用于制作具有真实性特征的不可复制 的全息图的方法和检查真实性的读出装置 本发明涉及一种用于制作具有真实性特征的不可复制的全息图的方法，这些全息图是基准的全息图的复制物，以及涉及一种胜于检查根据这种方法制作的全息图的真实性地读出装置。
在身份识别纸件上形成浮凸的全息图像以及在商标制品上确保真实性方面，全息图是特别有用的。但是，只有它们不能由熟练的和有经验的伪造者利用常规的全息摄影装置来复制，全息图才能提供所希望的保护功能。
本发明的目的是提出一种上述类型的方法，该方法能够制作可以用作在所有类型的物品或文件的真实性证明的不可复制的全息图，该全息图能够在读出装置中对它们的真实性进行可靠快速地检查。
根据本发明实现这一目的是通过利用一光导系统取得形成真实性特征的全息图，即随机构成的光学元件(例如磨光的玻璃或一发散镜)的基准全息图，其中所述光学系统使全息图具有直线图形。
在检查全息图的真实性时，实际上需要将它们放在测试位置上，在该位置上各全息图按照它们的相干图形的微观结构进行对准，不过这样作可能要付出巨大的努力。根据本发明的方法制作的全息图具有一包含一些彼此平行的直线的直线状的图形，这样在重现被测试的全息图的过程中对于沿直线的方向的移动相对不灵敏。假如在重现被测试的全息图的过程中，将平行对准该直线状图形的直线的全息图相对该直线横向移动。在某一点达到正确的测试位置，使用作真实性测试的特征就会发亮，并且可以检测这种发亮。
根据本发明方法的一个优选实施例，取得基准全息图的光学系统由这样一种系统组成，在其中，目标光线经过圆柱形透镜成像在发散镜或磨光的玻璃屏上，并且目标光波以大致平行的方式通过后面的成像光学系统(傅立叶透镜)准直，并使其在全息图平面上与一参考光线形成相干，这样基准全息图就以平行直线的图形的方式形成在分布在全息图平面上的光敏材料上。
根据本发明的在基准全息图中被编码的随机构成的光学元件(例如磨光的玻璃屏或具有相位部分随机分布的统计相位板)不可能由熟练的伪造者伪造，因为为了伪造，他需要在取得全息图的操作之后相应破坏光学元件，而这些光学元件将不能再得到，由于具有随机结构不能接着制作出全息图。由于基准全息图是随机构成的光学元件的全息照片，所以可防止通过复制伪造。
伪造者实际上不可能由根据基准全息图制作的作为基准全息图的复制物的保密全息图，重现相同的基准全息图，因为为此他需要在取得保密全息图时所用的参考光线，而这种光线还可以另外以不可重新产生的方式轻微破坏。
根据本发明的保密全息图可以按照反射式全息图或按照透射式全息图取得。
为了对用作真实性证据的保密全息图进行批量生产，例如由基准全息图按已知的方法进行压印穿孔，并且这种保密全息图据此可以按照已知的方法压印在铝制的或透明的塑料薄膜上。
为了制得根据本发明的保密全息图，可以提供不可复制的已知复制物的安全特征。例如通过把保密全息图压印到具有分度颜色的薄膜中来提供防止复制的有效的保护。
因为由按照本发明的方法制作的基准全息图制作的大批全息图含有编码的全息图信息，所以必须制造专用的读出装置，利用它可识别全息图的真实性。
这种读出装置必须能以合理的价格制造，并且能够简单快速地检查用作真实性证据的全息图。
这样一种根据本发明的用于检查由基准全息图制作的全息图复制物的真实性的读出装置的特征在于，在一种指定的利用激光最好是利用激光二极管的光学元件阵列中，利用具有可读出信息(最好是能量分布特征)的参考光线来制作基准全息图的一个全息图(解码或读出用全息图)，其特征还在于，读出装置同样具有在取得过程所用的光学元件阵列，将被检查的全息图复制物定位于在制作解码全息图过程中的基准全息图的位置；其特征还在于，利用在制作解码全息图时所用的重现光线照射被检查的全息图，以及由读出用全息图重现的光线照射检测器，该检测器检测经过会聚透镜、发散透镜以及圆柱形透镜或圆柱形双凸面屏(双凸面或单维的发散镜)的光的强度。检测光强的检测器可以是CCD检测器，它的检测器元件按行排列。
在根据本发明的读出装置中，被检查真实性的全息图(由读出用全息图)重现新的在取得读出用全息图过程中使用的参考光线，该光线最好具有典型的能量分布，会聚透镜减小重现的读出光波束的直径，然后当它已经降低到足够小的直径时，通过发散透镜变为平行波。会聚透镜和发散透镜的组合被称之为伽里略望远镜。这样下面就可以检查重现读出光波的典型的能量分布；通过圆柱形透镜使其移远，这样，被移远的光线的纵轴肯定与与光束横向对正的检测器的纵轴相交。
只有真实的被检查的全息图才能够由读出用全息图重现具有用以反映真实性特征的能量分布的读出光波，从而可由检测器检测这种能量分布，然后形成真实性信号。
激光束具有所谓的斑点(speckle)或粒子(granulation)的特性，即它们包含具有明暗斑点的“粒子”(grain)。假如这种暗的斑点入射到检测器，以致在检查全息图真实性的过程中，会提供错误的信息。为了禁止这种粒子性出现，在本发明的再一个实施例中，提供一个旋转玻璃板，抵消粒子性，使检测器能检测能量分布。按照一与检测器的频率相协调的频率适当旋转玻璃板。
还可以采用抑制粒子性影响的其它方法。因此例如使用表面型检测器来代替线性CCD检测器，并通过在各行检测器元件范围内进行平衡来消除粒子性的影响。
在本发明的另一实施例中，被检查的全息图在读出装置中能够通过一个平行于全息图各直线的轴旋转，并设有旋转驱动装置。被检查的全息图在读出装置中必须沿平直边缘对准，沿需要得到全息图直线的方向不必严格对准。假如按照这样一种方式在测试过程中移动或旋转被检查的全息图，使全息图各直线相对它们的纵向横向移动，全息图在一个点上进入严格的测试位置，这样真实的全息图就会使具有典型能量分布特征的读出光线变亮，利用检测器可以检测这种变亮。
下面利用附图更详细地解释本发明的一个实施例，其中：
图1概略表示在取得基准全息图的系统中的光学元件的阵列；
图2概略表示在读出装置中进行解码或读出全息图像的光学元件阵列；
图3概略表示在检查被测试的全息图像真实性的读出装置中的光系统的光学元件的阵列，以及
图4是利用测试光线照射到的探测器的顶视图。
参照图1，下面描述基准的全息图的取得过程，该基准全息图用作批量生产作为真实性证据的全息图的基础，并且用于制作在读出装置中的读出用全息图。
激光光线1通过圆柱形的透镜2，该透镜2使目标光线以直线方式4成像在磨光的玻璃屏3上，该玻璃屏3代表随机构成的光学元件。在磨光的玻璃屏3和包含光敏材料的全息图板5之间定位一傅里叶透镜6，透镜6距磨光的玻璃屏3和全息图板5的距离均为f，傅里叶透镜6将(在磨光的玻璃屏3上的)以直线方式成束的目标光线转变为平行的波前7。这一平行的波前在全息图板5上的光敏材料与参考光线8相干，使得在该光敏材料上记录一全息图，该全息图由具有由不同的空间分布频率的光产生的直线状图形的平行的直线组成。
在全息图板5中所取的基准全息图包含有用作真实性证据的相位部分的随机分布的磨光的玻璃屏3的图像。
图1是以顶视图表示的光学系统。
下面利用图2到4介绍读出装置和它的制造。
由基准全息图5或基准全息图的复制物，在读出装置中制作该读出用或解码的全息图10，该全息图在取得该全息图的读出装置中的相同位置处较晚出现。为了取得读出用全息图，将该真实全息图11置于在读出装置的这样一个位置处，即被检查的各读出用全息图在较晚的时间也定位在该位置，因此全息图11与基准全息图或全息图复制物相对应。然后由全息图11利用典型的仪器的激光重现光线12来重现波13，该波利用典型仪器的参考光线14记录在位于在全息图平面10中的光敏材料上。以这样方式制作的全息图10形成读出用全息图。
全息图11可以是反射式或透射式的全息图。图2表示的是透射式全息图的一个实例。
下面利用图3介绍完整的读出装置的基本结构。
将待检查的全息图16插入到一个座中，在其中将图的直边夹住，或按正确的角度粗略放置，全息图11所在位置是严格的，用以取得读出用全息图10。在读出用全息图10后面，来自会聚透镜17的重现的光线被定位，会聚透镜17使重现的光线18压缩到较小的直径，适当压缩的光线然后入射到发散透镜19，经其形成小直径的平行光线。这一光线然后被一圆柱形透镜或圆柱形双凸面屏20(双凸面的或一维的发散镜)在线段表示的通道21内张开。由图4可以看出。在线段表示的通道中张开的光束21然后入射到可以为矩形的旋转玻璃板22上。通过旋转玻璃板22，使激光束的粒子性被抵消，这样直线光线21以从图4可见的方式横向入射到检测器，在该光线中粒子性被抵消。检测器23就是按行分布的光敏元件(CCD检测器)的所述实施例。
被测试的全息图6的座可借助一驱动装置绕一个轴回转，该轴平行于全息图的直线图形的各直线。假如在测试操作过程中，旋转被测试的全息图16，该全息图在一点上进入正确的测试位置，使得由全息图16重现的光线由读出用全息图10重现光线14，光线14(用于取得全息图的)具有一定的能量分布，可利用检测器22检测该能量分布。
圆柱形透镜20或圆柱形双凸面屏或单维发散镜将测试光线21移远，使其总相交在检测器23上。