用于驗(yàn)證衍射元件的方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于借助衍射元件如全息圖或者全息顯像圖認(rèn)證對(duì)象和文件的 方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 用全息圖或者類似全息圖的元件標(biāo)識(shí)對(duì)象被廣泛傳播。全息圖和類似全息圖的 元件的特征在于，其包含衍射結(jié)構(gòu)，所述衍射結(jié)構(gòu)在以可見光照明時(shí)引起透射的或反射的 光中的可感知到的光學(xué)衍射和干涉，類似于在衍射光柵中那樣。全息圖是借助全息技術(shù)制 造的對(duì)象的二維成像，所述二維成像在以適宜的光照明時(shí)因干涉而產(chǎn)生原始對(duì)象的三維成 像。在數(shù)學(xué)上看，在全息圖中對(duì)象根據(jù)其傅立葉變換重構(gòu)。在下文中將具有衍射結(jié)構(gòu)的元 件稱為類似全息圖的元件，所述衍射結(jié)構(gòu)在以可見光照明時(shí)產(chǎn)生在視覺上可感知到的衍 射和干涉現(xiàn)象，但是所述衍射和干涉現(xiàn)象在此不需要產(chǎn)生原始對(duì)象的三維圖。類似全息 圖的元件例如能夠是立體圖或者具有衍射光的基礎(chǔ)圖元例如Kinegram? (如其例如由0VD KinegramAG研發(fā)）的計(jì)算機(jī)生成的圖形，所述元件在從不同的空間方向觀察時(shí)產(chǎn)生不同 的圖像，其中不同的圖像例如能夠提供運(yùn)動(dòng)過程的外觀。在下文中，術(shù)語(yǔ)"衍射元件"用作 為具有衍射結(jié)構(gòu)的全息圖和類似全息圖的元件的總稱。
[0003] 具有衍射元件的視覺標(biāo)識(shí)具有高的再識(shí)別值并且例如由于美觀的原因作為來源 證明來實(shí)現(xiàn)以改進(jìn)防偽安全性、用于說明失效日期，但是也由于其它原因來實(shí)現(xiàn)。通常這種 衍射元件被安置到標(biāo)簽上。但是也已知打印應(yīng)用和注塑成型法，借助于所述打印應(yīng)用和注 塑成型法能夠直接在對(duì)象上產(chǎn)生衍射元件。通常，衍射元件在上述應(yīng)用中通過肉眼來評(píng)估。 在衍射元件中所引入的文字和符號(hào)例如指示如"正品"或者公司徽標(biāo)，在此能夠用作為輔助 信息，以便例如確認(rèn)產(chǎn)品的真實(shí)性。
[0004] 在此顯而易見的是，這種類型的驗(yàn)證僅是定性和主觀性質(zhì)的，并且對(duì)于外行以及 在沒有與原始圖案的可比性時(shí)甚至?xí)m得其反，因?yàn)樵谶@些情況下即使衍射元件的劣質(zhì)副 本也能夠容易地冒充對(duì)象和文件的原創(chuàng)性或真實(shí)性。衍射元件例如能夠構(gòu)造為，使得商標(biāo) 名稱僅從特定的圖像角度才是可讀的。當(dāng)觀察者在全息圖往復(fù)運(yùn)動(dòng)的情況下瞬間看見商標(biāo) 名稱顯現(xiàn)或再次消失時(shí)，對(duì)于觀察者而言真實(shí)性標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)被滿足。但是對(duì)于可靠的認(rèn)證是 不足的。此外，集成到衍射元件中的機(jī)器可讀的數(shù)據(jù)僅通過眼睛大多是不可識(shí)別的并且更 不能夠進(jìn)行讀取或者以任何其它方式評(píng)估。
[0005] 因此期望一種可客觀和定量地使用的方法，以便能夠識(shí)別并且讀取衍射元件如全 息圖。因?yàn)樵趯?shí)踐中在實(shí)驗(yàn)室中評(píng)估衍射元件毫無(wú)意義，而是更確切地說必須能夠由任何 人、即幾乎未受培訓(xùn)的使用者執(zhí)行認(rèn)證，所以有效的設(shè)備支持的評(píng)估應(yīng)或多或少自動(dòng)地進(jìn) 行，優(yōu)選直觀地操作并且可在移動(dòng)的、優(yōu)選還成本適宜并且容易獲得的設(shè)備上執(zhí)行。
[0006] 從現(xiàn)有技術(shù)中已知用于以機(jī)器評(píng)估全息圖的方法。例如，EP-A-0880112公開一種 方法，其中借助重構(gòu)光束、零階的衍射光束從全息圖以及兩個(gè)相關(guān)聯(lián)的基準(zhǔn)光束中驗(yàn)證有 疑問的對(duì)象上的全息圖。所提出的方法是相對(duì)復(fù)雜的并且需要專門為了該目的而構(gòu)建的 檢驗(yàn)設(shè)備。未受培訓(xùn)的人員的操作也是難以設(shè)想的。其它的用于讀取全息圖的方法例如在US-A-2012/176655、US-A-2007121186 或者US-B2-6832003 中給出。這些方法也需要復(fù)雜 的檢驗(yàn)設(shè)備，所述檢驗(yàn)設(shè)備專門構(gòu)建用于評(píng)估全息圖并且不易獲得。
[0007] 用于認(rèn)證全息圖的另一個(gè)方法途徑由InkSureTechnologies公司以商品名 Smartsure?提出。在此使用一種用于檢測(cè)全息圖的成像的移動(dòng)電話。所述方法的前提是： 待驗(yàn)證的全息圖包含所謂的"標(biāo)記物"。在此，其是施加在全息圖上的專門的顏料。也就是 說，認(rèn)證并非初級(jí)主要經(jīng)由全息圖的全息（衍射）特性實(shí)現(xiàn)，而是經(jīng)由專門的特征實(shí)現(xiàn)，所 述專門的特征附加地與全息圖關(guān)聯(lián)。
[0008] 在W0-A-2011/045543中描述了一種方法，其中模擬全息圖的外觀并且將其在移 動(dòng)設(shè)備的顯示器上示出。根據(jù)設(shè)備的取向示出全息圖的另一個(gè)視圖。使用者在相同的觀察 角度下比較所模擬的圖像與對(duì)應(yīng)的真實(shí)的全息圖的圖像。但是所述比較僅通過在視覺上經(jīng) 由使用者的眼睛進(jìn)行從而與使用者的主觀感知相關(guān)。因此，此外僅可識(shí)別并且區(qū)分可通過 裸眼感知到的特征。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明提供一種認(rèn)證衍射元件的方法，所述方法能夠半自動(dòng)地或者全自動(dòng)地實(shí)施 并且不需要主觀比較。所述方法也能夠由未受培訓(xùn)的使用者實(shí)施。所述方法也適合于認(rèn)證 具有如下特征的衍射元件，所述特征不可或者難以通過裸眼識(shí)別，例如微結(jié)構(gòu)如微型文字， 或者所述特征難以彼此區(qū)分，例如偽隨機(jī)的圖案（"指紋"）。所述方法獲取衍射元件的衍 射特征并且不依賴其它的標(biāo)識(shí)機(jī)構(gòu)。所述方法通過便攜式設(shè)備實(shí)施，所述便攜式設(shè)備具有 圖像拍攝設(shè)備。這種設(shè)備易于獲得，例如以移動(dòng)電話的形式，使得不需要專門的、昂貴的和 難以獲得的設(shè)備或者用于所述認(rèn)證的專門的、復(fù)雜的構(gòu)造。
[0010] 所述方法包括下述特征：
[0011] 借助便攜式設(shè)備拍攝衍射元件的至少兩個(gè)圖像，其中所述圖像以便攜式設(shè)備相 對(duì)于衍射元件的不同的空間取向拍攝（對(duì)此便攜式設(shè)備和/或衍射元件能夠在空間中運(yùn) 動(dòng)）；
[0012] 在關(guān)于至少兩個(gè)空間方向拍攝圖像時(shí)確定便攜式設(shè)備的空間取向；
[0013] 從圖像和相關(guān)的空間取向中創(chuàng)建拍攝數(shù)據(jù)；以及
[0014] 進(jìn)行拍攝數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的電子比較。
[0015] 也就是說，從不同的方向拍攝衍射元件的至少兩個(gè)、優(yōu)選三個(gè)或更多個(gè)圖像。這能 夠通過傳統(tǒng)的照相功能以單獨(dú)觸發(fā)的照片的形式進(jìn)行，或者能夠拍攝具有多個(gè)相繼的圖像 的視頻序列，而便攜式設(shè)備和衍射元件彼此相對(duì)樞轉(zhuǎn)。拍攝數(shù)據(jù)在最簡(jiǎn)單的情況下能夠是 下述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中圖像數(shù)據(jù)和取向數(shù)據(jù)以適宜的形式組合?；鶞?zhǔn)數(shù)據(jù)在這種情況下能夠 從用于已知的衍射元件（基準(zhǔn)元件）的現(xiàn)有數(shù)據(jù)中計(jì)算，其方式為：在給定的空間取向下 計(jì)算（模擬）基準(zhǔn)元件的圖像。圖像比較因此能夠以已知的數(shù)字圖像處理算法進(jìn)行。但是 也可以考慮的是，例如在使用無(wú)損耗的或者有損耗的壓縮算法、圖案識(shí)別算法的條件下和/ 或在使用哈希函數(shù)等的條件下推導(dǎo)出以較復(fù)雜的方式從圖像數(shù)據(jù)和取向數(shù)據(jù)中推導(dǎo)出的 拍攝數(shù)據(jù)。以這種方式可行的是，明顯減少在進(jìn)行比較前的數(shù)據(jù)量并且簡(jiǎn)化電子比較。
[0016] 也能夠在不同的照明條件下拍攝兩個(gè)或多個(gè)圖像，例如一次在自然的環(huán)境光下并 且一次利用便攜式設(shè)備的照明功能拍攝。照明功能例如能夠通過集成在便攜式設(shè)備中的光 源例如集成的電子閃光燈或者集成的LED實(shí)現(xiàn)或者通過與便攜式設(shè)備連接的外部的光源 實(shí)現(xiàn)。也可以考慮的是，在便攜式設(shè)備的照明功能的不同的照明強(qiáng)度下拍攝圖像。在此有 利的是，從基本上相同的方向拍攝具有不同的照明條件的至少兩個(gè)圖像，以便能夠直接確 定不同的照明條件的影響。例如可以考慮的是，在沒有閃光燈的情況下觸發(fā)第一圖像并且 直接緊隨其后在具有閃光燈的情況下觸發(fā)第二圖像，或者反之亦然。在另一個(gè)變型形式中， 便攜式設(shè)備具有單獨(dú)的照明模塊，所述照明模塊產(chǎn)生有針對(duì)性的專門的照明，例如以有取 向的光，如由激光二極管產(chǎn)生的光。圖像也能夠在衍射元件和便攜式設(shè)備之間的不同的間 距下拍攝。
[0017] 為了也能夠分辨衍射元件的小的細(xì)節(jié)，圖像拍攝設(shè)備能夠具有宏觀鏡頭和/或光 學(xué)變焦鏡頭。也可以考慮的是，設(shè)有單獨(dú)的放大模塊，所述放大模塊構(gòu)成為用于圖像拍攝 設(shè)備的附加模塊并且具有透鏡裝置，所述透鏡裝置提高成像比例（例如通過增大鏡頭的焦 距）。當(dāng)在所述方法中應(yīng)認(rèn)證如下衍射元件時(shí)，這尤其是有利的，所述衍射元件具有不可 通過裸眼識(shí)別的結(jié)構(gòu)如微型文字或者隨機(jī)圖案。放大模塊和照明模塊能夠組合成一個(gè)單 元。該單元能夠構(gòu)成為如下附加模塊或者類似物，所述附加模塊可與便攜式設(shè)備可脫離地 連接。確定空間取向優(yōu)選借助于集成在便攜式設(shè)備中的傳感器進(jìn)行。在此例如涉及一個(gè)或 多個(gè)慣性傳感器（線性加速度傳感器）、一個(gè)或多個(gè)陀螺儀（旋轉(zhuǎn)加速度傳感器）和/或一 個(gè)或多個(gè)磁力計(jì)。在下文中這些傳感器簡(jiǎn)化地總稱為取向傳感器。傳感器通常借助于慣性 傳感器確定相對(duì)于固定的參考系統(tǒng)、例如相對(duì)于重力方向（z方向）的至少一個(gè)空間取向， 并且必要時(shí)借助