2 shows a practical variant of a physically specifically made hologram with a cryptogram showing the hologram display in both standard and non-standard reconstructions. The cryptogram is contained in a compact, for example yellow, area of triangle 8. It is clear that the presence of the cryptogram does not interfere with the color reconstruction in the given direction, see Fig. 7. Figure 8 shows the same hologram, but reconstructed from another direction in a 90 ° direction in a plane perpendicular to the hologram, the so-called "flop". In the hologram, there are color patches, but here the character of the often desired color flop of the flop, which at the same time bears cryptographic information, see also Fig. 4. In black-and-white depiction in Fig. 8 it appears as 9 different shades from white to black.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Předkládané řešení je možné použít všude tam, kde je třeba chránit dokument, kartu, nebo výrobek sofistikovanějším stupněm difrakčního kódu v hologramu či difraktivním prvku. Utajená informace vyžaduje dopředu dohodnuté čtení, nejlépe pomocí speciálního čtecího zařízení se separátně dodanou čtecí maskou, odlišnou pro každý hologram.The present solution can be used wherever it is necessary to protect a document, card or product by a more sophisticated degree of diffraction code in a hologram or diffractive element. Confidential information requires pre-agreed reading, preferably using a special reader with a separately supplied read mask, different for each hologram.
- 10PATENTOVÉ NÁROKY- 10PATENT CLAIMS
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20050789A CZ2005789A3 (en) | 2005-12-19 | 2005-12-19 | Process for producing holographic diffraction cryptogram for protection of documents |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20050789A CZ2005789A3 (en) | 2005-12-19 | 2005-12-19 | Process for producing holographic diffraction cryptogram for protection of documents |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ297696B6 CZ297696B6 (en) | 2007-03-07 |
| CZ2005789A3 true CZ2005789A3 (en) | 2007-03-07 |
Family
ID=37807797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20050789A CZ2005789A3 (en) | 2005-12-19 | 2005-12-19 | Process for producing holographic diffraction cryptogram for protection of documents |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2005789A3 (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0651124A (en) * | 1992-08-04 | 1994-02-25 | Toppan Printing Co Ltd | Diffraction grating pattern consisting of volume phase type holographic grating and article having the same |
| EP2289707B2 (en) * | 2002-04-03 | 2021-06-09 | De La Rue International Limited | Optically variable security device and method |
| JP2004077780A (en) * | 2002-08-19 | 2004-03-11 | Dainippon Printing Co Ltd | Diffraction grating pattern and diffraction grating pattern with hologram |
-
2005
- 2005-12-19 CZ CZ20050789A patent/CZ2005789A3/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ297696B6 (en) | 2007-03-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101331501B (en) | Information recording medium, information reading method from information recording medium, and image detection apparatus | |
| US8308197B2 (en) | Diffractive security element with individualized code | |
| US7358513B2 (en) | Optical device and method of manufacture | |
| CZ2004869A3 (en) | Method of making three-dimensional picture, diffraction element and method for making thereof | |
| US20070110317A1 (en) | Method of forming a reflective device | |
| JP2009501348A (en) | Grating mage and manufacturing method | |
| CN108027521A (en) | Optical articles, the mother matrix for making optical articles and the method for manufacturing mother matrix and optical articles | |
| CZ20003969A3 (en) | Holographic safety device | |
| CZ200356A3 (en) | Optical device | |
| CZ20014252A3 (en) | Safety device | |
| US7212323B2 (en) | Methods and apparatus for mass manufacturing two-dimensional binary information on transparent substrates using phase contrast modulated templates | |
| JP2010072382A (en) | Diffraction grating recording medium | |
| JP2007538266A (en) | Method for forming diffraction device | |
| JPH11316308A (en) | Diffraction grating pattern | |
| JP5332441B2 (en) | Diffraction grating recording medium | |
| EP1023187B1 (en) | Micrographic device | |
| RU2569557C2 (en) | Holographic matrix, system of holographic identification of personal certificates and synthesis of holograms with desirable visual properties and methods of their fabrication | |
| JP3178251B2 (en) | Manufacturing method of diffraction grating pattern | |
| CN101405663A (en) | Storage medium comprising a security feature and method for producing a storage medium comprising a security feature | |
| CZ2005789A3 (en) | Process for producing holographic diffraction cryptogram for protection of documents | |
| US20170364783A1 (en) | Selectively optically readable data carrier | |
| Stepien et al. | Distributed kinoforms in optical security applications | |
| US20040076888A1 (en) | Three-dimensional micropattern | |
| US20200333745A1 (en) | Holograms | |
| JP4179534B2 (en) | Diffraction grating display with latent image |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20141219 |