KR101119653B1 - 서류 및 물품의 그룹으로부터 선택된 아이템을 인증하기 위한 보안 장치 및 방법 - Google Patents

서류 및 물품의 그룹으로부터 선택된 아이템을 인증하기 위한 보안 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 베이스 밴드 패턴으로 만들어진 베이스층과 노출 라인 격자(드러내는 층)를 중첩시킬 때 발생되는 모아레 패턴에 의지한다. 만들어진 모아레 패턴은 베이스 밴드 내에 위치한 개개의 패턴의 확대 및 변환을 구비한다. 베이스 밴드와 노출 라인 격자는 직선이거나 곡선일 수 있다. 노출 라인 격자를 베이스층의 상부에서 이동시키거나 회전시킬 때, 만들어진 모아레 패턴은 부드럽게 점진적으로 변화하게, 즉 그것들은 부드럽게 이동하고, 전단되며 혹은 다른 변환을 하게 된다. 베이스 밴드 패턴은 형상, 강도 및 칼라의 임의의 조합을 편입시킬 수 있는데, 글자, 숫자, 텍스트, 기호, 장식, 로고, 국가 엠블럼 등과 같은 것이다. 그것들을 따라서 잠재적인 위조자들이 이용 가능한 복제 시스템의 가능성에 비해, 본래의 이미지화 시스템 및 프린팅 시스템의 더 높은 이미지화 능력의 이점을 가진 보안 서류 및 귀중한 물품의 제조에 대해 굉장한 가능성을 제공한다. 노출 라인 격자는 입사광의 상대적으로 많은 퍼센트를 반사시키기 때문에, 모아레 패턴은 반사 모드에서 일상의 조명 조건 하에서 용이하게 또렷이 나타난다. 그것들은 임의의 종류의 서류(은행권, 신원증명 서류, 수표, 졸업 증서, 여행 서류, 표) 및 귀중한 물품(광 디스크, 컴팩트 디스크, 디지털 비디오 디스크, 시디-롬, 의학 약품용 패키지, 병, 라벨이 붙은 물품)의 인증을 위해 사용될 수 있다.
모아레, 베이스층, 드러내는 층, 노출 라인 격자, 라인 격자, 베이스 밴드, 패턴, 보안 서류, 모아레 패턴, 기준 모아레 패턴, 비교 시스템

Description

서류 및 물품의 그룹으로부터 선택된 아이템을 인증하기 위한 보안 장치 및 방법 {Device and method for authenticating items selected from the group of documents and valuable articles}
본 발명은 일반적으로 위조방지 및 인증 방법 및 장치의 분야에 관한 것으로, 더 상세하게는 모아레 패턴에 의한 서류 및 귀중한 물품의 인증을 위한 방법, 보안 장치 및 기구에 관한 것이다.
고품질이고 저렴한 칼라 사진 복사기들 및 데스크탑 출판 시스템들 때문에, 은행권과 같은 서류의 위조가 현재 더욱 더 심각한 문제가 되고 있다. 이는 패키지를 위조하기 용이해서 때대로 시장에서 용이하게 거래되는 컴팩트 디스크, 디지털 비디오 디스크, 소프트웨어 패키지, 의학 약품 등과 같은 다른 귀중한 제작물들에 대해서도 마찬가지이다.
본 발명은 은행권, 수표, 신용카드, 신원증명 카드, 여행 서류, 공업 패키지 또는 다른 귀중한 물품들을 위한 향상된 보안을 제공하는 새로운 보안 요소 및 인증 수단을 제공하는 것에 관한 것으로, 따라서 그것들을 더욱 위조하기 어렵게 만드는 것에 관한 것이다.
위조 방지, 그리고 서류 또는 귀중한 물품들의 인증을 위한 다양한 복잡한 수단들이 선행기술에서 제시되어왔다. 이들 수단의 몇몇은 나안(裸眼)에도 명백히 보이고 일반 대중에게 제공되는데, 반면 다른 수단들은 숨겨져 있고 권한 있는 당국 또는 자동화된 장치에 의해서만 검색 가능하다. 이미 사용된 위조방지 및 인증 수단의 몇몇은 특수한 종이, 특수한 잉크, 내비치는 무늬(watermark), 미세 문자, 보안 실, 은폐은선(隱蔽隱線, security thread), 홀로그램 등의 사용을 포함한다. 그럼에도 불구하고, 제작된 서류 또는 물건의 비용을 상당히 증가시키지 않는, 그 이상의 보안 요소들을 도입할 절박한 필요가 여전히 있다.
모아레 효과(moire effect)는 서류의 인증을 위한 선행기술에서 이미 사용되어 왔다. 예컨대 영국 등록특허 제 1,138,011호(캐나다 은행권 회사)는 원 서류 상에 특별한 요소를 인쇄하는 것에 관계된 방법을 개시하는데, 이는 하프톤 복사의 수단에 의해 위조되었을 때 높은 콘트라스트의 모아레 패턴을 보여준다. 유사한 방법들도 디지털 사진 복사 또는 디지털 스캐닝을 방지하는데 적용된다(예컨대 발명자가 위커(Wicker)인 미국 등록특허 제 5,018,767호). 이러한 모든 경우들에서, 모아레 패턴의 존재는 당해 서류가 가짜라는 것을 나타낸다. 반면, 다른 선행기술 방법들은 모아레 패턴의 의도적인 발생을 이용하는데, 그 존재 및 정확한 형상은 서류의 인증의 수단으로 사용된다. (예컨대 미국 등록특허 제 5,396,559호(맥그류(McGrew))의 배경기술 부분에서 기술된 것과 같은) 모아레 효과가 서류 상에 암호화된 이미지를 눈에 보이게 만드는데 사용되는 알려진 일 방법은 "위상 변조(phase modulation)"로 알려진 기술을 이용하여 잠재적인 이미지로서 서류 상의 그 이미지의 물리적 존재를 기초로 하고 있다. 이 기술에서, 균일한 라인 격자 또는 도트(dot)들의 균일한 무작위(無作爲)의(random) 스크린이 서류 상에 인쇄되지만, 서류 상의 잠재적인 이미지의 사전에 한정된 가장자리 내에서는 동일한 라인 격자(또는 각각, 동일한 무작위의 도트-스크린)가 다른 위상으로, 또는 혹은 다른 오리엔테이션으로 인쇄된다. 아마추어에 있어서 서류 상에 그렇게 인쇄된 잠재적인 이미지를 배경으로부터 식별하는 것은 어렵지만, 동일하지만 변조되지 않은 라인 격자(각각, 무작위의 도트-스크린)를 구비하는 노출 투명도안(revealing transparency)이 서류 상에 중첩되어 모아레 효과를 발생시킬 때, 사전에 한정된 가장자리 내에서 모아레 효과가 배경에서와는 다른 위상으로 나타나기 때문에 서류 상에 사전에 디자인된 잠재적인 이미지는 명확하게 눈에 보이게 된다. 그러나, 이러한 종래의 방법은 잠재적인 이미지의 형태가 서류 상에 물리적으로 존재하고 다른 질감에 의해 채워지기만 했기 때문에 겉모양을 모방하기가 용이하다는 중대한 결점을 가지고 있다. 이 기술의 두 번째 한계는 확대 효과가 없다는 사실에 있다: 베이스층(base layer)과 노출 투명도안과의 중첩에 의해 드러난 패턴 이미지는 잠재적인 이미지와 동일한 크기를 갖는다.
미국 등록특허 제 5,712,731호(드링크워터(Drinkwater) 등)에는 모아레에 기초를 둔 방법이 개시되어 있는데, 이는 마이크로렌즈의 주기적인 2차원 어레이(array)에 의존하고 있다. 그러나 이 최근의 공개는 중첩된 노출 구조(revealing structure)가 마이크로렌즈 어레이이고 서류 상의 주기적인 구조가 수평 또는 수직으로 반복되는 동일한 2차원 도트 형상을 가진 일정한 2차원 도트-스크린인 경우에만 한정된다는 단점을 가지고 있다. 따라서, 본 발명과 달리, 그 발명은 드러내는 층(revealing layer)으로서의 라인 격자의 사용을 배제하는데, 투명한 지지대(예컨대 필름) 상에 이미지화되거나 또는 실린더형 마이크로렌즈 격자로서 이미지화된 것 모두를 배제한다. 더욱이, 그 발명은, 본 발명처럼 형상, 강도 및 칼라가 각기 다른 패턴을 구비하는 베이스층을 가진 서류를 만드는 것을 허락하지 않는다.
아미드로르(Amidror)와 허취(Hersch)에 의한 미국 등록특허 제 6,249,588호 및 그 계속출원인 미국 등록특허 제 5,995,638호에 개시된 다른 모아레에 기초한 방법들은 서류의 진정(眞正, authenticity)을 나타내는 모아레 강도 프로파일을 만드는 스크린 도트들의 어레이의 중첩에 의존한다. 이 발명들은 (실제의, 흑백 레벨 또는 칼라 하프톤 이미지들에 사용되는 것과 같은 가변적인 강도의 도트-스크린을 포함하는) 도트-스크린, 핀홀-스크린 또는 마이크로렌즈 어레이와 같은 특별하게 디자인된 2차원 주기의 구조들에 기초하고 있는데, 이들은 중첩되면 중첩된 층들이 서로의 상부에서 회전하거나 이동함에 따라 크기, 위치 및 오리엔테이션이 점진적으로 변하는 선택된 칼라 및 형상들(인쇄상의 문자들, 숫자들, 국가 문양 등)의 모아레 강도 프로파일을 생성한다.
세 번째 발명인 미국 특허출원 제 09/902,445호에서, 아미드로르(Amidror)와 허취(hersch)는 그들이 그 전에 공개한 상술한 방법들을 개선시키는 새로운 방법들을 개시한다. 이 새로운 개량은 1998년의 미국 광학 협회 저널 제 15권의 1100-1113 페이지의 아이 아미드로르(I. Amidror)와 알 디 허취(R. D. Hersch)에 의한 "기하학적으로 변환된 주기적 구조들의 중첩에서의 모아레의 푸리에 기반의 분석 및 합성"이라는 논문(이하 "[아미드로르98]")과, 아이 아미드로르(I. Amidror)에 의한 클루어(Kluwer) 출판사의 2000년의 "모아레 현상의 이론"라는 책(이하 "[아미드로르00]")에서 개진된 이론을 이용한다. 이 이론에 따르면, 상기 발명은, 그 자체로는 불규칙함에도 불구하고 서로의 위에 중첩되었을 때, 허취(Hersch)와 아미드로르(Amidror)에 의해 그들의 이전의 미국 등록특허 제 6,249,588호와 그것의 계속출원인 미국 등록특허 제 5,995,638호에 개시된 주기적인 경우에서와 같이, 왜곡되지 않은 요소들을 가진 주기적인 모아레 강도 프로파일을 여전히 발생시키는 비주기적이고 기하학적으로 변환된 도트 스크린을 합성하는 것이 가능하다는 것을 개시한다. 미국 특허출원 제 09/902,445호는 주기적인 모아레를 낳지 않는 경우가 어떻게 서류 및 귀중한 물품들의 위조 방지 및 인증에 여전히 유리하게 사용될 수 있는가를 더 개시한다.
미국 특허출원 제 10/183,550호 "무작위의 층들 사이의 모아레 강도 프로파일들을 이용한 내장 암호화로써의 인증"에서, 발명자 아미드로르(Amidror)는 두 개의 특별하게 디자인된 무작위의 또는 의사(擬似) 무작위의(pseudorandom) 도트 스크린들의 중첩에 의해 어떻게 모아레 강도 프로파일이 발생되는가를 개시하고 있 다. 그 발명의 장점은 특별하게 디자인된 무작위의 도트 스크린들을 합성하는데 사용된 난수 생성기에 의해 제공되는 고유의 암호화 시스템에 있다.
그러나, 서류를 인증하기 위해 모아레 강도 프로파일을 사용하는, 발명자들 허취(Hersch)와 아미드로르(Amidror)에 의한 상기 공개들(미국 등록특허 제 6,249,588호, 미국 등록특허 제 5,995,638호, 미국 특허출원 제 09/902,445호) 또는 아미드로르(Amidror)에 의한 상기 공개(미국 출원 제 10/183'550호)는 두 가지 결점들을 갖고 있다. 첫번째 결점은 드러내는 층이 도트 스크린들, 즉 2차원 표면 상에 배열된 작은 도트들의 세트(2차원 어레이)로 만들어진다는 사실이다. 도트 스크린들이 작은 투명한 도트들 또는 홀들을 가진 불투명층(예컨대 작은 투명한 도트들을 가진 필름)에 의해 구체화될 경우, 한정된 양의 광(光)만이 도트 스크린을 통과할 수 있으며 결과적인 모아레 강도 프로파일은 용이하게 눈에 보이지 않는다. 이 발명들에서, 모아레 강도 프로파일이 명확하게 보이도록 하기 위해, 투명한 모드에서 작동하는 것이 필요하다; 드러내는 층 및 베이스층 모두 광 테이블 전면(前面)에 놓여질 필요가 있고 베이스층은 부분적으로 투명한 지지대 상에 바람직하게 인쇄되야 한다. 반사 모드에서, 드러내는 층이 작은 투명한 도트들 또는 홀들을 가진 불투명층에 의해 구체화될 때, 모아레 강도 프로파일은 거의 보이지 않는다. 반사 모드에서, 마스터 스크린으로서 마이크로렌즈 어레이를 사용할 필요가 있다. 그 경우, 마이크로렌즈들의 광 집속 능력 때문에, 모아레 강도 프로파일이 명확하게 눈에 보이게 된다. 두 번째 결점은 각각의 도트들이 인쇄상의 문자들, 숫자들 또는 로고들과 같은 하나 또는 매우 작은 개수의 작은 형상들이 위치해야만 하는 매우 한정된 공간을 갖는, 2차원 어레이의 유사한 도트들(도트 스크린)로 베이스층이 만들어진다는 사실에 기인한다. 이 공간은 도트 스크린의 2차원 빈도(frequency)에 의해, 즉 그것의 두 개의 주기 벡터들에 의해 한정된다. 2차원 빈도가 높으면 높을 수록, 드러내는 층으로서 2차원 원형 도트 스크린으로 중첩될 때 2차원 모아레로서 그 확대된 것이 만들어지는, 작은 형상들을 위치시킬 공간이 더 좁아진다. 그럼에도 불구하고, 위조 시도에 대응하는 효과적인 보호를 확실히 하기 위해 충분히 높은 빈도가 필요하다.
본 개시는 노출 라인 격자와 중첩된 본래의 형상들을 편입시키는 밴드 격자가, 밴드 격자에 편입된 본래의 형상들의 선형 또는 혹은 비선형 변환인 모아레 형상들을 구비하는 밴드 모아레를 발생시킨다는 발견에 기초하고 있다. 밴드 모아레가 도트 스크린에 의한 모아레 강도 프로파일들보다 훨씬 더 좋은 광 효율을 갖기 때문에, 본 발명은 이전의 공개들이 충분히 강한 모아레 패턴을 보여주는데 실패한 모든 경우에 유리하게 사용될 수 있다. 특히, 본래의 패턴 형상들을 편입시키는 밴드 격자는 반사성 지지대 상에 인쇄될 수 있으며 노출 라인 스크린은 단순히 얇은 투명한 라인들을 갖는 필름일 수 있다. 노출 라인 스크린의 높은 광효율 때문에, 변환된 본래의 밴드 패턴들을 나타내는 강력한 밴드 모아레 패턴들이 명확하게 드러난다. 본 발명의 다른 장점은 발생된 모아레가 많은 패턴들, 예컨대 글 문장(몇몇의 단어들) 또는 글의 단락을 구성할 수 있다는 사실에 있다.
본 발명에는 어떠한 잠재적인 이미지도 서류 상에 존재하지 않으며 결과적인 밴드 모아레는 베이스 밴드 격자 내에 간직된 본래의 패턴 형상들의 변환이기 때문에, 본 발명이 상술한 위상 변조의 기술(미국 등록특허 제 5,396,559호, 맥그류(McGrew))과 완전히 다르다는 것이 강조되야 한다. 이 변환은 항상 비례 변환(확대)과, 혹은 변환의 반영(mirroring), 전단(剪斷)변형 및/또는 굽힘을 구비한다.
두 개의 라인 격자들의 중첩에 의해 만들어지는 모아레의 특성이 잘 알려져 있다는 것도 주목하자(예컨대 케이 패트로스키(K. Patroski), 모아레 줄무늬 기술, 엘세비어(Elsevier) 1993, 페이지 14-16을 참조하라). 두 개의 라인 격자들(즉, 라인들의 세트)의 중첩에 의해 만들어지는 모아레 줄무늬들(모아레 라인들)은, 예컨대 발명자 테일러(Taylor) 등에 의한 미국 등록특허 제 6,273,473호의 자기 증명 보안 서류(Self-verifying security documents)에 개시된 것과 같은 은행권들의 인증에 사용된다.
본 발명에서, 베이스층으로 라인 격자를 이용하는 것 대신에, 베이스층으로 다양한 형상들, 크기들, 강도들 및 혹은 칼라들의 본래의 패턴들을 편입시킨 밴드 격자를 사용한다. 베이스층과 노출 라인 격자를 중첩시켰을 때 단순한 모아레 줄무늬들(모아레 라인들)을 얻는 것 대신, 본래의 밴드 패턴들의 확대되고 변환된 실례들인 밴드 모아레 패턴들을 얻는다.
푸리에 공간에서 모아레를 반드시 분석할 필요 없이, 생성된 모아레 패턴 이미지를 베이스 밴드 이미지와 드러내는 층의 파라미터로부터 계산하고 그에 따라 예측할 수 있다는 점에서, 본 발명이 기초로 하고 있는 접근법이 모아레 강도 프로파일에 의존하는 종래의 방법들과 더 다르다는 것이 주목돼야 한다.
본 발명은 위조 시도를 방지하기 위해 진보된 인증 수단을 필요로 하는 (은행권, 수표, 신탁 증서(trust paper), 유가 증권, 신원증명 카드, 여권, 여행 서류, 표 등과 같은) 보안 서류들 및 (광 디스크, 컴팩트 디스크, 디지털 비디오 디스크, 소프트웨어 패키지, 의학 약품 등과 같은) 귀중한 물품들에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 서류들 또는 귀중한 물품들을 인증하기 위한 방법들, 장치들 및 컴퓨팅 시스템들에 관한 것이다.
본 발명은 베이스 밴드 패턴으로 만들어진 베이스층과 노출 라인 격자(드러내는 층)를 중첩시킬 때 발생되는 모아레 패턴에 의존한다. 만들어진 모아레 패턴들은 베이스 밴드 내에 편입된 개개의 패턴들의 변환인데, 이 변환은 확대를 포함한다. 베이스층의 상부에서 라인 격자를 이동시키거나 회전시킬 때, 생성된 모아레 패턴들은 부드럽게 점진적으로 변화하는데, 즉 부드럽게 이동되거나, 전단(剪斷)되거나 혹은 다른 변환에 직면하게 된다. 베이스 밴드 패턴은 문자, 숫자, 텍스트, 기호, 장식, 로고, 국가 표장 등과 같은 형상들, 강도들 및 칼라들의 임의의 조합을 가질 수 있다. 그러므로 잠재적인 위조자들이 이용 가능한 복제 시스템의 가능성과 비교하여, 본래의 이미지화 및 인쇄 시스템의 더 높은 이미지화 능력을 이용하는 보안 서류들 및 귀중한 물품들을 만드는데 큰 가능성을 제공한다.
본 발명은 베이스 밴드 패턴의 제조를 위한 다양한 방법들을 알려주며, 주어진 베이스 밴드 주기, 주어진 라인 격자 주기, 그리고 베이스 밴드층과 노출 라인 격자 사이의 주어진 각도에 대해 예상될 모아레 패턴들을 설명한다. 본 발명은 또한 곡선 또는 혹은 직선의 모아레 패턴들을 만들기 위해 기하학적 변환들이 베이스 밴드층과 혹은 드러내는 층에 인가될 수 있는 것을 보여준다. 기하학적 변환들을 설명하기 위해 필요한 부가적인 파라미터들 때문에, 그것들은 가능한 위조 시도들에 대한 증가된 강성을 나타내며, 동시에 베이스층과 드러내는 층의 개별화된 쌍을 만드는 것을 가능케 한다.
연속되는 베이스 밴드들 내에 편입된 패턴들은 일 베이스 밴드에서 그 다음베이스 밴드까지 동일하거나 살짝 점진적으로 변할 수 있다. 만일 그것들이 살짝 점진적으로 변한다면, 결과적인 모아레 패턴들 역시 일 실례에서 그 다음의 실례까지 점진적으로 변할 것이다.
본 발명의 가능한 부가적인 변환예는 소망된 베이스 밴드 패턴들(미세 구조)을 편입시킨 디더 매트릭스(dither matrix)로 디더된 이미지(그레이 또는 칼라)의 합성이다. 디더링 처리는 베이스 밴드 내에서, 디더될 이미지의 국지적인 강도(또는 칼라)에 따라 점진적으로 변하는 크기 및 형상의 패턴을 만들 것이다. 대신으로, 디더 처리는 디더될 이미지의 국지적인 강도에 따라 패턴들 또는 그 배경의 강도를 수정할 것이다. 그러한 디더 매트릭스로 디더된 이미지는 드러내는 층이 없을 때 본래의 이미지로 나타난다. 디더된 이미지 상부에 드러내는 층을 중첩시키면, 모아레 패턴들이 드러나며 그 서류의 진정을 증명하는 것을 가능케 한다.
서류의 보안을 더욱 증진시키기 위해, 멀티칼라 디더링은, 예컨대 무지개 빛 또는 금속빛 잉크와 같은 비 표준 잉크들로 만들어진 서로 다른 칼라들의 비중첩 형상들을 가진 베이스 밴드층을 합성하는 것을 가능케 하는데, 그러한 잉크들은 표준적인 칼라 복사기 또는 칼라 프린터에서는 이용할 수 없다.
본 발명의 다른 일 변형은, 하나의 또는 몇몇의 라인 격자들에 의해 드러날 때 서로 다른 모아레 패턴들을 만들어내는, 예컨대 서로 다른 오리엔테이션들 및 혹은 주기들에서 동일 베이스층 상의 베이스 밴드들의 몇몇 세트들의 조합이다.
본 발명의 부가적인 변형은 멀티 패턴 모아레의 합성이다. 그것은 베이스 밴드층 내에서 서로 다른 위상으로 몇몇의 베이스 밴드 패턴들을 편입시키는 것에 기초한다. 이것은 다중의 서로 얽힌 패턴을 가진 베이스 밴드를 만든다. 생성된 모아레 패턴들은 다중의 서로 얽힌 패턴들의 변환되고 혼합된 사례들을 구비한다. 만일 패턴들이 두 개의 기본 형상들 사이의 혼합(또는 몰핑(morphing))의 중간 단계들을 나타낸다면, 멀티 패턴 모아레는 이 두 기본 형상들 사이에서 점진적으로 변화하는 모아레 이미지를 만들어낼 것이다. 멀티 패턴 모아레는 또한 멀티 패턴 베이스 밴드를 편입시킨 디더 매트릭스로 디더된 이미지들에 의해 형성될 수 있다.
본 발명은 또한 다양한 지지대, 불투명 재료 또는 투명 재료 상에 인쇄될 수 있는 서류들의 인증을 위한 새로운 방법에 관계된다. "서류"는 본 개시 전체를 통해 은행권, 여권, 신원증명 카드, 신용카드, 라벨, 광 디스크, 컴팩트 디스크, 디지털 비디오 디스크, 의학 약품 패키지 또는 어떤 다른 상업 상품들의 패키지 등을 포함하여 모든 가능한 인쇄된 물품들을 언급한다는 것이 주목돼야만 하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예의 목적으로 여기에 주어진 특정한 관심사의 몇몇 구현예들을 설명하지만, 이들 특정한 구현예들에 본 발명의 범위가 한정되지는 않는다.
본 발명의 일 구현예에서, 동일한 서류의 서로 다른 두 영역 상에 위치한 베이스층과 드러내는 층을 중첩시킴에 의해 모아레 패턴 형상들을 눈에 보이게 할 수 있는데, 베이스층은 불투명하거나 또는 투명하며, 드러내는 층은 부분적으로 투명한 라인 격자로 만들어져 있다. 본 발명의 제 2 구현예에서, (불투명하거나 또는 투명한) 베이스층만이 서류 그 자체 상에 나타나며, 드러내는 층은 조작자(operator) 또는 시각적으로 광학적으로 또는 전자적으로 서류의 진정을 확인하는 장치에 의해 베이스층 상에 중첩된다. 본 발명의 제 3 구현예에서, 드러내는 층은 한 장의 실린더형 마이크로렌즈들이다. 그러한 마이크로렌즈들은 높은 광효율을 제공하며, 더 높은 주파수로 베이스 밴드층 상에 베이스 밴드 패턴들이 이미지화되는 모아레 패턴들을 드러내는 것을 가능케 한다. 본 발명의 제 4 구현예에서, 베이스층은, 부분적으로 투명한 지지대, 실린더형 마이크로렌즈들, 또는 실린더형 마이크로렌즈의 기능을 하는 회절 장치에 의해 구현되는 라인 회절격자에 의해 드러나거나 광학적으로 가변하는 장치 상에 복사될 수 있다.
생성된 모아레 패턴들이 베이스층 및 드러내는 층에서의 극히 작은 어떤 변화에도 매우 민감하다는 사실은, 본 발명에 따라 보호되는 어떤 서류라도 위조하기 극히 어렵게 만들며 진정한 서류와 위조된 서류를 구별하는 수단으로서 작용한다.
본 발명에 따라 서류 상에 나타나는 베이스층은 표준적인 또는 살짝 개선된 인쇄 공정을 이용한 어떤 하프톤 이미지처럼 인쇄될 것이기 때문에, 서류 생산에 있어서 매우 작은 추가 비용이 들거나 추가 비용이 들지 않는다.
본 개시에 있어서 본 발명의 서로 다른 변환예들이 설명되는데, 그것들 중 일부는 일반 공중의 사용을 위해 개시되며(이하에서는 "명백한(overt)" 특징), 반면 다른 구현예들(예컨대 베이스 밴드들의 복합 세트들을 구비한 베이스층에서의 베이스 밴드들의 세트의 하나)은 감추어져 있으며 정당한 당국 또는 자동 장치들에 의해서만 검색될 것이다(이하에서는 "숨겨진(covert)" 특징).
본 발명의 보다 나은 이해를 위해, 예로서 첨부된 도면들을 참조할 수 있다.
도 1a 및 1b는 각각 투명한 라인 격자와 2차원 원형 도트 스크린을 도시한다.
도 2는 두 개의 라인 격자들이 중첩되었을 때의 모아레 줄무늬의 생성을 도시한다.
도 3은 좌측 상에 라인의 격자를 구비하고 우측 상에 "EPFL" 패턴을 가진 베이스 밴드를 구비한 베이스층과 노출 라인 격자의 중첩에 의해 형성된 모아레 줄무늬들과 모아레 패턴을 도시한다.
도 4는 도 3의 드러내는 층을 단독으로 도시한다.
도 5는 도 3의 드러내는 층을 단독으로 도시한다.
도 6a, 6b 및 6c는 기울어진 오리엔테이션을 가진 노출 라인 격자와 반복된 베이스 밴드 패턴을 가진 수평의 베이스층의 중첩이 수평의 모아레 패턴들을 산출하는 방법을 도시한다.
도 7은 반복된 베이스 밴드들을 가진 베이스층과, 라인들이 베이스 밴드 패턴과 다른 사례를 샘플링하는 노출 라인 격자의 중첩의 상세한 도면을 도시한다.
도 8은 생성된 모아레 패턴들이 본래의 베이스 밴드 패턴들의 변환임을 도시한다.
도 9는 베이스 밴드층과 노출 라인 격자층의 중첩의 기하학적 배열을 도시한다.
도 10은 베이스 밴드층과 노출 라인 격자층의 중첩의 기하학적 배열의 확대도를 제공한다.
도 11은 생성된 밴드 모아레 패턴 이미지들이 베이스 밴드 패턴 이미지들의 선형 변환임을 보여주는 것을 가능케 하는, 베이스 밴드층과 노출 라인 격자층의 중첩의 기하학적 배열의 살짝 다른 도면을 제공한다.
도 12a, 12b 및 12c는 모아레 패턴(도 12a), 단일의 베이스 밴드 패턴(도 12b) 및 베이스층 내에 위치한 몇몇의 베이스 밴드들(도 12c) 사이의 관계를 도시한다.
도 13은 베이스 밴드 주기와 노출 라인 격자 주기의 비율에 따른 베이스 밴드 패턴과 모아레 패턴 사이의 관계를 도시한다.
도 14는 베이스 밴드 패턴들을 편입시킨 디더 매트릭스로 이미지를 디더링하는 것(하프톤으로 만드는 것)을 도시한다.
도 15는 베이스 밴드층과 드러내는 층 모두에의 기하학적 변환의 적용과 그 두 층들의 중첩의 결과로 발생된 곡선의 모아레 패턴들을 도시한다.
도 16은 도 15의 베이스 밴드층을 제공한다.
도 17은 도 15의 드러내는 층을 제공한다.
도 18a 및 18b 본래의 직선의 베이스 밴드층(도 18a)과 곡선의 타겟 베이스 밴드층(도 18b) 사이의 가능한 기하학적 변환을 도시한다.
도 19a 및 19b는 종래기술에 따른 드러내는 층과 곡선 라인 격자의 중첩(도 19a)과, 동일한 기하학적 배치를 가지나 "EPFL"이라는 패턴을 편입시킨 곡선 베이스 밴드층과 동일한 드러내는 층의 중첩(도 19b) 사이의 유사성을 도시한다.
도 20a 및 20b는 도 19a 및 도 19b에서와 같은 동일한 층들의 중첩이지만 베이스층과 드러내는 층 사이의 서로 다른 상대적인 오리엔테이션으로의 중첩을 도시한다.
도 21은 마스크(mask)가 베이스 밴드들의 제 1 세트를 일 오리엔테이션으로 배치시키는 것을 지정하게 하고 마스크 배경(mask background)이 베이스 밴드들의 제 2 세트를 다른 오리엔테이션으로 배치시키는 것을 지정하게 함으로써, 노출 라인 격자의 서로 다른 오리엔테이션에서 서로 다른 모아레 패턴들이 드러나게 할 가능성을 도시한다.
도 22는 베이스층 내에서 노출 라인 격자의 몇몇 오리엔테이션으로 드러날 베이스 밴드들의 몇몇 세트들을 중첩시킬 가능성을 도시한다.
도 23은 베이스 밴드들과 드러내는 층에 대응하는 네 개의 베이스 밴드 패턴들을 도시한다.
도 24는 멀티 패턴 베이스층의 베이스 밴드들 내에 각 베이스 밴드 패턴의 작은 부분들을 삽입함에 의해 멀티 패턴 베이스층을 고안하는 방법을 도시한다.
도 25는 도 24에 따라 만들어진 멀티 패턴 베이스층과, 그것이 서로 다른 위상으로 도 23의 드러내는 층과 중첩한 것을 도시하는데, 이 중첩은 연속적인 베이스 밴드 패턴 이미지들 사이의 부드러운 혼합을 나타내는 모아레 패턴들을 만든다.
도 26은 새로 발명된 멀티 패턴 모아레 기술과 잠재적인 이미지들을 이용하는 종래의 방법 사이의 비교를 수행하기 위한 베이스층과 드러내는 층을 제공한다.
도 27은 멀티 패턴 베이스 밴드들과 드러내는 층을 편입시킨 디더 매트릭스로 디더된 이미지에 의해 구현된 베이스층을 제공하는데, 이것은 디더된 이미지 상에 중첩되었을 때 도면의 좌측 상에 도시된 패턴에 따라 점진적으로 변화하는 모아레 패턴들을 만들어낸다.
도 28은 일 베이스 밴드로부터 그 옆의 베이스 밴드로 부드럽게 점진적으로 변하는 베이스 밴드 패턴들을 편입시킨 베이스층과 드러내는 층(상부)을 도시하는데, 이는 수평으로 이동된 드러내는 층과 중첩될 때 부드럽게 점진적으로 변화하는 모아레 패턴들을 만들어낸다.
도 29a 및 29b는 컴팩트 디스크, 시디-롬 및 디지털 비디오 디스크와 같은 광 디스크의 보호를 위한 본 발명의 가능한 구현예를 개략적으로 도시한다.
도 30은 슬라이딩부를 구비한 상자에 넣어진 물품의 보호를 위한 본 발명의 가능한 구현예를 개략적으로 도시한다.
도 31은 의약품의 보호를 위한 본 발명의 가능한 구현예를 개략적으로 도시한다.
도 32는 슬라이딩 투명 플라스틱 전면을 구비한 패키지로 포장되어 팔리는 상품의 보호를 위한 본 발명의 가능한 구현예를 개략적으로 도시한다.
도 33은 피벗 뚜껑을 가진 상자에 포장되는 상품의 보호를 위한 본 발명의 가능한 구현예를 개략적으로 도시한다.
도 34는 (위스키, 향수 등과 같은) 병에 담겨 팔리는 상품의 보호를 위한 본 발명의 가능한 구현예를 개략적으로 도시한다.
도 35는 모아레 패턴들을 이용하여 서류의 인증을 위한 장치의 블록 다이어그램이다.
도 36은 서류의 인증을 위한 컴퓨팅 시스템 상에서 실행되는 프로그램 모듈에 의해 수행되는 작동의 순서도를 도시한다.
미국 등록특허 제 6,249,588호, 그것의 부분 계속 등록특허 제 5,995,638호, 미국 특허출원 제 09/902,445호에서 아미드로르(Amidror)와 허취(Hersch), 그리고 미국 특허출원 제 10/183'559호에서 아미드로르(Amidror)는, 모아레 강도 프로파일을 이용하여 서류의 인증을 위한 방법을 개시한다. 이 방법들은 특별하게 고안된 2차원 구조들(도트-스크린, 핀홀-스크린, 마이크로렌즈 구조들)에 기초하고 있는데, 이들은 서로 중첩되어 선호된 색상과 형상들의 2차원 모아레 강도 프로파일을 산출하며, 그 크기, 위치 및 오리엔테이션은 중첩된 층들이 서로의 상부에서 회전하거나 이동함에 따라 점진적으로 변한다. 반사 모드에서, 그리고 작은 투명한 도트들 또는 홀들을 가진 불투명층(예컨대 작은 투명 홀들을 가진 필름)에 의해 구현된 드러내는 층(상기 언급된 발명들에서는 마스터 스크린으로 지칭됨)을 이용하여, 반사된 광의 양은 너무 작으며 따라서 모아레 형상들은 거의 눈에 보이지 않는다. 더욱이 이 발명들에서 베이스층은 유사한 도트(도트 스크린)의 세트(2차원 어레이)로 만들어지는데, 각 도트는 문자, 숫자 또는 로고와 같은 작은 형상들이 한 개 또는 매우 작은 개수만이 배치돼야만 하는 매우 한정된 공간을 갖는다. 이 공간은 도트 스크린의 2차원 주파수, 즉 그것의 두 개의 주기 벡터들에 의해 한정된다. 2차원 주파수가 높으면 높을수록, 드러내는 층인 2차원 원형 도트 스크린과 중첩될 때 2차원 모아레로서 확대되어 나타나는 작은 형상들을 배치시키기 위한 공간이 더 협소해진다.
광 테이블이 없는 반사 모드 또는 투명 모드에서 일상적인 광 조건 하에서 모아레 패턴들이 눈에 보이도록 하기 위해, 본 발명은 모아레에 기초한 새로운 카테고리의 방법을 개시하는데, 베이스층은 본래의 패턴들을 편입시킨 밴드에 의해 형성되고 드러내는 층은 투명한 라인 회절격자로 만들어진다. 그러한 격자는 도 1a에 도시되어 있는데, 투명한 라인들(11)은 개구 τ를 가지며 불투명한 부분(10)은 폭 T-τ를 갖는다. 2차원 원형 도트 스크린을 통과할 때보다 더 많은 광들이 투명한 라인들의 격자를 통과할 수 있기 때문에, 확대되고 변환된 본래의 패턴들을 나타내는 모아레 패턴들이 매우 잘 눈에 보인다. 주기 T와 개구 τ의 노출 라인 격자(도 1a)에 대해, 격자의 투명부를 통해 지나갈 수 있는 광의 상대적인 양은 τ/T이다. 도트 스크린으로 만들어진 노출 격자, 즉 수평 반복 주기 T와 직경 τ의 도트를 가진 수평 수직으로 반복된 원형 도트들에 대해, 도트 스크린의 투명부를 통해 지나갈 수 있는 광의 상대적인 양은 (π/4)*(τ/T)2이다. 두 방법들을 비교하면, 라인 격자는 대응하는 2차원 원형 도트 스크린보다 (4/π)*(T/τ)배 더 많은 광이 그 것의 개구를 통과하게 한다. 1/4 값인 τ/T의 개구의 경우, 5.09배 더 많은 광이 2차원 원형 도트 스크린을 통할 때 보다 라인 격자 개구를 통해 통과한다. 1/6 값인 τ/T의 개구의 경우 대응하는 비율은 7.6이며, 1/10 값인 τ/T의 개구의 경우 대응하는 비율은 12.7이다. 개구가 더 작으면 작을수록, 드러나는 모아레 패턴들이 더 날카로워진다는 것을 주목하라.
두 개의 라인 격자들의 중첩이 모아레 줄무늬, 즉 도 2에 도시된 것과 같은 모아레 라인들을 만든다는 것은 선행기술로부터 잘 알려져 있다(예컨대 케이 패토르스키(K. Patorski), 모아레 줄무늬 기술, 엘세비어(Elsevier) 1993, 14-16페이지를 참조하라). 본 발명에서는, 라인 격자의 개념을 밴드 격자로 확장시킨다. T1 폭의 밴드는 (주기 T1의) 라인 격자의 하나의 라인에 대응하며, 흑백 패턴들(예컨대 인쇄 문자들), 가변적인 강도의 패턴들 및 칼라 패턴들과 같은 밴드를 따라 변할 수 있는 어떤 종류의 패턴들이라도 본래의 형상으로서 편입시킬 것이다. 예컨대, 도 3에, 라인 격자(31)와, 각 밴드에서 수직으로 압축되고 반영된 문자 EPFL을 편입시킨 그에 대응하는 밴드 격자(32)가 도시되어 있다. 노출 라인 격자(33)로 노출되었을 때, 좌측 상에서 잘 알려진 모아레 줄무늬(35)를 볼 수 있으며, 우측 상에서 베이스 밴드에 위치한 문자들의 확대 및 변환인 밴드 모아레 패턴들(34, EPFL)을 볼 수 있다. 이 밴드 모아레 패턴들(34)은 모아레 줄무늬(35)로서 동일한 오리엔테이션과 반복 주기를 갖는다. 도 4는 도 3의 베이스층을 도시하며, 도 5는 그것의 드러내는 층을 도시한다. 드러내는 층(라인 격자)은 투명 지지대 상에 사진으로 복사될 수 있으며 베이스층 상부에 놓일 수 있다. 읽는 사람은 노출 라인 격자를 수직으로 이동시킬 때 밴드 모아레 패턴들 역시 수직 이동을 한다는 것을 확인할 수 있을 것이다. 노출 라인 격자를 회전시킬 때, 밴드 모아레 패턴들은 전단(剪斷)변형에 직면하게 되며 따라서 그들의 전체적인 오리엔테이션은 변경된다.
도 3은 또한 베이스 밴드층(또는 더 정확히는 베이스 밴드들의 하나의 세트)이 주기 T1으로 주어진 오직 하나의 공간 주기 성분을 갖는다는 것을 보여준다. 따라서, 각 밴드 사이의 공간이 주기 T1에 의해 한정되는 반면, 밴드의 긴 쪽을 따라서는 어떠한 공간적인 한정도 없다. 따라서, 많은 개수의 패턴들, 예컨대 글 문장이 각 밴드를 다라 위치할 수 있다. 이는 2차원 구조에 의존하는 모아레 프로파일을 기초로 하는 선행 기술의 인증 방법에 대한 중요한 장점이다(아미드로르 및 허취에 의한 미국 등록특허 제 6,249,588호, 그것의 부분 계속 미국 등록특허 제 5,995,638호, 미국 특허출원 제 09/902,445호, 아미드로르에 의한 미국 특허출원 제 10/183'550호).
"직선 밴드 격자 모아레의 기하학" 단락에서, 직선 라인 격자(투명 라인들의 세트)로 만들어진 드러내는 층은 밴드 모아레 패턴들로서 각 밴드들 내에 위치한 본래의 패턴들의 선형 변환을 만든다는 것을 증명한다. 이 변환은 본래의 패턴들의 확대, 혹은 반영, 그리고 혹은 전단변형을 포함한다.
도 6a, 6b 및 6c는 비스듬한 오리엔테이션을 갖는 드러내는 층을 가진 다른 예를 도시한다. 도 6a는 노출 라인 격자를 도시한다. 그것은 투명한 것 상에 사진 복사될 수 있으며, 도 6b에 도시된 베이스 밴드 격자의 상부에 드러내는 층으로서 놓이는데 사용될 수 있다. 도 6c는 베이스 밴드 격자와 노출 라인 격자가 상호의 상부에 중첩될 때 생성된 모아레 패턴들("1 2 3")을 도시한다. 하나의 수평 베이스 밴드가 도 6b의 상부에 도시되어 있다.
드러내는 층을 회전시킴에 의해, 모아레 패턴들이 그들의 형상을 어떻게 변형시키는가를 알 수 있다. 드러내는 층을 회전시키는 것은 각도를 변형시키며 따라서 본래의 형상과 모아레 형상 사이의 변환을 변형시켜, 모아레 밴드의 오리엔테이션의 변화와 모아레 패턴의 전단변형을 포함하는 변환을 가져온다.
먼저 직선 베이스 밴드들로 만들어진 베이스층과 직선 라인 격자로 만들어진 드러내는 층의 중첩에 의해 얻어진 모아레의 기하학을 설명한다. 그 후, 기하학적 변환을 베이스층과 혹은 드러내는 층에 적용함에 의해 어떻게 곡선의 모아레를 얻는가를 설명한다.
베이스 밴드 패턴들과 노출 라인 격자층을 도시하는 모든 도면들은 도면들의 사진 복사를 가능케 하고 모아레 패턴들의 외형을 확인하기 위해 강하게 확대되었다는 것을 주목하라. 그러나, 실제의 보안 서류에서, 베이스 밴드 주기(T1)와 노출 라인 격자 주기(T2)는 훨씬 더 짧아, 베이스 밴드 패턴들을 표준의 사진 복사기 또는 탁상용 시스템을 가지고 사진 복사하는 것은 매우 어렵거나 불가능하다.
용어(Terminology)
보안 서류라는 용어는 은행권, 수표, 신탁 증서, 유가 증권, 신원증명 카드, 여권, 여행 서류, 표 등을 말한다. 그것은 또한 보안 장치에 의해 보호될 필요가 있는 (광디스크, 컴팩트 디스크, 디지털 비디오 디스크, 소프트웨어 패키지, 의약품 등과 같은) 귀중한 물품을 말한다. 보안 장치는 귀중한 아이템의 인증을 확인하는 것을 허용하는 수단이다. 일반적으로 보안 장치는 서류, 귀중한 물품의 패키지 또는 귀중한 물품 그 자체에 편입되어 있다.
"이미지"라는 용어는 홀로그램(hologram)이나 키네그램(kinegram) 등과 같은 광 미디어, 종이, 디스플레이와 같은 다양한 미디어 상에 복사된 일러스트레이션, 그래픽 및 장식적인 패턴들과 같은 다양한 목적으로 사용되는 이미지들을 특징지운다. 이미지는 하나의 채널(예컨대 그레이 또는 하나의 색) 또는 멀티 채널(예컨대 적녹청 칼라 이미지들)을 가질 수 있다. 각 채널은 주어진 개수의 강도 레벨들, 예컨대 256레벨을 포함한다. 그레이 레벨 이미지들과 같은 멀티 강도 이미지들은 때때로 바이트맵(bytemap)이라 불린다. 이하에서는, 이중 레벨(bilevel)을 가진 이미지들(예컨대 흑색에 대해서는 강도 "0", 백색에 대해서는 강도 "1")은 비트맵 (bitmap)이라 불린다.
인쇄된 이미지들은 표준적인 칼라들(일반적으로 잉크 또는 토너에 의해 구현되는 청록색, 마그네타색, 황색 및 흑색) 또는 비 표준적인 칼라들(즉, 표준적인 칼라들과 다른 칼라들), 예컨대 금속빛 또는 진주빛 칼라(잉크)와 같은 특별한 칼라들뿐만 아니라 형광 칼라(잉크), 자외(ultraviolet) 칼라(잉크)로 인쇄될 수 있다.
모아레 패턴 이미지 또는 단순한 모아레 이미지라는 용어는 베이스 밴드들로 만들어진 베이스층(베이스 밴드층이라 불릴 수도 있음)과 드러내는 층인 라인 격자의 중첩에 의해 만들어진 모아레 패턴을 특징지운다. 밴드 모아레 또는 밴드 모아레 패턴이라는 용어는 고려된 모아레 패턴들이 베이스 밴드들로 만들어진 베이스층과 라인 격자로 만들어진 드러내는 층의 중첩에 의해 만들어졌다는 것을 가리킨다.
베이스층은 베이스 밴드들의 몇몇 서로 다른 세트들을 구비할 수 있다. 베이스 밴드들의 서로 다른 세트들은 서로 다른 기하학적 배치, 즉 그들의 오리엔테이션, 주기 또는 곡선 베이스 밴드들의 세트의 배치가 변할 수 있다는 것을 특징으로 하는 기하학적 변환을 갖는 것에 의해 특징지워진다. "베이스 밴드들의 세트" 또는 "베이스 밴드 격자"라는 용어는 동일하다.
본 발명에서는, 라인 격자라는 용어를 총괄적인 방법으로 사용한다: 라인 격자는 불투명하거나 부분적으로 불투명한 지지대(예컨대 도 1a, 10) 상에 투명한 선들의 세트에 의해 구현되거나(예컨대 도 1a, 11), 실린더형 마이크로렌즈들에 의해 구현되거나, 또는 실린더형 마이크로렌즈들로 작용하는 회절 장치들에 의해 구현될 수 있다. 때때로, "라인 격자(line grating)"라는 용어 대신 "라인들의 격자(grating of lines)"라는 용어를 사용한다. 본 발명에서는, 이들 두 용어들은 동일한 것으로 간주된다.
문헌에서는 일반적으로, 라인 격자들은 투명한(또는 백색인) 부분(도 2)이 전체 폭의 절반, 즉 τ/T=1/2의 비율을 가진 평행한 선들의 세트가다. 본 발명에서는 드러내는 층으로 사용된 라인 격자들에 대해, 투명한 부분(개구)의 상대적인 폭이 일반적으로 1/2보다 작은 값, 예컨대 1/3, 1/5, 1/8 또는 1/10이다. 라인 격자가 실린더형 마이크로 렌즈들 또는 실린더형 마이크로렌즈들로서 작용하는 회절 장치들과 같은 광학 장치에 의해 구현될 경우, 심지어 더 작은 상대적인 샘플링 폭이 선택될 수 있다.
본 발명에서, 베이스 밴드들과 라인 격자들은 직선이라고, 즉 각각 직선의 밴드들과 직선의 라인들로 형성된다고 가정하거나, 또는 곡선이라고, 즉 각각 굽은 밴드들과 굽은 라인들로 형성된다고 가정한다. 더욱이, 라인들의 격자는 연속적인 라인들로 만들어질 필요가 없다. 노출 라인 격자는 끊긴 라인들로 만들어질 수 있 으며 여전히 밴드 모아레 패턴들을 만들어낼 수 있다.
"인쇄"라는 용어는 기판 상에 잉크를 위치시키는 것과 같은 전통적인 인쇄 처리에 한정되지 않는다. 이하에서는, 그것은 더 넓은 개념을 가지며, 기판 상에 패턴을 만드는 것 또는 잠재적인 이미지를 전달하는 것을 허용하는 어떤 처리라도 포함하는데, 예컨대 조각(판화), 포토리소그래피, 감광성 미디어의 노광, 식각, 천공, 돋을새김, 열가소성(熱可塑性) 기록, 박(箔) 전이(轉移), 잉크젯, 안료 승화 등이다.
직선 밴드 격자 모아레의 기하학(The geometry of straight band grating moires)
도 8에 주어진 예는 베이스 밴드 주기 T1을 가진 베이스 밴드층(71)과 라인 주기 T2를 가진 드러내는 층 라인 격자(72)의 중첩이 베이스 밴드들에 위치한 패턴들(삼각형들)의 변환 예인 밴드 모아레 패턴들(73)을 만드는 것을 보여주는데, 그 변환은 확대를 포함한다. 노출 라인 격자가 베이스 밴드 주기 T1보다 더 긴 주기 T2를 갖기 때문에, 베이스 밴드들(74) 내에서 연속적으로 서로 다른 상대 위치에 베이스 밴드 삼각형들의 서로 다른 사례들을 샘플링한다.
도 8은 모아레 패턴들이 본 구현예에서 베이스 밴드층의 베이스 밴드들(82, 83, ...)의 각 반복 내에 위치한 본래의 베이스 밴드 패턴들(81)의 변환인 것을 도 시한다. 각 밴드들 내에 배치된 패턴들은 반복적일 필요가 없다. 하나의 베이스 밴드 예(81)는 비 반복적인 패턴들을 편입시킨다. 일반적인 경우, 베이스 밴드 패턴들의 변환(확대를 포함)인 모아레 패턴들을 만들기 위해, 연속적인 베이스 밴드들에 편입된 패턴들은 유사해야만 한다.
순수하게 기하학적 고려만에 의해, 본래의 패턴들(본래의 베이스 밴드 공간)을 편입시킨 각각의 밴드들(B0, B1, B2,...)과 모아레가 나타나는 x-y 공간(모아레 공간) 사이의 변환을 도출해낼 수 있다. 이 목적을 위해, 도 9에 도시된 기하학적 배열을 고려하라.
밴드 격자 B0, B1, B2,...의 각 개개의 밴드 Bi는 주기 T1의 하나의 밴드로 주어진다. 일반화에 대한 상실 없이 설명을 위해 베이스 밴드들은 수평이라고, 즉 그들의 경계가 x축에 평행하다고 가정한다.
본 기하학적 설명을 위해, 연속적인 수평의 밴드들 B0, B1, B2,...가 베이스 밴드 B0의 단순히 이동된 반복이라고 가정한다. 본 케이스에서(도 9), 그 이동은 밴드 오리엔테이션에 수직이며 대응하는 이동 벡터는 (0,T1)이다.
드러내는 층은 하나의 라인들의 격자(폭이 무한히 작아지면 임펄스라고 불린 다. 알 엔 브레이스웰(R. N. Bracewell)의 2차원 이미지화, 프렌티스 힐, 1995, 120-122, 125-127 페이지를 참조하라)로 만들어진다. 하나의 라인들 L0, L1, L2,...는 그들의 라인 방정식에 의해 정의된다.
y=(tanθ)x+k*(T2/cosθ)
여기서 k는 라인 Lk의 인덱스를 부여하는 지수이다. 이 라인들은 tanθ의 기울기를 갖는데, 여기서 θ는 이 라인들과 베이스 라인 격자 사이의 각도이다. x-y 좌표계의 원점이 밴드 B0의 하측 경계와 라인 임펄스 L0 사이의 교차점에 있다고 가정하는데(도 9), 이는 일반성을 손상시키지 않는다.
도 10은 노출 라인 격자의 연속적인 라인들 L0, L1, L2,...이 베이스층의 평행사변형 P0' 내에서 서로 다른 밴드들 B0, B1, B2,...를 샘플링하는 것을 도시한다. 수직의 밴드들은 밴드 B0의 반복이기 때문에, 노출 라인 격자는 동일한 베이스 밴드 패턴들의 서로 다른(반복된) 사례들을 샘플링한다.
베이스 격자 밴드 B0와의 라인들 L0및 L1의 교차에 의해 정의되는 평행사변형 P0를 고려하자(도 10).
밴드 B1과 교차하는 라인 L1의 라인 선분 l01은 동일한 공간을 밴드 B0에서의 그것의 이동된 버전인 l01'으로서 샘플링한다. 밴드 B2와 교차하는 라인 L2의 라인 선분 l02는 동일한 공간을 밴드 B0에서의 그것의 이동된 버전인 l02'으로서 샘플링하는 등등이다.
따라서, 밴드 Bj와 교차하는 라인 Lj의 라인 선분 l0j은 동일한 공간을 밴드 B0에서의 그것의 이동된 버전인 l0j'으로서 샘플링한다. 이는 평행사변형 P0'과 밴드 B0 내에 위치한 평행사변형 P0 사이의 선형 맵핑을 입증한다.
유사하게, 도 11에 도시된 것과 같이, 평행사변형 P-1과 평행사변형 P-1' 사이, 평행사변형 P0과 평행사변형 P0' 사이, 평행사변형 P1과 평행사변형 P1' 사이 등에 선형 맵핑이 존재한다. 밴드 B0를 만드는 평행사변형들은 밴드 B0'을 만드는 평행사변형들로 맵핑된다. 유사한 방식으로, 밴드 B1을 구성하는 평행사변형들 Qi는 밴드 B1'을 만드는 평행사변형들 Qi'으로 맵핑되며, 다른 모든 밴드들에서도 동일하다.
이는 베이스 라인 격자를 구성하는 x-y 평면으로부터 모아레를 구성하는 xm-ym 평면으로의 선형 맵핑(이하에서는 맵핑이라 한다)을 입증한다. 하기 수학식 2의 변환의 파리미터들 a, b, c, d는 고정된 점의 맵핑 (λ,T1)->(λ,T1)과 점의 맵핑 (xi,0)->(xi,T1)을 실시함에 의해 얻어진다(도 10 참조).
Figure 112005019813371-pct00001
이 파라미터들은 λ=T1/tanθ일 때 하기 수학식 3과 같이 주어진다.
a=1 , b=0 , c=T1/x i , d=(x i -λ)/x i
xi는 L1과 밴드 B0의 상부 경계의 교차점의 x좌표, 즉 xi는 하기 수학식 4로 주어진다.
y=(tanθ)x+(T2/cosθ)
y=T1
x에 대해 풀면 다음과 같은 결과가 된다.
x i =(T1/tanθ)-(T2/sinθ), 여기서 θ<>0
밴드들 B1, B2,...가 밴드 B0의 이동된 반복임을 상기하라. 따라서, 모아레 밴드들 B1', B2',...(도 11) 또한 모아레 밴드 B0'의 반복이다. 도 9를 참조하면, 평행사변형 P0는 모아레 밴드 B0'에서의 평행사변형 P0'으로 맵핑되며, 동시에 모아레 밴드 B-1'에서의 평행사변형 P0''으로 맵핑된다. 따라서, 모아레 밴드 B0'은 모아레 밴드 B-1'에 대해 하기 수학식 10에 따라 (0,h)만큼 이동되어 있다.
Figure 112005019813371-pct00002
선형 맵핑 특성 때문에, 그 상부에 드러내는 층이 적용된, 반복된 개개의 밴드들 내에 위치한 작은 시각적으로 중요한 패턴들은, 밴드 모아레 패턴들로서 전단되고 확대되며 혹은 반영된 그들의 본래의 패턴들을 산출한다.
이론상으로, 드러내는 층이 라인 임펄스들인 라인들로 만들어질 경우, 밴드 모아레 이미지는 개개의 밴드들 내에 위치한 패턴들의 샘플링되고 변환된 버전이다. 그러나, 실제의 응용에서, 라인들의 격자는 개구 τ/T1을 가진 렉트(rect) 함수이다([아미드로르00], 21페이지). 드러내는 층으로 사용된 그러한 라인들의 격자 는 개개의 베이스 밴드들 내에 위치한 본래의 패턴들의 변환된 저대역(low pass) 버전인 모아레 패턴들을 만든다.
하나의 밴드 BI의 내용을 그것의 이전 밴드 Bi-1에 대해 s1 값만큼 살짝 이동시킬 수 있다. 이것은 l01'의 위치를 s1만큼 수평으로 이동시키며 l01'의 위치를 2*s1만큼 수평으로 이동시키는 등의 효과를 갖는다. 이것은 상술한 것과 유사한 접근을 따라 계산될 수 있는 파라미터들을 갖는 다른 선형 맵핑을 낳는다.
드러내는 층을 회전시킬 때, 각도 θ를 수정하게 되고 그에 따라 선형 변환이 변한다. 드러내는 층을 이동시킬 때, 단지 좌표계의 원점을 수정하게 된다. 이동에 이르기까지, 모아레 패턴은 동일하게 남아있는다.
밴드 격자(베이스층)와 드러내는 층이 동일한 오리엔테이션을 갖는 θ=0의 특별한 경우(그리고 연속적인 수평의 밴드들 사이에는 이동이 없다고, 즉 s1=0이라고 가정한다), 모아레 패턴들은 반복된 베이스 밴드들에 구현된 패턴의 수직으로 크기가 조정된 버전일 뿐인데, 여기서 그 수직의 크기 조정 인자는 T2/(T2 mod T1)이다. 단순한 대수학 및 삼각법 조작을 통해, θ=0이고 T1<T2<2*T1일 경우, 수학식 3에서의 파라미터들은 c=0이고 d=T2/(T2-T1)임을 용이하게 입증할 수 있다.
도 13은 수직 방향의 크기 조정 예를 도시한다. 도 13의 130은 주기 T1을 갖고 수직으로 축소된 문자 "P"를 편입시킨 연속적인 베이스 밴드들을 도시한다. 본 예에서, 드러내는 층의 주기 T2는 수정되어 있다. 세 경우가 고려될 수 있다. 비율 T2/T1이 1보다 작을 때, 모아레 패턴들은 반영되고 크기가 조정된 베이스 밴드 패턴들이다. 도 13의 131에서, 비율 T2a/T1은 0.95이다. 따라서 크기 조정 인자 d=1/(1-T1/T2)는 1/(1-1/0.95)=-19이다. 모아레 패턴들(132)은 베이스 밴드 패턴들(d<0)의 반영된 이미지이다. T1=T2일 때(133), 드러내는 층은 각 베이스 밴드의 동일한 부분을 정확하게 드러내며 크기 조정 인자는 무한대이다. 비율 T2/T1이 1보다 클 때, 모아레 패턴들은 크기가 조정된 베이스 밴드 패턴들이다. 도 13의 134에서, 비율 T2c/T1은 1.05이다. 따라서 d의 크기 조정 인자는 20이다. 모아레 패턴들(135)은 인자 20에 의해 크기 조정된 베이스 밴드 패턴들이다.
1보다 작은 비율의 T2/T1, 즉 T2<T1일 때(도 13의 136), 베이스 밴드 패턴들은 드러내는 층의 모아레 노출 라인들에 의해 샘플링되며 그들의 대응하는 드러난 모아레 패턴들은 따라서 더욱 정확하다. 이 경우, 반영된 베이스 밴드 패턴들을 만들 수 있다. 반영된 베이스 밴드 패턴들은 인지하기가 더욱 어려우며 그러므로 더욱 용이하게 감춰질 수 있다("결합된 복합 오리엔테이션 밴드 모아레" 단락을 보라).
밴드 패턴들의 발생(Generation of band patterns)
도 9는 베이시스층을 밴드 격자 B0, B1, B2,...로 편입시키며, 드러내는 층을 노출 라인 격자 L0, L1, L2,...로 편입시킨다. 베이스 밴드들 B1, ..., B6 상부에 반복된 평행사변형 P0는 모아레 평행사변형 P0'을 만든다. 베이스 밴드들 B-1, ..., B-6 상부에 평행사변형 P0을 반복시키는 것은 모아레 평행사변형 P0''을 만든다. 유사하게, 베이스 밴드들 B1, ..., B6 상부에 평행사변형 P1을 반복시키는 것은 모아레 평행사변형 P1'을 만들며, 베이스 밴드들 B-1, ..., B-6 상부에 평행사변형 P1을 반복시키는 것은 모아레 평행사변형 P0''을 만든다. 베이스 밴드 B0의 연속적인 평행사변형들은 연속적인 모아레 평행사변형들을 덮는다.
밴드 패턴들로부터 모아레 패턴들로의 순방향 변환이 알려져 있기 때문에, 수학식 2의 매트릭스의 역 매트리스는 모아레 패턴들로부터 밴드 패턴들로의 역 변환을 설명하게 된다. 역변환을 위해 하기 수학식 7이 얻어진다.
Figure 112005019813371-pct00003
파라미터들은 p=1, q=0, r=T1/(λ-x i ) 및 s=x i /(x i -λ)이다.
역변환은, 드러내는 층으로 상부가 덮일 때 베이스층과 드러내는 층 사이의 주어진 각도에서 소망된 모아레 패턴들을 만들 베이스 밴드들 내에서 생성될 패턴들을 고안하는데 유용할 수 있다.
베이스 밴드 평행사변형 Pi가 모아레 밴드 평행사변형 Pi' 및 Pi''으로 맵핑된다는 것을 알고 있으므로, 베이스층과 드러내는 층을 한정하기 위해, 모아레 밴드들 내에서 눈에 보이게 될 모아레 패턴들을 한정할 필요가 있다. 밴드 모아레 패턴들 및 그것들에 대응하는 베이스 밴드 패턴들의 배치는 베이스 밴드 주기 T1, 노출 라인 격자 주기 T2 및 바람직한 각도 θ의 선택에 영향을 준다. 주기 T1 및 T2가 작은 퍼센트만큼(예컨대 5% 내지 10%)만 변할 때 좋은 결과가 나온다. 각도 θ는 작아야 하며, 일반적으로 30°이하이다.
이중 레벨(bi-level)을 가진 베이스 밴드 패턴들은 어도비 일러스트레이터(Adobe Illustrator) 또는 어도비 포토샵(Adobe Photoshop)과 같은 표준적인 소프트웨어에 의해 용이하게 만들어질 수 있다. 베이스 밴드 패턴들 역시 소망된 반복적인 또는 비 반복적인 패턴들을 편입시킨 스캔되고 혹은 편집된 비트맵들을 편입시킬 수 있다.
가변적인 강도의 베이스 밴드 패턴들은 각 베이스 밴드 내에 흑백 또는 칼라 인 디더링된 이미지를 삽입함에 의해 만들어질 수 있다. 결과적인 모아레 패턴들도 역시 흑백 또는 칼라인 가변적인 강도의 이미지가 될 것이다.
도 12a, 12b 및 12c는 소망된 비자명한 모아레 패턴 이미지가 정의되고 노출 라인 격자의 바람직한 오리엔테이션이 선택되었을 때의 베이스 밴드 패턴들의 배치를 도시한다. 도 9에 따르면, 모아레 평행사변형들 Pi'(도 12a에서 121)은 베이스 밴드 평행사변형들 Pi(도 12b에서 122)로 맵핑된다. 수학식 2에서 주어진 순방향 변환은 베이스 밴드 평행사변형들(도 12b)의 모아레 이미지 공간에서의 모아레 밴드 평행사변형들(도 12a)로의 맵핑을 설명한다. 도 12c는 도 12b에 도시된 베이스 밴드의 반복으로 이루어진 베이스층의 부분을 도시한다.
소망된 밴드 모아레 패턴 이미지(도 12a)를 만들어낼 수 있는 베이스 밴드를 만들기 위해, 베이스 밴드 이미지(바이트맵 또는 비트맵)는 스캔라인별로 및 픽셀별로 자세히 관찰된다. 각각의 픽셀에서, 현재의 베이스 밴드 평행사변형 Pi(예컨대 122) 및 모아레 밴드 평행사변형 Pi'(예컨대 121)은 동일할 것이다. 순방향 변환에 따라, 이웃하는 픽셀들 사이의 보간(補間, interpolation)에 의해, 대응하는 모아레 평행사변형 Pi'에서의 대응하는 픽셀이 위치하게 되고 그 강도가 얻어진다. 그 강도는 현재의 베이스 밴드 픽셀 강도에 해당한다. 이 알고리즘은 하나의 단일한 베이스 밴드(도 12b)를 만들게 된다. 베이스 밴드를 수직으로 반복시킴으로써, 베이스 밴드 격자(도 12c)를 만들게 된다.
수학식 2에 따라 계산된 모아레 밴드 이미지에서의 변위 벡터를 베이스 밴드에서의 단위 수평 픽셀 변위에 관련시킴으로써 그 알고리즘을 최적화할 수 있다. 수평하게 베이스 밴드를 스캔하는 것은 모아레 밴드 이미지(도 12a)에서 계산된 변위 벡터에 따른 기울어진 스캔에 대응한다. 높이 h로 주어진 모아레 밴드 이미지의 수직 경계들 중 하나에 도달한 후, 그 다음 위치는 밴드 모아레 평행사변형들의 높이 h를 법(modulo)으로 하여 현재의 위치와 같다(h의 계산을 위해서는 수학식 6을 보라).
도 12a는 만들어진 모아레 패턴들의 오직 하나의 사례만을 도시하고 있다. 수직으로 반복된 많은 베이스 밴드들로, 도 12a에 도시된 모아레 패턴의 몇몇 사례들을 수직으로 얻는다. 모아레 패턴의 옆으로의 반복을 얻기 위해서는, 도 12b에 도시된 베이스 밴드 패턴은 베이스 밴드들을 따라 수평으로 반복될 필요가 있다. 그러나, 도 12a에 도시된 모아레 패턴의 좌측 및 우측 상에 서로 다른 모아레 패턴들을 선택할 수도 있다. 이는 대응하는 서로 다른 베이스 밴드 패턴들이 도 12b에 도시된 패턴의 좌측 및 우측 상에 삽입될 필요가 있다는 것을 의미한다.
위조 시도에 대한 강력한 보안을 제공하고 동시에 아름다운 보안 서류들을 제공하기 위하여, 베이스층의 각각의 밴드 내에 맞게 만들어진 특정한 미세구조 패턴을 가진 서류 상부에 정확하게 배열된 전체적인 이미지(그레이스케일 또는 칼라)를 하프톤으로 만들 수 있다. 이 목적을 위해, 발명자들이 알 디 허취(R. D. Hersch), 이 폴러(E. Forler), 비 위투어(B. Wittwer), 피 엠멜(P. Emmel)인 미국 특허출원 제 09/902,227호의 미세구조에 의해 보호된 이미지들 및 보안 서류들에 개시된 방법을 이용할 수 있다. 이 발명은 전체적인 이미지가 합성되는 미세구조 패턴들을 합성하는 방법을 개시하고 있다. 소망된 미세구조 패턴들의 비트맵 표현을 가지고, 그 방법은 미세구조 패턴들을 편입시킨 복잡한 디더 매트릭스를 만들어낸다. 디더 매트릭스는 그 후 전체적인 이미지를 디더링시키고 베이스층을 만드는데 사용된다. 결과적인 디더된 이미지에서, 그러한 디더 매트릭스는 전체적인 이미지 내에서 대응하는 국지적인 강도에 따라 개개의 미세구조 패턴들의 두께를 수정하는 효과를 갖는다.
그러나 미세구조 패턴들을 편입시킨 디더 매트릭스들은 다른 수단에 의해 합성될 수 있다. 올레그 베리오프카(Oleg Veryovka) 및 존 부쉬아난(John Buchanan)은 컴퓨터 그래픽 포럼 제 19권 제 1호 페이지 51-64의 "텍스처 기반의 디더 매트릭스들"이라는 논문에서, 임의의 그레이스케일 텍스처 또는 그레이스케일 이미지로부터 디더 매트릭스를 만드는 방법을 보여주고 있다. 그들은 디더 문턱 레벨들의 균일한 분포를 확실하게 하기 위해 히스토그램 평형(histogram equilibration)을 적용한다. 비트맵 패턴들 상에 저대역 필터를 단순하게 적용함에 의해 비트맵 패턴들로부터 그레이스케일 이미지를 얻을 수 있다. 그 결과는 미국 특허출원 제 09/902,227호에서 제시된 방법보다 더 낮은 품질을 갖지만, 단순한 패턴들에 대해서는 효과가 있다.
소망된 베이스 밴드 패턴들을 편입시킨 디더 매트릭스를 만들기 위한 다른 방법은 재현될 이미지 국부 강도에 따라 각각의 패턴(전경(前景, foreground))의 강도를 수정하거나 패턴 배경의 강도를 수정하는 디더 매트릭스를 만드는데 있다. 그러한 디더 매트릭스를 만들기 위해, 베이스 밴드 패턴들을 마스크로 간주하고, 표준적인 디더 매트릭스, 예컨대 작은 밀집된 도트들을 만드는 디더 매트릭스의 값들을 변경시킨다(에이치 알 캉(H. R. Kang), 디지털 칼라 하프톤잉, 스피에(SPIE) 출판사, 1999, 페이지 214-225 참조). 디더 값들의 전 범위의 한 구획(예컨대 절반)의 제 1 부분 내에 맞도록 베이스 밴드 패턴 마스크 내에서 초기 디더 값들을 크기를 조정하고 혹은 이동시킬 수 있으며, 디더 값들의 전 범위의 한 구획(예컨대 절반)의 제 2 부분 내에 맞도록 마스크 바깥에서 디더 값들을 크기를 조정하고 혹은 이동시킬 수 있다. 베이스 밴드 패턴들을 편입시킨 그러한 수정된 디더 매트릭스가 도 14의 144에 도시되어 있다. 전체적인 이미지의 대응하는 디더된 베이스 밴드 부분은 도 14의 146에 도시되어 있다. 어두운 색조에서, 패턴은 흑색이고 패턴 배경은 어둡다. 중간 색조에서, 패턴은 흑색에 가까우며 패턴 배경은 백색에 가깝다. 디더값들의 전 범위의 한 구획은 패턴(전경) 및 그것에 대응하는 패턴 배경의 상대적인 표면에 비례할 수 있다.
결과의 도시로서, 도 14의 141은 전체적인 이미지를 보여주며, 142는 미세구조 패턴들을 편입시킨 비트맵을 나타낸다. 144는 단일한 베이스 밴드 내에 맞춰지고 베이스 밴드 패턴들(미세구조)을 편입시킨 수정된 디더 매트릭스의 확대를 도시한다. 145는 결과적인 디더된 베이스 밴드층을 도시한다. 베이스층은 디더된 전체적인 이미지이며 그것의 베이스 밴드들은 미세구조 패턴들을 편입시킨다. 디더링 공정은 각 개개의 베이스 밴드 내에 미세구조 패턴들을 만든다. 본 케이스에서, 베이스 밴드들은 패턴들의 강도 또는 그들의 배경의 강도에 의해 서로 다르다. 두께 수정(미국 특허출원 제 09/902,227호에 따라, 상기를 참조하라) 및 패턴들 전경의 수정을 각각 배경 강도 값들과 결합시킨 디더 매트릭스도 만들 수 있다.
유럽 특허출원 제 99 114 740.6호(발명자 알 디 허취(R. D. Hersch), 엔 루다츠(N. Rudaz)에 의해 1999년 7월 28일에 출원되었으며 양수인은 오렐-퍼슬리(Orell-Fussli) 및 이피에프엘(EPFL))와 알 디 허취(R. D. Hersch) 및 엔 루다츠(N. Rudaz)에 의한 광학 보안 및 위조 지연 기술 컨퍼런스 IV, 2002, 스피에(SPIE) 제 4677권, 페이지 101-109의 단지 주목할만하 미세구조를 가진 신원 서류에서 개시된 칼라 차이 방법에 의해 전체적인 이미지 내에서의 기초적인 밴드들에서의 칼라 패턴들도 만들 수 있다.
곡선 밴드 모아레(Curvilinear band moires)
주기적인 밴드 모아레 패턴들에 더하여, 흥미로운 곡선 밴드 모아레 패턴들도 만들 수 있다. 기하학적으로 변환된 주기적 구조들[아미드로르98]의 푸리에 분석으로부터, 두 개의 기하학적으로 변환된 주기적 층들의 중첩에서의 모아레는 본래의 주기적 층들 사이에서 형성된 모아레의 기하학적 변환이라는 것이 알려져 있다.
곡선 밴드 모아레 패턴들을 설명하기 위해, [아미드로르98]에 따라 곡선 라인 격자 r l (x,y)와 그것의 대응하는 본래의 주기적 라인 격자 p l (x'), 즉 r l (x,y)=p(g(x,y)) 사이의 기하학적 변환 g l (x,y)를 생각하자. p(x')의 푸리에 시리즈 분해에서와 같이 동일한 계수 c m 을 유지한다면, 하기 수학식 8이 된다.
Figure 112005019813371-pct00004
또한, 노출 곡선 라인 격자 r l (x,y)와 그것의 대응하는 본래의 주기적 노출 라인 격자 p 2 (x') 사이의 기하학적 변환 g 2 (x,y)를 생각하자.
Figure 112005019813371-pct00005
계수들 c m 및 c n 은 각각 본래의 주기적 직선 라인 격자 p l (x')과 노출 주기적 직선 라인 격자 p 2 (x')의 푸리에 시리즈 전개의 계수들이다.
그 후, 곡선의 라인 격자 r l (x,y)와 곡선의 드러내는 층 r 2 (x,y) 사이의 중첩은 수학식 10과 같이 주어진다.
Figure 112005019813371-pct00006
나타나는 모아레들 m(x,y)는 수학식 8 내에서의 부분합에 의해, 즉 특정한 (m,n) 항들의 정수 배수들의 조합에 의해 주어진다. 그러한 조합들은 z*(k 1 ,k 2 ) 항들을 형성한다(z는 정수).
Figure 112005019813371-pct00007
(k 1 ,k 2 )의 각각의 조합은 서로 다른 모아레를 지정한다. 가장 눈에 잘 보이는 모아레들은 (k 1 ,k 2 )에 대해 낮은 값, 예컨대 (1,-1)을 가진 것들이다.
수학식 11은 곡선 라인 모아레 (k 1 ,k 2 )의 기하학을 한정한다. 변화하는 형상의 패턴을 편입시킨 곡선의 모아레 밴드들을 형성하기 위해, 곡선의 라인 격자를 그것의 대응하는 곡선 베이스 밴드층으로 대체했다. 이것은 본래의 반복적인 주기적인 라인 격자를 그것의 대응하는 주기적인 베이스 밴드층으로 대체하고 모아레 패턴들로서 드러날 패턴들을 밴드들에 생성시킴에 의해 이루어진다. 변환 g l (x,y)는 (예컨대 재샘플링에 의해)곡선의 베이스 밴드층을 만드는 것을 허용한다. 유사하게, 변환 g 2 (x,y)는 곡선의 노출 라인 격자를 만드는 것을 허용한다. 만일 드러내는 층으로서 직선의 라인 격자를 갖고싶다면, 변환 g 2 (x,y)는 생략할 수 있다.
도 15는 곡선 라인 격자에 의해 드러난 단어 "EPFL"을 편입시킨 곡선 베이스 밴드층의 예를 보여준다. 곡선 노출 격자뿐만 아니라 곡선 베이스 밴드층(x,y 공간)은 하기 수학식 12 및 13의 형태의 변환 x'=g x (x,y), y'=g y (x,y)에 의해 대응하는 직선 격자들(x',y' 공간)로부터 얻어진다.
x'=e x cosy
y'=e x siny
곡선의 베이스 밴드층 r 1 (x,y)을 만들기 위해, 곡선의 베이스 밴드층 공간은 스캔라인별로 및 픽셀별로 자세히 관찰된다. 각 픽셀에서, 본래의 공간에서 대응하는 위치 (x',y')=g l (x,y)가 발견되며 (이웃하는 픽셀들의 보간(補間)에 의해 얻어지는) 그것의 강도는 현재의 곡선의 베이스 밴드층 픽셀 r l (x,y)에 할당된다. 도 16은 대응하는 베이스 밴드층을 도시하며, 도 17은 투명 지지층 상에 사진 복사될 수 있는 노출 라인 격자를 도시한다. 도 15에 따라 곡선의 베이스 밴드층 상부에 노출 라인 격자를 위치시키고 곡선의 베이스 밴드층 상부에서 노출 라인 격자를 회전시키면, 모아레 형상의 변형뿐만 아니라 모아레 밴드의 회전 및 굽어짐을 관찰할 수 있다.
매력적인 곡선의 밴드 모아레를 만드는 베이스층 및 드러내는 층을 만들기 위해 수행되어야 하는 단계들은 다음과 같다:
1. 쥐 오스터(G. Oster), 모아레 패턴의 과학, 에드먼트 사이언티픽(Edmund Scientific), 1969년에 개시된 것들 또는 [아미드로르00, 353-360페이지]에 개시된 것들과 같은, 두 개의 곡선의 라인 격자들 사이 또는 하나의 곡선의 라인 격자와 직선 라인 격자 사이의 곡선 라인 모아레들의 예들을 조사한다.
2. 그 예들로부터 베이스 밴드층으로 곡선의 라인 격자 또는 그것의 부분과, 드러내는 층으로 곡선 또는 직선의 라인 격자를 선택한다. 곡선의 베이스층을 만드는 것을 허용하는 수학 함수를 결정한다.
3. 베이스층의 단일의 곡선 밴드들을 생각하고 직선의 밴드 격자의 베이스 밴드들과 이 곡선 밴드들 사이의 변환을 고안한다.
4. 본래의 인쇄 또는 이미지 전사 장치의 능력에 따라 변화하는 형상들, 강도들 및/또는 칼라들을 가진 패턴들을 직선의 밴드 격자 내에 만든다. 패턴들은 이중 레벨(bilevel)을 가진 이미지, 그레이스케일 이미지, 칼라 이미지 또는 디더 매트릭스일 수 있다.
5. 상기 패턴을 곡선의 베이스 밴드들로 맵핑하기 위해 곡선의 베이스 밴드들과 직선의 베이스 밴드 격자의 베이스 밴드들 사이의 변환을 이용한다. 디더 매트릭스의 경우, 곡선의 베이스 밴드 격자 공간 내에서의 위치를 위해 디더 매트릭스 내의 대응하는 위치에 관련된 디더 문턱 레벨을 얻기 위해 변환을 이용한다.
6. (곡선 또는 직선의) 노출 라인 격자를 가지고, 결과적인 모아레 이미지의 형상을 확인한다. 모아레 패턴들은 베이스 밴드 패턴들의 확대되고 변환된 사례이다. 그러나 베이스 밴드 패턴들과 모아레 패턴들 사이의 몇몇 변환들은 시각적으로 만족할만한 결과를 낳지만 다른 변환들은 시각적으로 불쾌한 결과를 낳을 것이다. 베이스층을 통제하는 파라미터들과, 드러내는 층을 통제하는 파라미터들과, 베이스 층 및 드러내는 층의 상대적인 위치 및 오리엔테이션을 변경시킴으로써 변환을 변경할 수 있으며, 따라서 결과적인 모아레 패턴 이미지를 변경할 수 있다. 목표는 서로 다른 주기들 및 오리엔테이션들을 편입시킨 베이스 밴드층을 가지고 좋은 시각적인 영향력과 높은 미적 품질을 가진 모아레 패턴 이미지를 만드는 것이다.
곡선의 밴드들과 직선의 밴드 격자의 밴드들 사이의 변환은 곡선 밴드 격자를 정의하는 상술한 함수 g1(x,y)에 의해 주어지거나, 만일 곡선의 베이스 밴드층이 별개의 구조, 예컨대 동심원들의 생성에 의해 형성된다면, 곡선의 베이스 밴드들과 직선의 밴드 격자 사이의 조금씩의 변환 맵핑을 발견할 수 있을 것이다. 도 18a는 v0', v1', v2', ...에 의해 범위가 정해진 직선의 베이스 밴드들의 세트과 v0, v1, v2에 의해 범위가 정해진 대응하는 원형의 베이스 밴드들(여기서는 고리 모양의 것들) 사이의 변환의 예를 도시한다. 경계들 vi', vi+1', uj', uj+1'에 의해 정의된 직사각형의 요소들(도 18a, 181)은 경계들 vi, vi+1, uj', uj+1에 의해 정의된 원형의 베이스 밴드 부분들(도 18b, 182)로 맵핑된다.
도 19 및 20은 곡선의 라인 격자로 만들어진 드러내는 층과 곡서의 베이스 밴드층에 의해 얻어지는 곡선의 모아레 패턴들의 다른 예들을 도시한다. 두 도면들은 동일한 베이스 밴드와 드러내는 층들을 갖고 있으나, 베이스 밴드와 드러내는 층의 중첩은 두 도면들 각각에서 서로 다르다. 두 도면들에서의 굽은 베이스 밴드 층과 굽은 노출 라인 격자는 다음과 같은 유형의 곡선 공간으로부터 직선 공간으로의 기하학적 변환 x'=g x (x,y), y'=g y (x,y)을 가지고 얻어진다.
Figure 112005019813371-pct00008
Figure 112005019813371-pct00009
Figure 112005019813371-pct00010
"EPFL" 패턴을 편입시킨 곡선의 베이스 밴드층(도 19b, 191)과 곡선의 노출 라인 격자(도 19b, 193)의 중첩에 의해 만들어진 곡선의 밴드 모아레 패턴들(도 19b, 194)이, 곡선의 베이스 라인 격자(도 19a, 192)와 곡선의 노출 라인 격자(도 19a, 193)의 중첩에 의해 만들어진 선행기술 모아레 줄무늬들(굽은 라인 모아레, 도 19a, 195)과 동일한 배치를 갖는 것을 관찰할 수 있다. 유사한 관찰이 도 20b에 대해서도 만들어지는데, 여기서 201은 베이스 밴드 패턴들을 나타내고 203은 드러내는 층을 나타내며 204는 드러난 밴드 모아레 패턴들을 나타낸다. 도 20a의 202는 대응하는 굽은 베이스 라인 격자를 나타내며, 도 20a의 205는 드러난 선행기술 라인 모아레를 나타낸다.
곡선의 베이스 밴드층과 곡선의 노출 라인 격자들을 만들기 위한 매우 많은 개수의 가능한 기하학적 변환들은 개개의 베이스층과 드러내는 층을 합성하는 것을 가능케 하는데, 이것들은 오직 특정한 쌍들로서만, 특정한 기하학적 조건들(상대적인 위치, 상대적인 오리엔테이션)에 따라 중첩될 경우 소망된 모아레 패턴들을 만들 수 있다. 더욱이, 베이스층의 기하학적 배치와 그것의 대응하는 드러내는 층의 기하학적 배치를 한정하는 파라미터들을 때때로 수정함에 의해 졸업증서, 입장권 또는 여행 서류와 같은 광범위하게 배포된 서류들의 보안을 강화하는 것이 가능하다.
기하학적 변환들은 다양한 유형의 보호 소자들을 제공하는 시각적으로 흥미를 끄는 곡선의 밴드 모아레 패턴들을 생성하는 것을 가능케 한다. 더욱이, 베이스 밴드층과 드러내는 층 모두 곡선이지만 결과적인 모아레 패턴들은 주기적인 특별한 경우도 개발될 수 잇다. [아미드로르98, 1107페이지]에 따르면, 변환 g 1 (x,y)를 주기적인 베이스층에 적용하고 변환 g 2 (x,y)를 노출 직선 라인 격자에 적용함에 의해 얻어지는 곡선의 베이스층으로 주기적인 모아레를 얻기 위한 조건은 좌표 변환 k 1 g 1 (x,y)+k 2 g 2 (x,y)가 밀접하게 결합돼야만 한다는 것, 즉 하기 수학식 17을 만족시킨다는 것이다.
k 1 g 1 (x,y) + k 2 g 2 (x,y) = ax + by + c
상술한 바와 같이, 계수들 k 1 및 k 2 의 정수배들은 주기적인 모아레를 만들어내는 각각 본래의 주기적 베이스층과 드러내는 층의 푸리에 성분들의 지수를 특정한다. 가장 강한 모아레 효과는 일반적으로 본래의 층의 제 1 성분(k l =1)의 배수들과 드러내는 층의 제 1 음의 성분(k 2 =-1)의 배수들을 가지고 만들어지기 때문에, 이 (1,-1) 모아레를 위해 수학식 17은 하기 수학식 18로 귀착된다.
g 1 (x,y) - g 2 (x,y) = ax + by + c
두 개의 주어진 곡선의 격자들의 중첩에서의 모아레 패턴들의 기하학적 배치도 또한 케이 패토르스키(K. Patorski)에 의한 1993년 엘세비어(Elsevier) 14-21 페이지의 모아레 줄무늬 기술에 설명된 동일한 방법과 [아미드로르00]의 353-360 페이지에 요약된 동일한 방법에 따라 계산될 수 있다. 동일한 방법은 곡선의 모아레 패턴들이 있는 모아레 밴드들의 중심라인들 또는 경계들의 방정식을 제공한다.
멀티색채의 베이스 밴드 패턴들(Multichromatic base band patterns)
본 발명은 단색의 경우에만 한정되는 것은 아니다. 베이스층의 밴드들에 위치한 패턴들을 만들기 위해 서로 다른 칼라들의 사용으로부터 많은 이득을 얻을 수 있다.
표준적인 멀티색채 인쇄 기술들에서와 동일한 방법으로 채색된 밴드를 만들 수 있는데, 하프톤잉에 의해 풀 칼라 이미지를 만들기 위해 서로 다른 칼라들(일반적으로 청록색, 마그네타색, 황색 및 흑색)의 몇몇(일반적으로 셋 또는 넷의) 하프톤된 층들이 중첩된다. 예컨대 본 발명에 따라 이 하프톤된 층들 중 하나가 베이스층으로 사용되면, 흑백 노출 라인 격자에 의해 생성될 밴드 모아레 패턴들은 이 베이스층의 색에 매우 근접할 것이다. 만일 본 발명에 따라 몇몇 서로 다른 칼라의 층들이 베이스 밴드 패턴으로 사용되면, 그것들의 각각은 무색의 노출 라인 격자와 함께 당해 베이스 밴드 패턴의 칼라에 근접한 밴드 모아레 패턴을 만들어낼 것이다.
본 발명에서 채색된 밴드들을 사용하는 다른 가능한 방법은 개개의 밴드가 서로 다른 칼라의 부요소(sub-element)들을 구비한 패턴들로 이루어진 베이스층을 사용하는 것이다. 나란히 인쇄된 서로 다른 칼라들의 부요소들을 가진 칼라 이미지들은 2000년 1월 4일에 출원된 미국 특허출원 제 09/477,544호(오스트로모우코프(Ostromoukhov), 허취(Hersch))와 브이 오스트로모우코프(V. Ostromoukhov)와 알 디 허취(R. D. Hersch)에 의한 1999년 시그라프(SIGGRAPH) 연례 컨퍼런스 425-432페이지의 "멀티칼라와 예술적인 디더링" 논문에서 설명된 멀티칼라 디더링 방법에 따라 만들어질 수 있다. 위조방지 수단으로서의 이 방법의 중요한 장점은, 멀티 패 스 칼라 인쇄에서의 서로 다른 칼라들 사이에서 요구되는 고 정밀 때문에, 패턴들의 나란히 놓인 부요소들을 완벽하게 인쇄하는 것이 극도로 어렵다는 것으로부터 얻어진다. 은행권과 같은 보안 서류들을 인쇄하는데 사용되는 최고성능의 보안 인쇄 장치만이 서로 다른 칼라들의 정렬(이하에서는 맞춰찍기(registration)라 한다)에 요구되는 정밀도를 줄 수 있다. 낮은 성능의 장치로 서류를 위조할 때 비할 수 없는 맞춰찍기 오류들은 베이스층 요소들의 서로 다른 칼라의 부요소들 사이의 작은 이동을 유발할 것이며, 그러한 맞춰찍기 오류들은 밴드 모아레에 의해 크게 확대될 것이고, 그것들은 노출 라인 격자층에 의해 얻어지는 모아레 패턴들의 형태와 칼라들을 심각하게 손상시킬 것이다.
미세구조 패턴들에 의한 서류 보호는 흑백 또는 표준적인 칼라 잉크들(청록색, 마그네타색, 황색 및 혹은 흑색)로 인쇄된 서류들에 국한되지 않는다. 계속중인 미국 특허출원 제 09/477,544호(2000년 1월 4일에 출원된 발명자 브이 오스트로모우코프(V. Ostromoukhov)와 알 디 허취(R. D. Hersch)에 의한 멀티 칼라 디더링에 의해 디지털 하프톤 이미지들을 만들기 위한 방법 및 장치)에 따르면, 멀티칼라 디더링으로 베이스층의 밴드들 내에 패턴들을 만들기 위해 비표준적인 칼라 잉크들, 금속빛 잉크들, 형광 또는 진주빛 잉크들(가변하는 칼라 잉크들)과 같은 특별한 잉크들을 사용하는 것이 가능하다. 예컨대 금속빛 잉크들의 경우, 특정한 시야각에서 바라봤을 때에는 모아레 패턴들은 통상의 잉크로 인쇄된 것으로 보이고 다른 시야각(반사하는 관찰 각도)에서 바라봤을 때에는 거울 같은 반사 때문에 그것 들은 더욱 강하게 나타난다. 모아레 패턴들의 외관의 유사한 변화는 진주빛 잉크로도 달성될 수 있다. 모아레 패턴들의 외관의 그러한 변화들은 본래의 서류가 스캔되고 복사되거나 사진 복사되었을 때는 완전히 사라진다.
멀티채색 케이스의 다른 장점은 비표준적인 잉크들이 베이스층의 밴드들에서의 패턴을 만드는데 사용되었을 때 얻어진다. 비표준적인 잉크들은 때때로 칼라가 표준적인 마그네타색색, 마그네타색 및 황색 잉크의 전 영역 이외에 위치해 있는 잉크들이다. 베이스층의 밴드들에 위치하고 비표준적인 잉크들로 인쇄된 칼라 패턴들의 높은 주파수 때문에, 표준적인 마그네타색색, 마그네타색, 황색 및 흑색 복사 시스템들은 본래의 칼라를 하프톤시키지 않으면 안되며 그에 의해 본래의 칼라 패턴들을 손상시킨다. 베이스층의 밴드들 내에서의 패턴들의 손상 때문에, 드러내는 층은 본래의 밴드 모아레 패턴들을 만들 수 없을 것이다. 이것은 위조에 대한 부가적인 보호를 제공한다.
표준적인 또는 비표준적인 칼라 잉크들(표준적인 또는 비표준적인 칼라 분리)을 이용하여 칼라 이미지들을 인쇄하기 위한 한 가능한 방법은 2000년 4월 1일에 출원된 미국 특허출원 제 09/477,544호(오스트로모우코프(Ostromoukhov), 허취(Hersch))와, 브이 오스트로모우코프(V. Ostromoukhov)와 알 디 허취(R. D. Hersch)에 의한 1999년 시그라프(SIGGRAPH) 연례 회의 425-232페이지의 "멀티칼라와 예술적인 디더링" 논문에 설명되어 있다. "멀리칼라 디더링"이라 불리는 이 방 법은 상술한 바와 같이 표준적인 디더링에 유사한 디더 매트릭스들을 이용하며, 베이스층의 각 픽셀(하프톤된 이미지)에 그것의 칼라, 즉 잉크, 잉크 조합 또는 그 픽셀에 할당될 배경 칼라를 선택하기 위한 수단을 제공한다. 곡선의 베이스층의 경우, 대응하는 직선의 베이스 밴드층 내의 패턴들은 미세구조 패턴들을 편입시킨 디더 매트릭스에 의해 주어질 것이다. 곡선의 베이스 밴드 격자 공간 내에서의 위치들 (x,y)에 대해 디더 매트릭스 내에서의 대응하는 위치들 (x',y')에 관련된 디더 문턱 레벨들을 얻기 위해 기하학적 변환(x'=g x (x,y), y'=g y (x,y))이 사용된다. 상기 언급된 문헌에서 설명된 것과 같이, 멀티칼라 디더링 방법은 구조에 의해 기여하는 칼라들이 나란히 인쇄되는 것을 확실하게 한다. 따라서 이 방법은, 높은 맞춰찍기 정확도로부터 이익을 얻으며 비표준적인 잉크들로 인쇄를 할 수 있고 따라서 인쇄된 서류를 위조하기 매우 어렵게 하고 상술한 바와 같이 인증하기 용이하게 하는 하이엔드 인쇄 장치에 대해 이상적이다.
마스크 기반의 복합 밴드 모아레 패턴들(Mask based multiple band moire patterns)
다른 흥미로운 변형예가 일 베이스 밴드 오리엔테이션(도 21, 210)에 따라 표현될 베이스층의 영역과 다른 베이스 밴드 오리엔테이션(도 21, 211)에 따라 표현될 주위 영역을 마스크가 특정하게 하는 것에 있다. 그것의 오리엔테이션에 따 라, 노출 라인 격자는 마스크의 내측(212, 확대된 214) 또는 외측(213, 확대된 215)에서 밴드 모아레 패턴들을 드러낼 것이다. 많은 마스크들을 가짐으로써, 서로 다른 오리엔테이션 및/또는 주기들을 가진 많은 서로 다른 베이스 밴드 패턴들의 세트를 만들 수 있다. 나란히 또는 하나가 다른 것의 상부에 위치한 몇몇의 노출 라인 격자들로 드러내는 층을 만들 수 있는데, 그것에 의해 하나의 드러내는 층으로 복합 밴드 모아레 패턴들을 드러낼 수 있다.
그러한 가지각색의 베이스 밴드들은, 사진 복사 장치, 특히 칼라 사진 복사기가 작은 패턴들 또는 구조들(예컨대 비표준적인 칼라로 인쇄된 패턴들)을 그것들의 오리엔테이션에 따라 서로 다르게 복사하는 경향이 있기 때문에, 위조에 대항하는 훌륭한 보호를 제공한다. 그러므로, 드러난 모아레 패턴들은 어떤 방향에서는 드러나고 다른 방향에서는 사라진다.
결합한 복합 오리엔테이션 밴드 모아레 패턴들(Combined multiple orientation band moire patterns)
밴드 모아레 패턴들은 많은 서로 다른 베이스 밴드 패턴들을 샘플링함에 의해 형성되기 때문에, 이 베이스 밴드 패턴들은 부분적으로 단속되거나 또는 다른 패턴들과 겹쳐지도록 배포된다. 예컨대 다양한 칼라들 또는 강도들을 갖는 다른 겹쳐진 패턴들 내에 베이스 밴드 패턴들을 삽입할 수 있으며 여전히 소망된 밴드 모 아레 패턴들을 생성시킬 수 있다. 서류의 보안을 증진시키는 한 방법은 동일한 또는 혹은 서로 다른 오리엔테이션들 및/또는 주기들로 복합 밴드 패턴들을 중첩시키는 것이다. 도 22는 예로서 각각 서로 다른 오리엔테이션과 서로 다른 베이스 밴드 패턴을 갖는 세 개의 중첩된 베이스 밴드 격자들을 구비한 베이스층을 도시한다. 밴드 모아레 패턴들은 라인 격자에 의해 서로 다른 오리엔테이션(221, 222, 223)으로 드러난다. 더 많은 베이스 밴드 격자들이 베이스층에 편입되면, 베이스 밴드 격자들 내에 편입된 베이스 밴드 패턴들의 형상을 복구하는 것이 더 어려워질 것이라는 것을 알 수 있다.
개개의 중첩된 베이스 밴드층들이 칼라, 강도, 형상 주기 및 오리엔테이션들에 있어서 서로 다를 수 있기 때문에, 이 방법은 디자인을 매우 자유롭게 할 수 있도록 한다. 드러내는 층 역시 오리엔테이션 및 주기에 있어서 서로 다를 수 있다. 더욱이, 하나 또는 몇몇의 베이스 밴드층들과 혹은 그들의 드러내는 층들은 곡선일 수 있다. 그러면 다양한 레벨의 인증을 만들 수 있는데, 예컨대 몇몇 모아레 패턴들은 눈에 띄게 만들고 다른 모아레 패턴들(숨겨진 패턴들)은 눈에 보이지 않게 만드는 것에 의해 다양한 레벨의 인증을 만들 수 있다.
위상 기반의 멀티 패턴 모아레(Phase based multi-pattern moire)
결합한 복합 밴드 모아레 패턴들을 만드는 부가적인 매우 매력적인 가능성은 베이스 밴드층의 서로 다른 위상에 이미지화된 복합 얽힘 패턴으로 베이스 밴드들을 만드는 것에 있다. 서로 다른 패턴들은 예컨대 제 1 기본 형상과 제 2 기본 형상 사이에서 부드럽게 점진적으로 변화하는 형상을 나타낼 수 있다. 예컨대, 도 23은 231이 하나의 기본적인 형상을 나타내고 237이 제 2 기본적인 형상을 나타내며 형상들(233, 235)은 중간의 혼합된 형상들인 네 개의 베이스 패턴들(231, 233, 235, 237)을 도시한다. 이 네 개의 베이스 패턴들은 그것들의 각각의 베이스층들(232, 234, 246, 248) 내에서 수평으로 압축되고 수직으로 반영되고 표현되며 반복되어 있다. 대응하는 밴드 모아레 패턴들은 라인 격자(230)를 이 베이스층들에 중첩시킴에 의해 드러날 수 있다.
베이스층(이하에서는 멀티패턴 베이스층이라 한다) 내에 멀티 패턴을 편입시키는 방법을 설명한다. 도 24는 드러내는 층(2400)과 멀티패턴 베이스층(2405)의 수평으로 확대된 도면을 도시한다. 드러내는 층(2400)을 수평으로 이동시킬 때, 생성된 멀티패턴 모아레는 베이스층(2405) 내에서 얽힌 연속적인 베이스 패턴들(2406, 2407, 2408, 2409)의 확대되고 변화된 버전이다.
베이스층을 만들기 위해, 폭 T1의 베이스 밴드 패턴들(2406, 2407, 2408, 2409)을 k개 만들자. 드러내는 층의 주기 T2는 예컨대 선택된 패턴들의 개수 k에 따라 세분될 수 있다. 그 후, 제 1 베이스 밴드 패턴으로부터 베이스층(2401)으로 드러내는 층의 폭의 1/k의 제 1 부분을 복사하고, 그 후 제 2 베이스 밴드 패턴으 로부터 베이스층(2402)으로 드러내는 층의 폭의 1/k의 제 2 부분을 복사하며, 제 k 베이스 밴드 패턴으로부터 베이스층으로 드러내는 층의 폭의 1/k의 제 k 부분이 복사될 때까지 이것이 계속되도록 하여 베이스층이 형성된다. 이것은 폭 T2를 가진 제 1 베이스층 조각(2410)의 부분들(1, 2, 3, 4)을 만들어 낸다. 그 다음의 베이스층 조각(2411)은 베이스 밴드 패턴들의 연속적인 부분들의 복사들을 베이스층으로 추적함으로써 만들어진다. 베이스 밴드 패턴들로부터 추출된 조각들은 랩-어라운드(wrap-around), 즉 이들 패턴들은 마치 패턴 평면 내에서 수평으로 반복되는 것처럼 나타난다. 모든 다른 베이스층 조각들(2412, 2413 등)이 소망된 베이스층 폭이 채워질 때까지 만들어진다. 베이스층은 2405에 도시된 조각들로 만들어지며, 혹은 베이스층 상부에서 수직으로 반복된다. 이것은 복합 얽힘 패턴을 가진 베이스 밴드를 만든다.
도 25는 결과들의 예를 보여준다: 노출 라인 격자(250)를 가진 동일한 멀티패턴 베이스층을 가정하며, 노출 라인 격자의 상대적인 위치(위상)에 의존하여, 도 24의 베이스 밴드 패턴들(2406, 2407, 2408, 2409)에 또는 그 사이에 중간의 패턴들을 나타내는 모아레 패턴들(251, 252, 253, 254)을 생기게 한다. 따라서, 발생한 모아레 패턴들은 베이스층에 편입된 복합 얽힘 패턴들의 변환되고 혼합된 사례들을 포함한다.
도 26은 상술한 발명된 위상 기반의 멀티패턴 모아레 방법이, 라인 격자(즉, 미국 등록특허 제 5'396'559호(맥그류(McGrew))의 중첩에 의해 드러나는 삽입된 이미지들(잠재적인 이미지들)을 만드는 선행기술의 방법과 완전히 다르다는 것을 보여준다. 본 발명에서는, 멀티패턴 베이스층(261) 상부에 배치된 드러내는 층(도 26, 260)을 이동시키는 것이 모아레 패턴들을 산출하는데, 이 패턴들은 베이스층에 형성된 패턴들의 확대되고 변환된 사례들이다. 그러나 선행기술에서는, 드러난 패턴들은 베이스층을 형성하는 패턴과 동일한 사이즈를 갖는다. 선행기술의 베이스층(262)은 잠재적인 이미지 패턴들(263, 264, 265, 266)을 중첩시킴에 의해 형성된다. 노출 라인 격자(260)를 선행기술의 베이스층(262)의 상부에 중첩시킴으로써, 베이스층(262)에 존재하는 잠재적인 이미지가 드러난 패턴에서 확대되지 않는다는 것을 용이하게 증명할 수 있다. 더욱이, 드러내는 층을 베이스층 상부에서 수평으로 이동시키면, 본 발명은 부드럽게 이동하며 부드럽게 점진적으로 변화하는 모아레 패턴을 만들어 낸다. 이것은 설명된 선행 기술 방법과 다르다. 마지막으로, 드러내는 층을 살짝 회전시킬 때, 본 방법에 의 해 형성된 모아레 패턴들은 전단되지만 여전히 인지할 수 있는 상태로 남아 있으나, 반면 선행 기술에 의해 드러난 패턴은 순식간에 손상된다.
멀티패턴 모아레는, 멀티패턴 미세구조, 즉 서로 다른 위상으로 몇몇 베이스 밴드 패턴들을 가진 미세구조를 편입시킨 디더 매트릭스로 디더된 전체적인 이미지의 상부에 노출 라인 격자를 중첩시킴에 의해서도 생성될 수 있다. 그러한 멀티패턴 디더 매트릭스는 발명자들 알 디 허취(R. D. Hersch)와 이 폴러(E. Forler)와 비 윗춰(B. Wittwer)와 피 엠멜(P. Emmel)에 의한 미국 특허출원 제 09/902,227호의 미세구조들에 의해 보호되는 이미지 및 보안 서류들에서 설명된 방법에 따라, 또는 디더된 이미지로 베이스 밴드가 끼워넣어질 때와 동일한 방법(상기 "밴드 패턴들의 발생" 단락을 참조하라)에서 설명된 방법에 따라, 멀티패턴 베이스층으로부터 생성될 수 있다.
도 27은 그러한 디더된 이미지의 예를 보여준다. 드러내는 층의 중첩 없이, 전체적인 이미지가 눈에 보인다. 디더된 이미지(272)의 상부에 노출 라인 격자(271)를 중첩시키고 수평으로 이동시킬 때, 패턴 273으로부터 274로, 274로부터 275로, 275로부터 276으로, 276으로부터 277로, 277로부터 278로, 278로부터 279로, 그리고 279로부터 다시 273으로, 또는 그 반대로, 연속적으로 점진적으로 변화하는 멀티위상 모아레 패턴들이 눈에 보인다.
점진적으로 변화하는 모아레 패턴들(Evolving moire patterns)
베이스 밴드들은 정확하게 반복될 필요가 없다. 연속적인 베이스 밴드들 내에서 점진적으로 변화하는 패턴들을 편입시킴에 의해 점진적으로 변화하는 모아레 패턴들을 만들 수 있다. 예컨대, 도 28은 노출 라인 격자층(281)이 베이스층에 대해서 다른 수평 위치에 위치했을 때의 노출 라인 격자층(281), 점진적으로 변화하는 베이스 밴드 패턴들을 갖는 베이스 밴드층 및 대응하는 모아레 패턴들(283, 284)을 도시한다. 모아레 패턴들이 스위스 십자가(285)로부터 "o"와 같은 인쇄 형상(286)으로 점진적으로 변화하는 것을 볼 수 있다. 베이스층의 상부에서 드러내는 층을 우측으로 수평하게 이동시킬 때, 모아레 패턴들은 좌측에서 우측으로 부드럽게 이동하며 그와 동시에 그것들의 형상을 연속적으로 변화시킨다. 도 28의 282는 베이스 밴드들 내에 압축된 십자가를 좌측에서 명확히 보여주며, 우측에서는 압축된 "o" 형상을 명확히 보여준다. 중간의 위치에서, 베이스 밴드 패턴 형상은 이들 두 말단의 패턴 형상들의 혼합이다.
중간의 베이스 밴드들은 두 말단의 패턴 형상들 사이의 혼합된(또는 변형된) 패턴들을 편입시킨다. 좌측과 우측의 말단의 베이스 밴드 패턴 형상들의 상대적인 분량은 현재 베이스 밴드의 그것들의 상대적인 거리 d l , d r 에 반비례하는, 즉 혼합(또는 변형) 공정에서 좌측 베이스 밴드 패턴 형상은 d r /(d l +d r )의 분량을 가지며 우측 베이스 밴드 패턴 형상은 d l /(d l +d r )의 분량을 갖는다. 형상 혼합은 토마스 세데버그(Thomas Sederberg)에 의한 1992년 7월의 시그라프'92 컴퓨터 그래픽 제 26권 제 2호 25-34페이지의 "물리적으로 기초한 2차원 형상 혼합에 대한 접근"의 논문에서 기술된 기술들 중 하나와 같은 선행 기술들로 수행될 수 있다.
직선 및 곡선 밴드 모아레의 보호 특성(Protective features of straight and curvilinear band moires)
서류 위조에 대한 강력한 보호는 흑백이거나 칼라이거나 어떠한 작은 패턴이 베이스 격자의 개개의 밴드들 내에서 형성될 수 있다는 사실에 의해 제공된다. 그러한 패턴들은 사진 복사기 또는 프린터와 같은 표준적인 수단에 의해서는 복제될 수 없다. 노출 라인 격자 때문에, 본래의 서류에 의해 형성된 패턴들은 나안(裸眼)으로 또는 적절한 장치를 이용하여 용이하게 눈에 보이게 된다. 본래의 패턴 인쇄 장치보다 더 낮은 해상도로 작동하는 불법 복제 수단은 본래의 패턴을 복제할 수 없을 것이다. 그러한 위조된 서류들은 본래의 패턴들을 편입하지 않기 때문에, 드러내는 층은 본래의 모아레 형상들을 드러낼 수 없을 것이며 시각적인 수단에 의한 검사 또는 적절한 장치에 의한 검사는 그 서류가 위조된 것이라는 것을 드러낼 것이다.
확인 정보의 베이스 밴드로의 편입에 의한 보안 서류의 보호(Protection of security documents by incorporating verification information into the base bands)
본 발명의 다른 보호 특성은 드러난 모아레 패턴들이 서류의 진정을 확인하는 것을 허용하는 코드(숫자, 몇몇 숫자들 또는 일련의 문자들)를 편입시킬 수 있다는 사실에 있다. 예컨대, 여권 번호 또는 여권 번호에 대응하는 암호화된 번호가 여권 소유자의 사진의 베이스 밴드에 삽입될 수 있다. 또한 여권 소유자의 이름에 대응하는 일련의 문자들(이름을 직접 또는 이름 대신 암호화된 것)을 베이스 밴드들에 편입시킬 수도 있다. 노출 라인 격자로 이 숫자, 일련의 문자들을 드러냄으로써, (육안 검사로 직접, 또는 입증 시스템으로 작용하는 장치를 가지고) 모아레 패턴으로 나타난 그 숫자, 일련의 문자들이 여권 번호 또는 여권 소지자의 이름에 대응하는지 여부를 체크할 수 있다. 베이스층 내에 서로 다른 오리엔테이션 및 주기의 복합 베이스 밴드들을 갖는 것이 가능하기 때문에, 몇몇 레벨의 확인을 고안할 수도 있다. 몇몇 확인들은 모아레 패턴을 바라보는 것에 의해 간단한 방법으로 수행될 수 있고, 몇몇 확인들은 서류의 진정을 증명하기 위해 나타난 모아레 패턴들을 해독하는 것이 필요할 수 있다. 이것은 예컨대 소유자의 사진뿐만 아니라 신원 서류를 보호하는데 유용하다. 드러내는 층이 없으면 사진은 또렷이 보인다. 드러내는 층이 있으면, 확인 코드를 편입시킨 모아레 패턴이 또렷이 보인다.
베이스층과 드러내는 층의 구현예들(Embodiments of base and revealing layers)
모아레 패턴들로서 나타날 패턴들을 편입시킨 밴드들을 가진 베이스층과 드러내는 층은 다양한 기술로 구현될 수 있다. 베이스층을 위한 중요한 구현예들은 오프셋 프린팅(offset printing), 잉크젯 프린팅, 염료 승화 인쇄 및 포일 스탬핑(foil stamping)이다.
층들(베이스층, 드러내는 층 또는 둘 다)은 잉크의 도포에 의하는 것 외에도 천공에 의해 얻어질 수 있다는 것이 주목돼야만 한다. 통상적인 경우, 극히 작은 도트 사이즈(예컨대 50마이크로미터 또는 그 이하)의 강한 레이저 빔이, 소정의 픽셀 위치에서 기판을 천공하기 위해 켜지고 꺼지도록 조작되는 동안, 픽셀단위로 서류를 스캔한다. 노출 라인 격자는, 예컨대 천공되고 천공되지 않은 부분들 (l,m)의 쌍이 전체 라인 길이에 대해 반복되도록 하면서, 길이 l의 천공된 조각들과 길이 m의 천공되지 않은 조각들로 이루어진 부분적으로 천공된 라인들로서 라인들을 구체화시킴에 의해 만들어질 수 있다. 예컨대 l=9/10 mm, m=2/10 mm로 선택할 수 있다. 연속적인 라인들은 그것들의 천공된 부분들을 동일 평면에 또는 다른 평면에 가질 수 있다. 잘 찢어지지 않도록 하기 위해, 다른 연속적인 라인들에 대해 l 및 m에 대한 서로 다른 파라미터들이 선택될 수 있다. 보안 서류들을 위한 서로 다른 레이저 미세 천공 시스템들이 설명되어 왔는데, 예컨대 더블유 호스펠(W. Hospel)에 의한 1998년의 스피에(SPIE) 제 3314권 254-259페이지의 "위조를 감소시키기 위해 보안 서류들 상에 보안 특징을 도입하기 위한 레이저 기술의 응용"에 설명되어 있다.
또 다른 카테고리의 방법들에서, 층들(베이스층, 드러내는 층 또는 둘 다)은 물질의 완전한 또는 부분적인 제거에 의해, 예컨대 레이저 식각 또는 화학 식각에 의해 얻어질 수 있다.
모아레 패턴들의 칼라를 변화시키기 위해, 노출 라인 격자가 투명한 라인들 대신 칼라 라인들의 세트로 만들어지도록 선택할 수 있다(아이 아미드로르(I. Amidror)와 알 디 허취(R. D. Hersch)에 의한 1997년의 현대 광학 저널 제 44권 제 5호의 883-899페이지의 "주기적 칼라 층들의 중첩에서의 멀티채색 모아레 효과의 정량적 분석"을 참조하라).
비록 드러내는 층(라인 격자)이 일반적으로 불투명한 배경 상에 투명한 라인들의 세트를 편입시킨 필름 또는 플라스틱 지지대에 의해 구현될지라도, 그것은 또한 실린더형 마이크로렌즈들로 만들어진 라인 격자에 의해 구현될 수도 있다. 실린더형 마이크로렌즈들은 대응하는 부분적으로 투명한 라인 격자들에 비해 더 높은 광 강도를 제공한다. 베이스 밴드층의 주기가 작을 경우(예컨대 1/3 mm 이하), 드러내는 층으로서의 실린더형 마이크로렌즈들은 또한 더 높은 정밀도를 제공할 수 있다. 곡선의 밴드 모아레 패턴들을 만들기 위해, 또한 드러내는 층으로서 곡선의 실린더형 마이크로렌즈들을 이용할 수도 있다. 또한, 프레넬 존 플레이트로 만들어진 회절 장치로 마이크로렌즈 어레이의 기능을 할 수 있다는 것과 동일한 의미에서, 실린더형 마이크로렌즈들 대신 실린더형 마이크로렌즈들의 작용과 같은 작용을 하는 회절 장치를 사용할 수도 있다(비 살레(B. Saleh)와 엠 시 테이취(M. C. Teich)에 의한 1991년의 존 윌리(John Wiley)사의 광학의 기초 116페이지를 참조하라).
베이스층이 회절 장치와 같이 광학적으로 가변하는 표면 패턴들에 편입된 경우, 베이스층을 형성하는 이미지는 그것의 각각의 패턴 이미지 픽셀들에 대해 또는 적어도 그것의 액티브 픽셀들(즉 흑색 픽셀들)에 대해 예컨대 소망된 입사각과 회절 광 각에 따라, 소망된 회절 광 강도에 따라, 그리고 혹은 이웃 영역들의 회절된 칼라에 대해 회절된 광의 칼라에서의 소망된 변화에 따라 오리엔테이션, 주기, 두드러짐(relief) 및 표면 비율을 갖는 주기 함수 프로파일(라인 격자)로 만들어진 두드러짐 구조를 낳도록 더 진행될 필요가 있다(발명자 안테스(Antes)에 의한 미국등록특허 제 5,032,003호와 안테스(Antes) 및 색서(Saxer)에 의한 미국 등록특허 제 4,984,824호를 참조하라). 이 두드러짐 구조는 엠보싱 다이(embossing die)의 제조에 사용되는 마스터 구조 상에서 복사될 수 있다. 그 후 엠보싱 다이는 광학 장치 기판 상의 베이스층을 편입시키는 두드러짐 구조를 도드라지게 새기는데 사용된다(다른 정보는 제이 에프 모세르(J. F. Moser), 광학적으로 가변하는 그래픽(키네마그램)에 의한 서류 보호, 광학 서류 보안, 편집 알 엘 반 레네스(R. L. Van Renesse), 아테크 하우스, 런던, 1998, 247-266페이지에서뿐만 아니라 발명자 안테스(Antes)에 의한 미국 등록특허 제 4,761,253호에서도 발견될 수 있다).
일반적으로 베이스층과 드러내는 층은 완전할 필요가 없다는 것이 주목돼야만 한다: 그것들은 부가적인 층들 또는 임의의 형상들에 의해 가려질 수 있다. 그럼에도 불구하고, 모아레 패턴들은 여전히 눈에 또렷이 보이게 된다.
밴드 모아레 패턴으로의 서류의 인증(Authentication of documents with band moire patterns)
본 발명은 밴드 모아레 패턴들에 기초를 둔, 서류와 귀중한 물품들의 인증을 위한 방법에 관한 것이다. 비록 본 발명이 몇몇 구현예들과 변형예들을 가지고 있을지라도, 특별한 중요성을 가진 몇몇 구현예들이 예의 형태로 주어지는데, 본 발명의 범위는 이 특별한 구현예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 구현예에서, 밴드 모아레 패턴들은 동일한 서류 또는 물품(은행권, 수표 등)의 두 서로 다른 영역들 상에 놓여지는 베이스층과 드러내는 층의 중첩에 의해 시각화될 수 있다. 더욱이, 비교 목적으로, 그 서류는 서류의 제 3 영역에 선호된 오리엔테이션에 따라 그리고 혹은 선호된 상대적 위치에 따라 베이스 밴드층과 드러내는 층이 서로의 상부에 위치할 때 예정된 밴드 모아레 패턴들을 보여주는 이미지를 편입시킬 수 있다.
본 발명의 제 2 구현예에서는, 베이스층만이 서류 그 자체 상에 나타나며, 드러내는 층은 사람에 의해 또는 그 서류의 진정을 시각적 또는 광학적으로 확인하는 장치에 의해 그 상부에 중첩된다. 비교의 목적으로, 예정된 밴드 모아레 패턴들이 서류 상에 또는 별도의 장치, 예컨대 노출 장치 상에 이미지로서 그러져 있을 수 있다. 드러내는 층은 필름 또는 투명한 플라스틱 시트 상에 이미지화된 라인 격자일 수 있다. 그것은 또한 실린더형 마이크로렌즈들에 의해 실현될 수도 있다.
서류 인증 방법은 다음의 단계들을 구비한다:
a) 패턴들을 편입시킨 베이스 밴드들을 구비한 베이스층과 라인들의 격자를 구비한 드러내는 층을 중첩하여, 그에 의해 모아레 패턴들을 만드는 단계와
b) 상기 모아레 패턴들과 기준 모아레 패턴들을 비교하고 비교의 결과에 의존하여 그 서류를 접수하거나 거부하는 단계를 구비하되,
노출 라인들의 격자의 연속적인 라인들은 베이스층 내에서 베이스 밴드 패턴들의 서로 다른 사례들을 샘플링하고, 생성된 모아레 패턴들은 확대 및 혹은 반영이나 전단과 같은 다른 변환을 구비하는 베이스층 패턴들의 변환이다.
본 발명에서 베이스 밴드층과 라인 격자 드러내는 층 중 어느 하나 또는 둘 다는 기하학적으로 변환되고 그에 따라 비주기적이라는 것이 언급돼야만 한다.
단계 b)에서의 비교는 인간의 생체 시스템(눈과 두뇌를 가진 인간)에 의해 또는 본 개시에서 후술할 장치의 수단에 의해 될 수 있다.
기준 모아레 패턴들은 샘플 베이스 밴드층과 라인 격자 드러내는 층의 중첩의 이미지 획득(예컨대 카메라)에 의해 얻어지거나 또는 전술한 바와 같은 수학 공식을 이용한 계산에 의해 얻어질 수 있다. 인간에 의해 인증이 이루어졌을 때, 기준 모아레 패턴들은 이전에 관찰된 기준 밴드 모아레 패턴들에 기초하여 기억된 기 준 모아레 패턴들일 수도 있다.
베이스 밴드층이 서류 상에 인쇄된 하프톤된 이미지의 부분으로서 형성된 경우, 베이스 밴드층 패턴들은 서류 상의 다른 영역들로부터 나안(裸眼)에 의해 구별되지 않을 것이다. 그러나, 본 발명에 따라 서류를 인증할 때는, 모아레 패턴들은 즉시 또렷하게 된다.
사진 복사, 데스크탑 출판 시스템의 수단, 사진 공정 또는 디지털 혹은 아날로그인 어떠한 다른 위조 방법에 의해 본 발명에 따라 만들어진 서류를 위조하려는 어떠한 시도도, 서류에 편입된 베이스 밴드층 패턴의 사이즈나 형상에 (비록 작을지라도) 불가피하게 영향을 줄 것이다(예컨대 기술분야에서 잘 알려져 있듯이 도트의 발생 또는 잉크의 전달 때문에). 그러나 중첩된 라인 층들 사이의 모아레 패턴들은 베이스층 또는 드러내는 층에서의 미세한 변화에도 매우 민감하기 대문에, 본 발명에 따라 보호된 서류는 위조하기 매우 어렵게 될 것이며, 진정한 서류와 위조된 서류를 구분하기 위한 수단으로서 작용할 것이다.
만일 베이스 밴드층이 표준적인 인쇄 공정으로 서류 상에 인쇄된다면, 서류 제작에 있어서 추가적인 비용 없이도 높은 보안성이 제공된다. 그러나 베이스 밴드층은 다른 수단, 예컨대 광학적으로 가변하는 장치(예컨대 키네그램) 상에 베이스층을 만들고 이 광학적으로 가변하는 장치를 보호하고자 하는 서류 또는 물품에 끼워넣는 것에 의해, 서류에 이미지화될 수 있다.
발명의 다양한 구현예들이 광 디스크 미디어 상에 제공되는 음악, 비디오, 소프트웨어 제품 등을 포함하는 멀티미디어 제품의 보호 및 인증을 위한 보안 장치로서 사용될 수 있다. 예컨대, 베이스층은 컴팩트 디스크 또는 디지털 비디오 디스크와 같은 광학 디스크 상에 인쇄되고 반면 드러내는 층은 그것의 플라스틱 상자 또는 봉투에 편입될 수 있다.
밴드 모아레 패턴들에 의한 귀중한 물품의 인증(Authentication of valuable articles by band moire patterns)
본 발명의 다양한 구현예들이 약품, 화장품 등과 같은 산업 패키지의 보호 및 인증을 위한 보안 장치로서 사용될 수도 있다. 예컨대, 상자 뚜껑은 베이스층을 편입시키고, 반면 드러내는 층은 상자에 위치할 수 있다. 투명한 부분 또는 투명한 창문을 포함하는 상품이 예컨대 오디오 및 비디오 케이블, 카세트, 향수 등을 포함하는 매우 다양한 상품의 판매에 매우 자주 사용되는데, 패키지의 투명한 부분은 고객이 패키지 내부의 상품을 보는 것을 가능하게 한다. 그러나 패키지의 투명한 부분들은 또한 투명한 부분을 드러내는 층(베이스층은 상품 그 자체에 위치해 있다)으로 사용함으로써 그 상품의 인증 및 위조 방지를 위해 효과적으로 사용될 수 있다. 베이스층과 드러내는 층이 붙여지거나 상품 자체 또는 패키지에 부착된 별도의 보안 라벨 또는 스티커 상에 인쇄될 수도 있다는 것이 주목돼야만 한다. 본 발명에 의해 보호될 수 있는 패키지의 몇몇 가능한 구현예들이 이하에서 기술되어 있 는데, 그것들은 미국 특허출원 제 09/902,445호(아미드로르(Amidror) 및 허취(Hersch))의 도 17-22에서 기술된 예들에 유사하다. 그러나 본 발명에서는 모아레 패턴들이 반사 모드에서 명확하게 눈에 보이기 때문에, 베이스층에의 베이스 밴드 패턴들의 편입 및 드러내는 층으로서의 라인 격자의 사용은 미국 특허출원 제 09/902,445호(아미드로르(Amidror) 및 허취(Hersch))에서 기술된 방법들을 가진 것 보다 훨씬 더 효과적으로 귀중함 물품들을 보호할 수 있다.
도 29a는 적어도 하나의 베이스층(292)을 가지고 그것의 커버(또는 상자)(293)는 적어도 하나의 드러내는 층(노출 라인 격자)(294)을 가지는 광 디스크(291)를 개략적으로 도시하고 있다. 광 디스크가 그것의 커버 내에 위치할 때(도 29b), 모아레 패턴들(295)이 하나의 드러내는 층과 하나의 베이스층 사이에서 생성된다. 디스크가 그것의 커버(293)로 천천히 삽입되거나 밖으로 나오는 동안, 이 모아레 패턴들은 역동적으로 변한다. 이 모아레 패턴들은 그러므로 믿을만한 인증 수단으로서 작용하며 디스크와 그것의 패키지가 실제로 진정하다는 것을 보장한다. 통상적인 경우, 모아레 패턴들은 흑백 또는 칼라로, 회사의 로고 또는 다른 소망된 텍스트나 기호를 구비한다.
도 30은 슬라이딩부(301)와 외부 커버(302)를 구비하는 상자 안에 포장된 상품의 보호를 위한 본 발명의 가능한 구현예를 개략적으로 도시하는데, 이동 부분의 적어도 하나의 요소, 즉 상품은 적어도 하나의 베이스층(303)을 가지며, 외부 커버 (302)는 적어도 하나의 드러내는 층(노출 라인 격자)(304)을 갖는다. 상품을 커버 내로 미끄러져 움직이게 함으로써, 점진적으로 변화하는 모아레 패턴들 또는 멀티 패턴 모아레와 같은 역동적인 모아레 패턴들이 생성될 수 있다.
도 31은 의학 약품과 같은 의약품의 가능한 보호를 도시한다. 베이스층(311)은 의학 상품의 불투명한 지지대의 전체 표면을 덮을 수 있다. 드러내는 층(312)은 노출 라인 격자를 편입시킨 플라스틱 시트로 만들어진 이동 가능한 스트립에 의해 구현될 수 있다. 드러내는 층을 안쪽 또는 바깥쪽으로 잡아당김에 의해, 또는 그것을 측면으로 이동시킴에 의해, 노출된 모아레 패턴들은 움직이게 된다.
도 32는 미끄러져 움직이는 투명한 플라스틱 전면(321)과 후면 보드(322)를 구비한 패키지에 포장되는 상품의 보호를 위한 본 발명의 다른 구현예를 개략적으로 도시하는데, 후면 보드는 상품의 설명을 가지고 있고 인쇄될 수 있다. 그러한 패키지들은 플라스틱 전면(321)의 덮개(또는 용기)(323) 내에 보존되는 비디오나 오디오 케이블, 또는 다른 상품을 판매하는데 때때로 사용된다. 이러한 유형의 패캐지들은 패키지를 판매하고자 하는 지점에 걸어두는 것을 용이하게 하기 위해 때때로 후면 보드의 상부에 작은 구멍(324)을 가지며 플라스틱 전면(321)에 그에 정합되는 구멍(325)을 갖는다. 패키지가 닫혔을 때, 모아레 패턴들이 적어도 하나의 드러내는 층과 적어도 하나의 베이스층 사이에서 생성되도록 하기 위해, 후면 보드(322)는 적어도 하나의 베이스층(326)을 가지며, 플라스틱 전면은 적어도 하나의 드러내는 층(327)을 가질 수 있다. 여기서 또한, 미끄러져 움직이는 플라스틱 전면(321)이 후면 보드(322)를 따라 미끄러져 움직이면, 모아레 패턴들이 역동적으로 변한다.
도 33은 피벗된 뚜껑(331)을 가진 상자(330)에 포장된 상품의 보호를 위한 본 발명의 또 다른 가능한 구현예를 개략적으로 도시한다. 피벗된 뚜껑(331)은 적어도 하나의 베이스층(332)을 가지며, 상자 그 자체는 적어도 하나의 드러내는 층(333)을 갖는다. 상자가 닫힐 때, 모아레 패턴이 생성되도록 베이스층(332)이 드러내는 층(333) 바로 뒤에 위치한다. 피벗된 뚜껑(331)이 열리거나 닫히는 동안, 모아레 패턴은 역동적으로 변한다.
도 34는 (와인, 위스키, 향수 등과 같은) 병에 포장된 상품의 보호를 위한 본 발명의 또 다른 가능한 구현예를 개략적으로 도시한다. 예컨대, 병(342)에 붙여진 상품 라벨(341)은 베이스층(343)을 가질 수 있고, 반면 장식적 줄(345)에 의해 병에 부착될 수 있는 다른 라벨(344)은 드러내는 층(346)을 갖는다. 그 상품의 명확하게 눈에 띄는 모아레 패턴들이 생성되도록, 예컨대 그 상품의 이름이 생성되도록, 인증은 라벨(344)의 드러내는 층(346)을 라벨(341)의 베이스층(343) 상에 중첩함에 의해 이루어진다.
도 29a, 29b, 30, 31, 32에 도시된 구현예들에서와 같이 드러내는 층과 베이 스층이 서로의 상부에서, 주로 일 방향을 따라 ,미끄러져 움직이는 경우에는, 멀티패턴 모아레 또는 점진적으로 변화할 수 있는 모아레 패턴들을 고안할 수 있는데, 드러내는 층의 이동은 연속적으로 서로 다른 모아레 패턴들이 눈에 띄게 하고 그에 따라 애니메이션을 만든다.
도 33에서와 같이 드러내는 층과 베이스층이 서로의 상부에서 회전하는 경우에는, 베이스층과 드러내는 층이 이 목적을 위해 특별하게 매력적인 모아레 패턴을 만들도록 바람직하게 고안할 수 있다.
대대로 베이스층과 드러내는 층을 그것들의 위치나 역할이 바뀌도록 하는 것이 가능하다.
역동적으로 인쇄된 개인화된 서류의 인증(Authentication of dynamically printed personalized documents)
발명자 알 디 허취(R. D. Hersch), 이 폴러(E. Forler), 비 위춰(B. Wittwer), 피 엠멜(P. Emmel)에 의해 2001년 12월 3일 출원된 미국 특허출원 제 09/902,227호의 미세구조에 의해 보호되는 이미지와 보안 서류, 또는 그 뒤의 발명자 알 디 허취(R. D. Hersch), 이 폴러(E. Forler), 비 위춰(B. Wittwer), 피 엠멜(P. Emmel), 디 비에만(D. Biemann), 디 고로시치(D. Gorostidi)에 의해 2002년 7 월 5일 출원된 PCT 출원 제 PCT/IB02/02686호에서의 예를 위해 설명된 미세구조 이미지들을 자동으로 만들어내는 능력 때문에, 여행 서류 및 입장권과 같은 개인화된 서류들 상에 생성하고 인쇄하는 것이 가능하다. 이 서류들은, 서류의 목적, 예컨대 출발장소와 도착 장소 및 유효일을 설명하는 여행 서류, 또는 경기와 장소 번호 및 유효 날짜 및 시간을 설명하는 스포츠 경기에의 입장권과 같은 서류의 목적뿐만 아니라 서류 소지자에 대한 정보를 주는 텍스트를 편입시킨 미세구조로 만들어진 이미지들을 포함한다. 위조를 매우 어렵게 하기 위해, 이 발명들은 두 층의 미세구조들, 하나는 저주파수인, 즉 간단한 나안 검사로 용이하게 눈의 띄는 것으로, 그리고 하나는 주의 깊은 나안 검사 또는 확대경을 가진 검사를 필요로 하는 고주파수인 것으로 하는 두 층의 미세구조들을 만드는 방법들을 제안한다.
본 발명에서는, 이 두 번째 미세구조층을 베이스층으로서 합성하고 그것을 노출 라인 격자로 노출시키는 것을 제안한다. 이것은 제 1 미세구조 패턴층의 간단한 검사와, 필름, 플라스틱, 실린더형 마이크로렌즈 또는 실린더형 마이크로렌즈와 같은 역할을 하는 회절 장치로서 구체화된 노출 라인 격자로 하는 제 2 미세구조 패턴층의 간단한 검사를 가능하게 한다.
노출 라인 격자로 드러날 수 있는 작은 제 2 레벨 미세구조 패턴뿐만 아니라 직접적으로 눈에 띄는 제 1 레벨 미세구조 패턴을 편입시킨 이미지들을 생성하는 간단한 방법은, 작은 제 2 레벨 베이스 밴드 패턴들을 편입시킨 디더 매트릭스를 만들고 이 디더 매트릭스를, 발명자 알 디 허취(R. D. Hersch), 이 폴러(E. Forler), 비 위춰(B. Wittwer), 피 엠멜(P. Emmel)에 의한 미국 특허출원 제 09/902,227호의 "미세구조에 의해 보호되는 이미지와 보안 서류"에 설명된 후처리에 의해 목표 이미지 균형을 위한 고주파수 디더 어레이로서 사용하는 것에 있다.
노출 라인 격자로 드러날 수 있는 작은 제 2 레벨 미세구조 패턴뿐만 아니라 직접적으로 눈에 띄는 제 1 레벨 미세구조 패턴을 편입시킨 이미지들을 생성하는 다른 방법은 다음의 단계들을 적용하는 것에 있다:
a) 전체적인 이미지, 예컨대 풍경화 또는 서류 소지자의 사진을 선택한다.
b) 서류에 관련된 정보에 따른, 가능하면 비트맵 또는 멀티강도 이미지로서 제 1 레벨 미세구조를 만든다.
c) 미국 특허출원 09/902,227호(알 디 허취(R. D. Hersch) 등)에 따라, 혹은 올레그 베리오프카(Oleg Veryovka) 및 존 부쉬아난(John Buchanan)에 의한 컴퓨터 그래픽 포럼 제 19권 제 1호 51-64페이지의 "텍스춰 기반의 디더 매트릭스들"에 따라, 제 1 레벨 미세구조를 편입시킨 디더된 전체적인 이미지를 만든다.
d) 비트맵 또는 멀티강도 이미지로서 제 2 레벨 미세구조 패턴들(나노구조 패턴들이라고 불릴 수도 있음)을 만든다.
e) (c)에서와 유사한 방법으로 제 2 레벨 미세구조 패턴들(나노구조 패턴들)을 편입시킨 디더된 전체적인 이미지를 만든다.
f) 두 개의 디더된 이미지들을 결합시키는 조작에 의해, 즉 각 픽셀에 대해 결합, 예컨대 제 1 레벨 미세구조를 편입시킨 디더된 전체적인 이미지와 제 2 레벨 미세구조 패턴들을 편입시킨 디더된 전체적인 이미지 사이의 논리적인 조작 또는 가중 평균을 만드는 것에 의해, 최종적으로 디더된 전체적인 이미지를 생성한다. 조작의 유형과 혹은 상대적인 가중은 제 1 레벨 미세구조 또는 제 2 레벨 미세구조 패턴들이 더욱 눈에 잘 띄도록 조절될 수 있다. 가중 평균 조작은, 최종 그레이스케일 이미지를 산출하는 픽셀 강도 값들에 적용될 수도 있고, 또는 공간적으로 적용될 수도 있는데 예컨대 최종적인 결합된 이중 레벨을 가진 이미지의 사이즈가 디더된 이미지들의 사이즈보다 4X4배가 되도록 선택함에 의해 적용될 수 있다. 공간적인 가중 평균을 수행하기 위해, 4X4 (또는 8X8) 픽셀 매트릭스를 복사하고, 결합될 두 개의 디더된 이미지들의 상대적인 가중치에 의존하여 4X4 매트릭스 내에서의 주어진 개수의 픽셀들을 두 개의 디더된 이미지들 중 하나에 관련시키고 잔여 픽셀들을 다른 디더된 이미지에 관련시킨다. 좋은 결과를 낳도록 하기 위해, 4X4 매트릭스 내에서의 픽셀들의 할당 순서는 베이어 디더 문턱 레벨(Bayer dither threshold levels)들의 분포를 따를 것이다(에이치 알 캉(H. R. Kang), 디지털 칼라 하프톤잉, 스피에(SPIE) 출판사, 1999, 279-282페이지, T4).
부드러운 전체적인 이미지를 제공하기 위해, 제 2 레벨 미세구조 패턴들을 편입시킨 디더 매트릭스로 전체적인 이미지를 덮는 베이스 밴드들의 오직 일부분(예컨대 1/4)만을 디더하도록 선택하고, 잔여 부분들(예컨대 3/4)은 표준적인 디더 링 방법, 예컨대 작은 군집된 도트들을 구비한 디더 매트릭스로 디더한다. 이것은 어느 정도 멀티패턴 디더링과 유사한데, 이것은 베이스 밴드 패턴들의 일 세트는 제 2 레벨 미세구조 패턴들이고 베이스 밴드 패턴들의 다른 세트들은 표준적인 군집된 도트들이다.
결과적인 최종적으로 결합된 이중 레벨을 가진 디더된 전체적인 이미지는, 용이하게 읽을 수 있는 미세구조 패턴과 노출 라인 격자를 이용하여 읽을 수 있는 미세구조 패턴들 모두를 편입시킨다. 그러한 서류의 더욱 복잡한 변형예들은, 서로 다른 오리엔테이션들과 주기들로 몇몇의 제 1 레벨 미세구조들과, 역시 서로 다른 오리엔테이션들 및 주기들로 몇몇의 제 2 레벨 미세구조들을 편입시킬 수 있다.
모아레 패턴 이미지를 이용한 서류 인증 장치(Apparatus for the authentication of documents using the moire pattern image)
베이스층을 구비한 서류의 시각적 인증을 위한 장치는 본 개시에 따라 준비된 라인 격자로 만들어진 드러내는 층을 구비하는데, 이것은 서류의 베이스층의 상부에 놓이게 된다. 서류는 상부로부터 조명되거나(반사 모드) 또는 하부로부터 조명된다(투과 모드).
만일 인증이 시각화를 통해, 즉 인간 조작자에 의해 이루어지면, 인간 생체 시스템(인간의 눈 및 두뇌)이 베이스층과 드러내는 층의 중첩에 의해 만들어진 모아레 패턴의 인식 수단 및 획득된 모아레 패턴과 기준(또는 기억된) 모아레 패턴의 비교 수단으로서 사용된다. 이 경우 광원은 자연광(일광) 또는 인공광일 수 있다.
도 35에 도시된 블록 다이어그램을 가진 자동 서류 인증 장치는, 라인들의 격자로 만들어진 드러내는 층(351)과, 카메라와 같은 이미지 획득 수단(352)과, 광원(미도시)과, 획득된 모아레 패턴과 기준 모아레 패턴의 비교를 위한 비교 시스템(353)을 구비한다. 일치하지 않을 경우, 그 서류는 인증되지 않을 것이며 서류 취급 장치(354)가 그 서류를 거부할 것이다. 비교 시스템(353)은 처리장치, 메모리 및 입출력 포트를 구비한 마이크로 컴퓨터에 의해 실현될 수 있다. 집적된 원 칩(one-chip) 마이크로 컴퓨터가 그 목적을 위해 사용될 수 있다. 자동화된 인증을 위해, 이미지 획득 수단(352)은 비교 처리장치(353)를 편입시킨 마이크로 컴퓨터에 연결될 필요가 있는데, 마이크로 컴퓨터는 마이크로 처리장치에 의해 수행되는 비교에 따라 인증될 서류의 접수 또는 거부를 위한 서류 취급 장치(354)를 제어한다.
기준 모아레 패턴 이미지는 샘플 베이스층과 드러내는 층의 중첩에 의한 이미지 획득(예컨대 카메라 수단을 이용)에 의해 얻어질 수도 있고, 베이직층과 드러내는 층을 소망된 위치(들) 및 각도(들)에서 바이트맵으로 중첩시켜 처리 단계로서 계산될 수도 있다. 복합 위치들 및/또는 각도들이 서로 다른 모아레 패턴들에 대응할 수 있으며 더 확실한 인증을 가능케 할 수 있다.
비교 처리장치는 획득된 모아레 패턴 이미지와 기준 이미지를 비교한다; 이 비교를 수행하는 방법들의 예들이 아미드로르(Amidror) 및 허취(hersch)에 의해 미국 등록특허 제 5,995,638호에 자세히 나타나 있다. 이 비교는 획득된 모아레 패턴들과 기준 모아레 패턴 이미지 사이의 유사도를 알려주는 적어도 하나의 유사치(proximity value)를 만든다. 이 유사치들은 서류 취급 장치가 그 서류를 접수할 지 또는 거부할지를 판단하는 기준으로 사용된다.
모아레 패턴 이미지를 이용한 서류 인증 컴퓨팅 시스템(Computing system for authentication of documents using the moire pattern image)
노출 라인 격자(드러내는 층, 도 36, 361 참조)가 획득된 베이스층 이미지(도 36, 360) 상에 전자공학적으로 중첩되도록 하기 위해, 설명되는 장치는 컴퓨팅 시스템으로 대체될 수도 있다. 중첩은, 노출 라인 격자 비트맵과 카메라에 의해 획득된 올바르게 위치한 베이스층 이미지 사이의 단순히 정수 곱 조작(도 36, 362)이다. 노출 라인 격자가 투명한 위치("1")에서 대응하는 베이스층 픽셀들이 나타나며, 그리고 노출라인 격자가 불투명한 위치("0")에서 대응하는 베이스층 픽셀들 대신 흑색 픽셀들이 생성될 것이다. 베이스층과 드러내는 층의 중첩의 디지털 이미지를 나타내는 결과적인 멀티 강도 이미지(도 36, 363)는 그 후 고주파수들, 즉 인간의 눈이나 카메라에 의해 통상의 관찰 거리에서 인지되지 않는 주파수들을 제거하 기 위해 저대역 필터(도 36, 364)로 필터링된다(그러한 필터는 브이 오스트로모으코프(V. Ostromoukhov)와 알 디 허취(R. D. Hersch)에 의한 1999년의 시그래프 연례 컨퍼런스 425-432 페이지의 멀티 칼라 및 예술적 디더링 논문에 설명되어 있다). 결과적인 필터링된 멀티 강도 이미지는 모아레 패턴 이미지(도 36, 366)이며, 그 서류를 접수할지 또는 거부할지를 결정하기 위해 기준 모아레 패턴 이미지(도 36, 365)와 비교될 것이다(도 36, 367).
모아레 패턴들에 의한 서류 인증을 위한 컴퓨팅 시스템은, 따라서 패턴들을 구비한 베이스 밴드들을 구비하는 베이스층을 가진 서류들의 인식을 위한 (도 35의 352에 유사한) 이미지 획득 수단, 예컨대 카메라를 구비한다. 그것은 프로그램 모듈을 더 구비하는데, 이것은 라인 격자를 구비한 대응하는 드러내는 층 이미지와 획득된 베이스층 이미지를 메모리에서 곱하고, 베이스층과 드러내는 층의 중첩의 디지털 이미지를 만들어낸다. 그것은 모아레 패턴을 얻기 위해 그 디지털 이미지에 저대역 필터링 조작을 수행하는 프로그램 모듈을 더 구비한다. 그것은 또한 계산된 모아레 패턴들과 기준 모아레 패턴들을 비교하고 그 비교에 따라 그 서류를 접수하거나 거부하는 프로그램 모듈을 구비한다.
그러한 컴퓨팅 시스템은 한 서류로부터 다른 서류에 이르기까지 가변하여 위조 시도에 대한 더욱 강력한 보호를 제공하는 베이스층 기하학적 배치를 갖는 서류를 자동으로 인증하는 것을 가능케 한다. 전자공학적으로 중첩되어(즉 곱해져서) 기대된 (기준) 모아레 패턴들을 만들어내는 드러내는 층의 주어진 기하학적 배치는 각 서류 베이스층 기하학적 배치에 대응한다. 그 서류는 적용될 드러내는 층을 확인하는 바코드 또는 컴퓨터로 읽을 수 있는 숫자와 같은 정보를 구비할 수 있다. 컴퓨팅 시스템은 모아레 패턴 이미지를 계산하고 그 서류를 접수하거나 거부할지 여부를 결정하기 위해 그것을 대응하는 기준 모아레 패턴 이미지와 비교하기 위해 그 정보를 읽고 올바른 드러내는 층을 적용할 수 있다.
본 발명의 장점들(Advantages of the present invention)
본 발명에서 개시된 새로운 인증 및 위조방지 방법들의 장점들은 무궁무진하다.
1. 본 발명은 아이 아미드로르(I. Amidror) 및 알 디 허취(R. D. Hersch)(미국 등록특허 제 6,249,588호 및 그것의 부분 계속 미국 등록특허 제 5,995,638호, 미국 특허출원 제 09/902,445호)에 의해 만들어진 종래의 발명들과 아이 아미드로르(I. Amidror)(미국 특허출원 제 10/183,550호)에 의해 만들어진 종래의 발명과 비교했을 때 노출라인 격자가 2차원 노출 도트 스크린(마스터 스크린)보다 훨씬 더 많은 광이 통과하도록 한다는 중요한 장점을 갖는다. 이것은 마이크로렌즈 어레이 및 서류 하부의 특별한 광원 없이도 반사 모드에서 서류를 인증할 수 있게 한다. 다른 장점은 본 발명에 있어서 베이스 밴드 공간의 길이가 한정되지 않으며 따라서 만들어진 모아레가 많은 개수의 패턴들, 예컨대 텍스트 문장(몇몇 단어들) 또는 텍스트의 단락을 형성하는 많은 인쇄 문자들을 포함할 수 있다는 사실에 있다.
2. 본 발명은 패턴들을 베이스 밴드들에 편입시키는데 있어서 높은 자유도를 제공한다. 패턴들은 베이스 밴드를 따라 강하게 변화할 수 있으며 또한 서로 다른 베이스 밴드들을 가로질러 살짝 변화할 수 있다.
3. 모아레 패턴들이 반사모드에서 드러날 수 있기 때문에, 베이스 밴드들에 편입된 패턴들은 금속빛 잉크와 같은 불투명 잉크들을 편입할 수 있다. 금속빛 잉크들은 반사하는 광 반사 각도에서 특별히 강한 모아레 패턴들을 만들어 낸다는 부가적인 장점을 갖는다. 더욱이, 베이스 밴드들은 금속 포일 또는 금속 상자와 같은 완전히 불투명한 재료들 상에 인쇄될 수 있다.
4. 베이스층과 혹은 드러내는 층에 기하학적 변환들을 적용함에 의해 곡선의 밴드 격자들 및 곡선의 밴드 모아레 패턴들이 만들어질 수 있다. 그러한 곡선 밴드 격자들은 많은 서로 다른 오리엔테이션들 및 주파수들을 편입시킬 수 있는데, 이것은 스캔 장치(칼라 사진 복사기, 데스크탑 스캐너)에 의한 스캔되었을 때 소망되지 않은 2차 모아레들을 만들어낼 것이다. 만일 곡선의 밴드 격자가 광범위한 점진적으로 변하는 주파수들을 포함한다면, 위조자의 스캐닝 또는 복제 주파수들은 몇몇 밴드 격자 주파수들 또는 그것들의 하모닉스(harmonics)들과 충돌할 것이며 위조된 서류에 매우 눈에 잘 띄는 소망되지 않은 ("배경기술" 단락에서 상술된 영국 등록특허 제 1,138,011호에서 설명된 효과들과 유사한) 모아레 효과들을 생성시킬 것이다. 더욱이, 곡서의 모아레들은 곡선의 베이스층의 특정한 부분을 강하게 확대시키고 다른 부분들을 작게 확대시키는 경향이 있다. 강한 확대는 베이스층에 끼워넣어진 (예컨대 칼라 미세구조들을 포함하는) 복잡한 미세구조 패턴들을 보이게 하는데 유용할 수 있다.
5. 베이스층의 밴드들에서 패턴들을 만들기 위해 비표준적인 잉크들이 사용되었을 때, 표준적인 청록색, 마그네타색, 황색 및 흑색 복제 시스템들은 그것들 자체의 하프톤잉 알고리즘에 따라 본래의 칼라를 하프톤시키는 것이 필요할 것이며 그에 따라 본래의 칼라 패턴들을 손상시킨다. 베이스층의 베이스 밴드들 내에서의 패턴들의 손상 때문에, 드러내는 층은 본래의 모아레 패턴들을 만들어 낼 수 없을 것이다.
6. 베이스 밴드들은, 예컨대 미국 특허출원 제 09/477,544호(오스트로모으코프(Ostromoukhov), 허취(Hersch))에 설명된 방법으로, 높은 맞춰찍기 정밀도로 나란히 인쇄된 불투명한 칼라 패턴들을 가질 수 있다. 중첩에 의해 베이스 격자와 노출 라인 격자 사이에 형성된 모아레 패턴들은 베이스층의 베이스 밴드들 내에 존재하는 패턴들의 미세한 변화에도 매우 민감하기 때문에, 본 발명에 따라 보호되는 서류는 위조하기 매우 어렵다. 드러난 모아레 패턴들은 진정한 서류와 위조된 서류 를 용이하게 구별하는 수단으로 작용한다.
7. 본 발명의 다른 중요한 장점은 불투명하거나 투명할 수 있는 종이, 플라스틱 재료 등을 포함한 임의의 종류의 지지대 상에 인쇄된 서류를 인증하는데 사용될 수 있다는 것이다. 더욱이, 본 발명의 방법은 하프톤된 B/W(흑백) 또는 칼라 이미지들(단순한 변치 않는 이미지들, 톤이나 칼라가 점차적으로 변하는 것들 또는 복잡한 사진들)에 편입될 수 있다. 그것은 표준적인 본래의 서류 인쇄 처리를 이용하여 만들어질 수 있기 때문에, 본 방법은 부가적인 비용 없이 높은 보안을 제공한다.
8. 게다가, 본 발명에 따라 서류 상에 인쇄된 베이스층은 변치 않는 강도 레벨을 가질 필요가 없다. 반대로, 그것은 그것의 베이스 밴드들에 점진적으로 변하는 사이즈 및 형상의 패턴들 또는 가변적인 강도의 전경과 배경을 갖는 패턴들을 포함할 수 있다. 이 패턴들은 (중첩에서 모아레 패턴들에 의해 생성된 주제와 다를 수 있는 사진, 초상, 풍경 또는 임의의 장식적인 주제와 같은) 서류 상의 가변하는 강도 하프톤된 이미지 내에 편입될 수 있다(또는 감춰질 수 있다). 베이스 밴드를 따라 패턴들에 변화를 줄 때, 대응하는 모아레 패턴들 역시 그것들의 모아레 밴드들 내에서 점진적으로 변한다. 유사하게, 베이스 밴드들 내에서 칼라들이 그것의 위치에 따라 점진적으로 또한 변할 수 있다. 대응하는 칼라 모아레 패턴들은 그러면 또한 그것들의 모아레 밴드들 내에서 변한다. 이 변형예들 각각은 위조를 더욱 어렵게 만드는 장점을 가지며, 따라서 본 발명에 의해 제공된 보안성을 더욱 높인다.
9. 더욱이, 특정한 마크에 따라 서류의 서로 다른 지역에 위치한 서로 다른 베이스 밴드들을 가진 베이스층, 또는 서로의 상부에 배치된 서로 다른 베이스 밴드들을 가진 베이스층을 만들 수 있다. 이것은 단일한 노출 라인 격자 또는 복합 노출 라인 격자들을 편입시킨 드러내는 층에 의해 드러날 수 있는 서로 다른 오리엔테이션들, 형상들, 강도들 및 혹은 칼라들을 가진 모아레 패턴들을 만드는 것을 가능케 한다. 서로 다른 베이스 밴드 패턴들의 중첩은 몇몇 베이스 밴드 패턴들을 숨기는 것을 가능케 하는데, 그에 따라 자격이 있는 당국 또는 특별화된 인증 장치에 의해서만 검색될 수 있는 숨겨진 보호 수단을 제공할 수 있다.
10. 본 발명의 다른 장점은 베이스층과 드러내는 층이 서로에 대해 이동되거나 회전될 때 변하는 역동적인 모아레 패턴들을 만들 수 있는 능력에 있다. 베이스 밴드들 내에 위치한 패턴들을 부드럽게 변화시킴에 의해, 부드럽게 변화하는 모아레 패턴들을 만들 수 있다. 대안으로, 서로 다른 위상으로 베이스 밴드 패턴들의 서로 다른 변형예를 베이스 밴드들에 편입시킴에 의해, 드러내는 층을 베이스층의 상부에서 이동시킬 때 형상, 강도 또는 칼라가 부드럽게 또는 강하게 변하는 멀티 패턴 모아레를 만들 수 있다. 만들어진 모아레 패턴 형상, 강도 및/또는 칼라에서의 그러한 변화는 참조가 될 수 있으며 서류 또는 귀중한 물품의 용이한 인증 수단 을 제공할 수 있다.
11. 다른 장점이 가변적인 강도(또는 칼라)로부터 드러난 모아레 패턴들은 서류의 진정을 체크하는데 사용될 수 있는 코드를 나타낼 수 있다는 사실에 있다. 이것은 예컨대 그 소유자의 사진뿐만 아니라 신원증명 서류를 보호하는데 특히 유용하다. 드러내는 층 없이 사진은 또렷이 보인다. 드러내는 층을 이용하면, 확인 코드를 편입시킨 모아레 패턴들이 또렷이 보이게 된다.
12. 베이스 밴드 패턴들을 가변적인 강도 (또는 칼라) 이미지에 편입시키는 것은, 노출 라인 격자에 의해 드러날 때 그 이미지를 편입시킨 서류의 정당성에 관련된 정보, 예컨대 출발장소, 도착장소 및 유효성 정보를 가진 여행 서류, 또는 시합명과 유효성 데이터를 가진 입장권의 정당성에 관련된 정보를 주는 모아레 패턴들을 만드는 제 2 레벨의 작은 미세구조 패턴들을 제공할 수 있다.
13. 기하학적 변환들은 서로 다른 판단 기준에 따라 많은 개수의 베이스 밴드 디자인들을 만드는 것을 가능케 하는데(예컨대, 베이스 밴드 격자의 기하학적 배치가 매달 변할 수 있다), 이것들은 대응하는 변환된 노출 라인 격자들에 의해 드러난다. 이 매우 다양한 디자인 가능성은 잠재적인 위조자들이 새로운 기하학적 변환들에 대한 위조된 디자인들을 계속해서 개작하는 것을 매우 어렵게 만든다.
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본 발명은 일반적으로 위조방지 및 인증 방법 및 장치의 분야에 관한 것으로, 드러내는 층과 베이스층의 중첩에 의해 발생되는 모아레 패턴을 이용함으로써, 서류 및 귀중한 물품을 인증하거나, 그러한 서류 및 물품 등을 위한 보안 장치 및 기구의 제조분야에 이용될 수 있다.

Claims (108)

  1. (a) 베이스 밴드를 구비하되, 상기 베이스 밴드는 특정한 형상을 갖는 베이스 밴드 패턴의 비반복성 시퀀스를 베이스 밴드를 따라 구비하는, 베이스 층; 및
    (b) 드러내는 라인 격자(revealiing line grating)를 구비한 드러내는 층(revealing layer);을 구비하고,
    베이스 밴드와 드러내는 층의 중첩은 베이스 밴드 패턴의 변환된 사례인 모아레 패턴을 만들며, 변환은 상기 특정한 형상의 확대를 포함하는 것을 특징으로 하는, 서류 및 물품의 그룹으로부터 선택된 아이템을 인증하기 위한 보안 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    확대는 일 오리엔테이션을 따라 있고, 상기 확대는, 베이스 밴드 주기 T1과, 라인 격자 주기 T2와, 베이스 밴드와 라인 격자 오리엔테이션 사이의 상대적 각도 θ에 의존하는 스케일링 인자 d에 의해 특정되는 것을 특징으로 하는 보안 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    스케일링 인자 d는, λ=T1/tanθ이고 xi=(T1/tanθ)-(T2/sinθ)라고 할 때 d=(xi-λ)/xi로 주어지고, 스케일링 인자는 대수학의 단순화 후 d=T2/(T2-T1cosθ)가 되는 것을 특징으로 하는 보안 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    베이스 밴드의 적어도 하나의 세트는 곡선인 것을 특징으로 하는 보안 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    드러내는 라인 격자는 곡선인 것을 특징으로 하는 보안 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    보안 장치의 구별을 가능하게 하는 변환 파라미터의 세트에 따라, 베이스층과 드러내는 층이 비선형적으로 기하학적으로 변환되는 것을 특징으로 하는 보안 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    베이스층은, 오리엔테이션 파라미터, 주기 파라미터 및 기하학적 변환 파라미터의 그룹으로부터 선택된 서로 다른 파라미터에 의해 특징지워지는 베이스 밴드의 다중 세트를 구비하는 것을 특징으로 하는 보안 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    드러내는 라인 격자는, 연속적인 라인, 도트 라인, 끊긴 라인 및 부분적으로 천공된 라인의 그룹으로부터 선택된 라인을 구비하는 것을 특징으로 하는 보안 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    베이스층은 복합 얽힘 패턴을 구비하고, 베이스층의 상부에서 드러내는 층을 이동시키는 것은 복합 얽힘 패턴의 변환되고 혼합된 사례를 구비하는 모아레 패턴을 만드는 것을 특징으로 하는 보안 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    기준 모아레 패턴은, 진정한 것으로 알려진 아이템에서의 베이스층과 드러내는 층의 중첩에서 사전에 관찰된 기억된 기준 모아레 패턴이고, 모아레 패턴과 기준 모아레 패턴을 비교하는 것은 시각화에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 보안 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    베이스층은 불투명 지지대 상에 이미지화되고 드러내는 층은 투명 지지대 상에 이미지화되는 것을 특징으로 하는 보안 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    베이스층과 드러내는 층은 동일한 아이템의 서로 다른 영역 상에 위치해 있고, 그것에 의해서 상기 아이템의 베이스층과 드러내는 층의 중첩에 의해 수행될 모아레 패턴의 시각화를 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 보안 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    베이스층은 이미지를 지지대 상에 전사하는 처리에 의해 만들어지며, 상기 처리는 리소그래피 처리, 포토리소그래피 처리, 포토그래피 처리, 전자포토그래피 처리, 조각 처리, 에칭 처리, 천공 처리, 돋을새김 처리, 잉크젯 처리 및 안료 승화 처리를 구비하는 세트로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 보안 장치.
  14. 제 1항에 있어서,
    베이스층은, 투명한 장치, 불투명한 장치, 광학적으로 가변하는 장치 및 회절 장치의 세트로부터 선택된 요소에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 보안 장치.
  15. 제 1항에 있어서,
    드러내는 층은, 투명 라인을 가진 불투명 플라스틱과, 실린더형 마이크로렌즈와, 실린더형 마이크로렌즈의 기능을 하는 회절 장치를 구비하는 그룹으로부터 선택된 요소인 것을 특징으로 하는 보안 장치.
  16. 제 1항에 있어서,
    베이스층은, 은행권, 수표, 신탁 증서, 신원확인 카드, 여권, 여행 서류, 표, 광 디스크, 제품, 제품 상에 붙여진 라벨 및 제품의 패키지를 구비하는 그룹으로부터 선택된 아이템 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 보안 장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    베이스층과 드러내는 층을 구비하는 세트로부터 선택된 적어도 하나의 층은 제품 상에 위치하고, 동일 세트로부터 선택된 적어도 하나의 다른 층은 제품의 패키지 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 보안 장치.
  18. 제 1항에 있어서,
    베이스층은 위치에 따라 칼라가 점진적으로 변하는 패턴을 구비하며, 그에 따라 층 중첩에서 위치에 따라 칼라가 변하는 모아레 패턴을 만들어내는 것을 특징으로 하는 보안 장치.
  19. 제 1항에 있어서,
    베이스층은 위치에 따라 형상이 점진적으로 변하는 패턴을 구비하며, 그에 따라 층 중첩에서 위치에 따라 역시 형상이 변하는 모아레 패턴을 만들어내는 것을 특징으로 하는 보안 장치.
  20. 제 1항에 있어서,
    베이스층은, 형상이 국지 강도에 따라 변하며 가변적인 강도의 이미지를 형성하는 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 보안 장치.
  21. 제 1항에 있어서,
    베이스층은, 형상이 국지 칼라에 따라 변하며 가변적인 칼라의 이미지를 형성하는 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 보안 장치.
  22. 제 1항에 있어서,
    베이스층은 베이스 밴드 패턴을 편입시킨 디더 매트릭스로 디더된 이미지를 구비하며, 드러내는 층이 없으면 이미지가 나타나고 드러내는 층이 있으면 아이템의 진정을 증명할 수 있게 하는 모아레 패턴이 나타나는 것을 특징으로 하는 보안 장치.
  23. 제 22항에 있어서,
    이미지는 서류 소지자의 사진이며 드러난 모아레 패턴은 서류 상에 인쇄된 정보에 관련되어 있는 것을 특징으로 하는 보안 장치.
  24. 제 1항에 있어서,
    베이스층 패턴은 적어도 하나의 비표준적인 잉크를 이용하여 인쇄되어 있고, 따라서 통상의 사진 복사기 및 데스크탑 시스템에서 이용 가능한 표준적인 청록색, 마그네타색, 황색 및 흑색 인쇄 칼라를 이용한 정확한 복제를 어렵게 만들며, 상기 비표준적인 잉크는 전체 칼라 잉크에서 불투명 잉크, 형광 잉크, 진주빛 잉크, 금속및 잉크 및 자외선 하에서 눈에 보이는 잉크를 구비하는 세트로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 보안 장치.
  25. a) 전기한 항들 중 어느 한 항에 따라 보안 장치를 제공하는 단계;
    b) 베이스층과 드러내는 층을 중첩하여 모아레 패턴을 만드는 단계; 및
    c) 상기 모아레 패턴과 기준 모아레 패턴을 비교하고, 비교에 의존하여 아이템을 접수 또는 거부하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는, 서류 및 물품의 그룹으로부터 선택된 아이템의 인증 방법.
  26. 제 25항에 있어서,
    베이스층의 상부에서 드러내는 층을 이동시는 부가적인 단계는, 오리엔테이션 및 속력이 베이스 밴드 및 라인 격자의 오리엔테이션 및 주기 파라미터에 의존하는 모아레 패턴 동영상을 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 25항에 있어서,
    베이스 밴드는 하프톤된 이미지의 부분이고, 드러내는 층이 없으면 하프톤된 이미지가 나타나고 베이스층의 상부에 드러내는 층을 중첩시키는 것은 모아레 패턴이 눈에 보이게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제 25항에 있어서,
    모아레 패턴은 영숫자의(alphanumerical) 문자로 만들어진 코드를 산출하고, 모아레 패턴과 기준 모아레 패턴을 비교하는 것은 상기 아이템 상에 위치한 기준 코드와 상기 코드를 비교하는 것에 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제 25항에 있어서,
    모아레 패턴은 영숫자의 문자로 만들어진 암호화된 코드를 산출하고, 모아레 패턴과 기준 모아레 패턴을 비교하는 것은 상기 코드를 해독하는 부가적인 단계를 필요로 하는 것을 특징으로 하는 방법.
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