Способ получения комбинированного черно-белого и полноцветного персонализационного изображения на многослойной структуре

Изобретение относится к области защиты документов от подделки и касается способа получения изображения, идентифицирующего подлинность носителя информации. При осуществлении способа пиксели изображения разделяют на субпиксельные области, каждая из которых представляет собой дифракционную решетку, отражающую один из основных цветов. Изображение формируют путем частичного разрушения дифракционных решеток в субпиксельных областях. Разрушение решеток осуществляют методом лазерного гравирования за счет модуляции интенсивности, длительности и количества лазерных импульсов с применением точного позиционирования лазерного луча по элементам пиксельной матрицы и специальным оптическим меткам. Технический результат заключается в упрощении способа и обеспечении возможности формирования изображений в одном дифракционном слое. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области защитных технологий для удостоверяющих документов, таких как паспорта, идентификационные карты, водительские удостоверения. Для защиты от подделки таких документов при их изготовлении и выдаче в них записывается персонализационная информация о владельце документа. Как правило, это портрет владельца и его биометрические данные, дата и место рождения, время и место выдачи документа и др.

Известны и широко используются цветные цифровые и аналоговые фотографические изображения, получаемые по стандартным цифровым фотографическим технологиям. Основным недостатком таких цветных изображений, с точки зрения использования их в удостоверяющих документах, является широкая распространенность и доступность технологий по их изготовлению, что позволяет достаточно легко заменять и подделывать фотографии и персональные данные в документах.

На сегодняшний день известен целый ряд оригинальных технологий записи цветных изображений, доступных только очень ограниченному числу специалистов (RU 2286888 C2, 10.11.2006), требующих высокоточного уникального и дорогостоящего оборудования. Это, например, технологии записи цветных изображений в виде объемных голографических решеток в фотополимерных слоях (US 6859293 B2, 22.02.2005, «Водяной знак» №5, октябрь 2012, с. 52-54). Известны также технологии записи полноцветных голографических изображений, восстанавливаемых с радужных рельефно-фазовых голограмм (А.В. Гончарский, А.А. Гончарский. Компьютерная оптика. Компьютерная голография: - М.: Изд. МГУ, 2004, с. 143-150). Такие топографические изображения легко различимы и их сложно сымитировать. Полноцветные изображения, восстанавливаемые в белом свете, в этом случае формируются плоской пиксельной матрицей, каждый голографический пиксель которой имеет характерный размер 20 мкм-100 мкм и разбит на три субпиксельные области, в каждой из которых записаны дифракционные решетки, восстанавливающие одну из трех световых волн красного, зеленого или синего света. Параметры субпиксельных областей каждого пикселя подобраны таким образом, что при общем освещении всей голограммы белым светом восстанавливается записанное полноцветное изображение. Недостатком предложенного решения является сложность формирования пиксельной матрицы по технологии электронно-лучевой литографии и невозможность формирования таких топографических изображений при персонализации документов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ получения полноцветных топографических изображений по технологии, описанной в документе RU 2079167 C1, 10.05.1997. Полноцветные изображения, восстанавливаемые в белом свете, формируются плоской матрицей, создаваемой в многослойной топографической структуре. Верхний и средний слои выполнены в виде непрозрачных отражающих дифракционных решеток, нижний слой - в виде прозрачной или отражающей решетки. Дифракционные слои выполнены так, что при освещении белым светом в заданном направлении от каждого из упомянутых слоев отражается излучение в синем, зеленом и красном диапазонах спектра. Идентифицирующее подлинность носителя информации изображение является цветным, имеет растровую структуру и сформировано путем удаления в определенных участках носителя информации материала на глубину либо только верхнего, либо верхнего и среднего непрозрачных слоев носителя информации с помощью лазерного гравирования. Размещенная на носителе информация имеет вид текстовых и графических изображений. Недостатком предложенного решения является сложность формирования пиксельной матрицы. Кроме этого увидеть такое изображение можно только при специальном освещении.

Задача, решаемая изобретением, - создание пиксельных матриц, обеспечивающих формирование комбинированных черно-белых и цветных изображений в режимах персонализации по технологии маскирования в одном дифракционном слое.

Это достигается тем, что предложен способ получения комбинированного черно-белого и полноцветного персонализационного изображения, идентифицирующего подлинность носителя информации, записанного в виде пиксельной матрицы, имеющей растровую структуру, где изображение сформировано путем маскирования или удаления материала в определенных участках носителя информации различными методами лазерного гравирования, согласно изобретению пиксели разделяют на субпиксельные области, ответственные за цвет, в виде соответствующих дифракционных решеток, отражающих красный, зеленый и синий свет в наблюдаемом изображении, изображение формируют путем частичного разрушения дифракционной поверхности, приводящего к изменению цветовой насыщенности и яркости субпиксельных областей за счет модуляции интенсивности, длительности и количества лазерных импульсов с применением точного позиционирования лазерного луча по элементам пиксельной матрицы и/или специальным маркерам, размещенным на поверхности пиксельной матрицы.

Преимущественно конфигурацию и размещение субпиксельных областей выбирают в виде совмещенных по границам ромбов.

В частном случае субпиксельные области внутри различных пикселей располагают по-разному, создавая таким образом скрытую маркировку персонализационного изображения.

В частном случае перед проведением или в процессе лазерного гравирования на пиксельной матрице формируют светоконтрастную черно-белую маску.

В частном случае пиксели формируют так, что все субпиксельные области сходятся в центре пикселя, причем лазерное гравирование выполняют с изменением размера растрового пятна и смещением растрового пятна относительно центра пикселя.

В частном случае базирование лазерного луча осуществляют путем сравнения интенсивности дифракционных порядков и/или измерения интенсивности одного из порядков при нормальном падении лазерного луча или при падении лазерного луча под углом к нормали.

В частном случае при проведении лазерного гравирования в различных участках носителя применяют технологию изменения диаметра лазерного пучка по методу «растровой горки».

В частном случае лазерное гравирование осуществляют через матированные тонкопленочные структуры, размещенные на поверхности пиксельной матрицы, или дифракционные решетки выполнены рассеивающими.

На Фиг. 1 показан фрагмент носителя информации с пиксельной матрицей.

В качестве примера реализации предложенного технического решения (фиг. 1) были изготовлены голографические изображения на стандартной голографической фольге 1 с алюминиевым отражающим слоем. Изображения представляли собой решетки, в узлах которых были размещены пиксели 2 с субпиксельной структурой, состоящей из трех областей с тремя различными дифракционными решетками, отражающими в заданном направлении излучение соответственно красного, зеленого и синего цвета. Пиксели имели круглую форму с характерным размером 120 мкм. Каждый пиксель разбивался на три области - субпиксели 3, 4, 5, заполненные дифракционными решетками, которые при падении на них белого света (7) отражают в заданном направлении 6 (например, перпендикулярном поверхности носителя информации), излучение соответственно красного, зеленого и синего спектрального диапазона. Площади, занимаемые дифракционными решетками, в каждом из субпикселей были одинаковыми. При записи персонализационного изображения, например цветного портрета, в каждом из субпикселей выжигалась часть дифракционной решетки. В частности, выжигалась, отражающая алюминиевая пленка под дифракционными решетками субпикселей. Изменяя отражательную способность дифракционных решеток в субпикселях в различных пикселях пиксельной матрицы, формируют полноцветное голографическое изображение (портрет), восстанавливаемое при облучении белым светом 7 и наблюдаемое в заданном направлении 6 к поверхности пиксельной матрицы. Размеры и дифракционная эффективность субпиксельных областей может варьироваться путем изменения интенсивности, длительности и количества лазерных импульсов. Для точного позиционирования лазерного луча при проведении гравировки в субпиксельных областях были применены высокоточные технологии позиционирования луча по элементам пиксельной матрицы и специальным маркировочным меткам.

Форма пикселей и субпиксельных областей может быть различной, например квадрат, прямоугольник, ромб, шестиугольник, пятно неправильной формы и т.д. Для обеспечения максимально полного использования площади носителя информации и повышения количества градаций в наблюдаемых изображениях форму субпиксельных областей выбирают, например, в виде совмещенных по границам ромбов, пиксели в этом случае имеют форму правильных шестиугольников.

В частном случае разное расположение субпиксельных областей в различных пикселях позволяет создать скрытую маркировку персонализационного изображения.

Для обеспечения дополнительной защиты персонализационного изображения перед проведением или в процессе лазерного гравирования на пиксельной матрице формируют светоконтрастную черно-белую маску. Это позволяет наблюдать под разными углами попеременно то цветное, то черно-белое изображение.

1. Способ получения комбинированного черно-белого и полноцветного персонализационного изображения, идентифицирующего подлинность носителя информации, записанного в виде пиксельной матрицы, имеющей растровую структуру, где изображение сформировано путем маскирования или удаления материала в определенных участках носителя информации различными методами лазерного гравирования, отличающийся тем, что пиксели разделяют на субпиксельные области, ответственные за цвет, в виде соответствующих дифракционных решеток, отражающих красный, зеленый или синий свет в наблюдаемом изображении, изображение формируют путем частичного разрушения дифракционной поверхности, приводящего к изменению цветовой насыщенности и яркости субпиксельных областей за счет модуляции интенсивности, длительности, формы, размера и количества лазерных импульсов с применением точного позиционирования лазерного луча по элементам пиксельной матрицы и/или специальным маркерам, размещенным на поверхности пиксельной матрицы.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что конфигурацию и размещение субпиксельных областей выбирают в виде совмещенных по границам ромбов.

3. Способ по любому из пп. 1-2, отличающийся тем, что субпиксельные области внутри различных пикселей располагают по-разному, создавая, таким образом, скрытую маркировку персонализационного изображения.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что перед проведением или в процессе лазерного гравирования на пиксельной матрице формируют светоконтрастную черно-белую маску.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что пиксели формируют так, что все субпиксельные области сходятся в центре пикселя, причем лазерное гравирование выполняют с изменением размера растрового пятна и смещением растрового пятна относительно центра пикселя.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что позиционирование лазерного луча осуществляют путем сравнения интенсивности дифракционных порядков и/или измерения интенсивности одного из порядков при нормальном падении лазерного луча или при падении лазерного луча под углом к нормали.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что при проведении лазерного гравирования в различных участках носителя применяют технологию изменения диаметра лазерного пучка по методу «растровой горки».

8. Способ по п. 6, отличающийся тем, что лазерное гравирование осуществляют через матированные тонкопленочные структуры, размещенные на поверхности пиксельной матрицы, или дифракционные решетки выполнены рассеивающими.