RU2722335C1

RU2722335C1 - Method of authenticating and manufacturing quality of protective holograms made based on diffraction microstructures, and device for implementation thereof

Info

Publication number: RU2722335C1
Application number: RU2019124378A
Authority: RU
Inventors: Виктор Павлович Бессмельцев; Вадим Викторович Вилейко; Михаил Викторович Максимов
Priority date: 2019-07-29
Filing date: 2019-07-29
Publication date: 2020-05-29

Abstract

FIELD: physics.SUBSTANCE: invention relates to creation of a method and a device intended for measurement of main parameters of synthesized protective holograms made based on diffraction microstructures, for the purpose of expert analysis of authenticity and quality control of manufacturing of these holograms, which can be made on different carriers, such as metal and glass substrates, thin polymer films with metal sputtering and without it, polymer laminating films, and can be located on documents, banknotes or package of protected products. Authenticity and manufacturing quality of the synthesized protective holograms is determined by comparing the measured basic parameters of the diffraction microstructures, contained in the analysed protective hologram as with the measured parameters of the diffraction microstructures contained in the reference hologram reference sample, and with a project for making a hologram, prepared in a corresponding design system or with a description of a hologram, obtained by direct measurements using a high-resolution microscope or X-ray equipment.EFFECT: high quality of authenticating, wider number of determined parameters of protective hologram of diffraction microstructures.6 cl, 1 tbl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области создания способов и оптико-электронных устройств, предназначенных для обнаружения, измерения параметров, регистрации, экспертного анализа подлинности и качества изготовления цифровых синтезированных защитных голограмм, выполненных на основе дифракционных микроструктур.The invention relates to the field of creating methods and optoelectronic devices for detecting, measuring parameters, recording, expert analysis of the authenticity and quality of manufacturing digital synthesized protective holograms made on the basis of diffraction microstructures.

При изготовлении защитных голограмм широкое распространение получила технология цифрового синтеза, при котором проект голограммы рассчитывается методами математического моделирования интерференционной картины, видимой наблюдателем.In the manufacture of protective holograms, digital synthesis technology has become widespread, in which the hologram project is calculated using mathematical modeling of the interference pattern seen by the observer.

Такие голограммы состоят из дифракционных оптических микроструктур -элементов заданной формы, размер которых выбирается меньшим, чем может различить невооруженный глаз наблюдателя (типичное значение 10-100 мкм), площадь внутри контура каждого элемента заполнен дифракционной решеткой с заданным периодом и углом поворота относительно выбранного направления в плоскости поверхности голограммы. Такие элементы в литературе часто называют голопикселями.Such holograms consist of diffractive optical microstructures - elements of a given shape, the size of which is chosen smaller than the naked eye of the observer can distinguish (a typical value of 10-100 μm), the area inside the contour of each element is filled with a diffraction grating with a given period and rotation angle relative to the selected direction in hologram surface planes. Such elements in the literature are often called holopixels.

При освещении голограмм, состоящих из голопикселей с различными периодами дифракционных решеток и углами поворота источником света, дифрагированный на каждом структурном элементе голограммы свет при наблюдении невооруженным глазом образует синтезированное изображение или ряд изображений, информационная составляющая которых зависит от спектра освещающего источника и углов освещения и наблюдения.When holograms consisting of holopixels with different periods of diffraction gratings and angles of rotation are illuminated by a light source, the light diffracted on each structural element of the hologram when observed with the naked eye forms a synthesized image or a series of images, the information component of which depends on the spectrum of the illuminating source and the angles of illumination and observation.

Выполненные по такой технологии синтезированные защитные голограммы, в зарубежной литературе называемые DOVID (Diffractive Optically Variable Image Device -дифракционное оптическое устройство с переменным изображением), далее по тексту для краткости называемые голограммами, позволяют получать яркое и качественное изображение при освещении голограмм некогерентным белым светом, а также имеют хорошо отработанную технологию их изготовления и тиражирования. Макроструктура таких голограмм, включающая расположение, размеры и форму голопикселей или структурных элементов, заполненных дифракционными решетками одного типа, зависит от примененного для изготовления защитной голограммы технологического оборудования. При использовании технологического оборудования типа дот-матрикс, голопиксели имеют овальную или прямоугольную форму с диапазоном периодов дифракционных решеток 0.6-2 мкм и характерным размером голопикселей от 10×10 до 500×500 мкм² (Одинокое С.Б. Методы и оптикоэлектронные приборы для автоматического контроля подлинности защитных голограмм. Москва: Техносфера, 2013. -176 с). Для изготовления более сложных голограмм используется технология электронно-лучевой литографии, разрешающая способность которой существенно выше и составляет 0.1-0.2 мкм. При использовании технологии электронно-лучевой литографии возможна запись голограммы структурными элементами практически любой формы, например, часто используются плотные упаковки из пикселей шестиугольной формы и фигур Эшера, дифракционные и недифракционные микротексты, тонкие линии и другие художественные и защитные элементы.The synthesized protective holograms made using this technology are called DOVID (Diffractive Optically Variable Image Device) in foreign literature, hereinafter referred to as holograms for brevity, they provide a bright and high-quality image when the holograms are illuminated with incoherent white light, and also have a well-developed technology for their manufacture and replication. The macrostructure of such holograms, including the location, size, and shape of holopixels or structural elements filled with the same type of diffraction gratings, depends on the technological equipment used to produce the protective hologram. When using technological equipment such as dot-matrix, holo-pixels have an oval or rectangular shape with a range of periods of diffraction gratings of 0.6-2 μm and a characteristic size of holo-pixels from 10 × 10 to 500 × 500 μm ² (Odinokoe S.B. Methods and optoelectronic devices for automatic authentication of protective holograms. Moscow: Technosphere, 2013. -176 c). For the production of more complex holograms, the technology of electron beam lithography is used, the resolution of which is much higher and is 0.1-0.2 microns. Using electron beam lithography technology, it is possible to record a hologram with structural elements of almost any shape, for example, dense packages of hexagonal pixels and Escher figures, diffractive and non-diffractive microtexts, thin lines and other artistic and protective elements are often used.

Известные методы исследования образцов голограмм, можно разделить на методы микроскопического исследования, в которых исследование проводится прямым изучением голограммы с помощью высокоразрешающей оптической микроскопии, и дифракционные методы, в которых регистрируются и исследуются дифракционные картины, полученные от голограммы или ее элементов при различных условиях освещения.Known methods for studying hologram samples can be divided into microscopic methods, in which the study is conducted by directly studying the hologram using high-resolution optical microscopy, and diffraction methods, which record and study diffraction patterns obtained from the hologram or its elements under various lighting conditions.

Исследование голограммы с применением методов оптической микроскопии требует разрешения периодов дифракционных решеток в субмикронном диапазоне, что подразумевает применение высокоапертурных объективов с большой кратностью (60-100Х). Такие объективы, как правило, имеют малое поле зрения, составляющее 100-200 мкм, малый рабочий отрезок и глубину фокуса. Типичное время сканирования зоны размером 100×100 мкм² одноканальным конфокальным микроскопом с размерностью поля сканирования 500×500 пикселей, составляет 2-10 сек, следовательно, скорость сканирования образца составит не менее 3 часа/см². Это приводит к тому, что как время сканирования всей площади голограммы, составляющей несколько см², так и объем подлежащих сохранению и дальнейшей обработке исходных данных, оказываются достаточно большими и во многих случаях неприемлемыми. Существенным недостатком метода оптической микроскопии является то, что при использовании высокоапертурных объективов для микроскопического исследования голограмм, выполненных, как правило, на тонких прозрачных пленках, поверхность образца голограммы приходится исследовать через тонкую пленку - носитель или ламинирующую пленку, которые вносят значительные аберрации, что существенно снижает разрешение и контраст полученного изображения, и, следовательно, эффективность микроскопического исследования. Также при сканировании всей площади поверхности голограммы с применением высокоапертурных объективов возникает проблема фокусировки объектива на поверхности образца, так как глубина фокуса для таких объективов составляет единицы мкм при рабочем отрезке объектива 100-500 мкм, что вносит дополнительные трудности при использовании данного метода для большинства исследуемых образцов голограмм.The study of a hologram using optical microscopy methods requires resolution of the periods of diffraction gratings in the submicron range, which implies the use of high-aperture lenses with a large magnification (60-100X). Such lenses, as a rule, have a small field of view of 100-200 microns, a small working distance and the depth of focus. A typical scanning time of a zone 100 × 100 μm in size with a ² -channel confocal microscope with a scanning field dimension of 500 × 500 pixels is 2-10 seconds, therefore, the scanning speed of the sample will be at least 3 hours / cm ² . This leads to the fact that both the scanning time of the entire area of the hologram, amounting to several cm ² , and the volume of the source data to be stored and further processed turn out to be quite large and in many cases unacceptable. A significant drawback of the optical microscopy method is that when using high-aperture lenses for microscopic investigation of holograms, which are usually performed on thin transparent films, the surface of the hologram sample must be examined through a thin film - a carrier or a laminating film, which introduce significant aberrations, which significantly reduces resolution and contrast of the resulting image, and therefore the effectiveness of microscopic examination. Also, when scanning the entire surface area of a hologram using high-aperture lenses, the problem of focusing the lens on the sample surface arises, since the focus depth for such lenses is units of microns with a working segment of the lens of 100-500 microns, which introduces additional difficulties when using this method for most of the studied samples holograms.

Методы исследования голограмм, использующие регистрацию и анализ дифракционных картин, представлены разнообразием конструкции типа осветителей и методов регистрации.Hologram research methods using registration and analysis of diffraction patterns are represented by a variety of designs such as illuminators and registration methods.

Известно техническое решение, описанное в способе проверки голограмм и в устройстве для его реализации (Патент US7925096 «Method and apparatus for validating holograms», МПК G06K 9/76, опубликовано 18.06.2009). В данном техническом решении предложен способ и устройство для определения наличия голограммы посредством сканирования под несколькими углами засветки и регистрации (как минимум, 2 источника излучения или как минимум 2 приемника излучения), после чего изображения, полученные при разных угловых положениях излучателей или приемников, попиксельно вычитаются, и, в случае превышения значением яркости полученного разностного изображения установленного порога, голограмма признается подлинной. Также предложены варианты с использованием одного приемника и вращением исследуемого объекта или источников излучения.A technical solution is known that is described in the method for checking holograms and in a device for its implementation (Patent US7925096 "Method and apparatus for validating holograms", IPC G06K 9/76, published 06/18/2009). This technical solution proposes a method and apparatus for determining the presence of a hologram by scanning at several angles of illumination and recording (at least 2 radiation sources or at least 2 radiation receivers), after which images obtained at different angular positions of the emitters or receivers are subtracted pixel by pixel , and if the brightness value of the received differential image exceeds the set threshold, the hologram is recognized as genuine. Also proposed are options using a single receiver and rotating the test object or radiation sources.

Недостатком известного технического решения является недостаточная степень достоверности определения подлинности голограммы, так как оно позволяет только разделить объекты, выполненные в виде голограмм и объекты, не являющиеся голограммой, например, выполненные печатным способом.A disadvantage of the known technical solution is the insufficient degree of reliability of determining the authenticity of a hologram, since it only allows you to separate objects made in the form of holograms and objects that are not a hologram, for example, made in print.

Известно техническое решение, представленное в способе считывания и проверки подлинности голограмм и устройстве для его реализации (Патент US6832003 «Method and apparatus for reading and verifying holograms», МПК G06K 7/10; G06K 9/00; G07F 7/08; G03H 1/22; G06K 19/06; G06K 9/76, опубликовано 14.12.2004). Согласно предложенной схеме, свет от источника лазерного излучения фокусируется на поверхности исследуемого образца голограммы.A technical solution is known that is presented in a method for reading and verifying the authenticity of holograms and a device for its implementation (Patent US6832003 "Method and apparatus for reading and verifying holograms", IPC G06K 7/10; G06K 9/00; G07F 7/08; G03H 1 / 22; G06K 19/06; G06K 9/76, published December 14, 2004). According to the proposed scheme, the light from the laser radiation source is focused on the surface of the studied hologram sample.

Дифрагированный на образце голограммы свет через разделитель пучка отображается на матричный фотоприемник, который регистрирует дифракционную картину, определяемую структурой исследуемого образца голограммы. Зарегистрированная дифракционная картина сравнивается с эталонной, и, на основании этого сравнения, делается вывод о подлинности исследуемого образца голограммы. Исследуемый образец голограммы может линейно перемещаться в ХУ плоскости для сканирования нескольких предварительно определенных областей исследуемой голограммы.The light diffracted on the hologram sample through the beam splitter is displayed on a matrix photodetector, which registers the diffraction pattern determined by the structure of the hologram sample under study. The registered diffraction pattern is compared with the reference one, and, based on this comparison, a conclusion is drawn about the authenticity of the investigated hologram sample. The studied hologram sample can be linearly moved in the XU plane to scan several predefined areas of the studied hologram.

Такой принцип реализован в Универсальном сканере голограмм (UHS) (Testing the Universal Hologram Scanner, Published in the Keesing Journal of Documents & Identity, Issue 12, 2005, pp. 7-10 (authorized text version)), который с 2000 года используется для судебных расследований в Counterfeiting Intelligence Bureau, входящем в подразделение службы коммерческих преступлений Международной торговой палаты (ICC) в Лондоне.This principle is implemented in the Universal Hologram Scanner (UHS) (Testing the Universal Hologram Scanner, Published in the Keesing Journal of Documents & Identity, Issue 12, 2005, pp. 7-10 (authorized text version)), which has been used since 2000 judicial investigations at the Counterfeiting Intelligence Bureau, a division of the Commercial Crimes Division of the International Chamber of Commerce (ICC) in London.

Недостатком данного устройства является то, что считывание исследуемой голограммы и сравнительный анализ пространственно-частотных спектров исследуемой и эталонной голограмм осуществляется только по конечному числу малых зон в пределах полной площади голограммы и не позволяет получить информацию о форме, размерах и расположении структурных элементов голограммы, что существенно снижает эффективность предложенного метода.The disadvantage of this device is that the reading of the studied hologram and comparative analysis of the spatial-frequency spectra of the studied and reference holograms is carried out only by a finite number of small zones within the full area of the hologram and does not allow obtaining information about the shape, size and location of the structural elements of the hologram, which is essential reduces the effectiveness of the proposed method.

Известно техническое решение сравнения изображения поверхности объекта, содержащего голограмму с изображением поверхности эталонного объекта, также содержащую голограмму (Патент ЕР3054429 «Photometric dovid comparison», МПК G07D 7/20, G07D 7/12, опубликовано 10.08.2016 г.), выбранное в качестве прототипа. В предложенном техническом решении вся поверхность исследуемой голограммы последовательно освещается источниками излучения, расположенными под различными углами по горизонтали и по вертикали (ϕ, θ), относительно поверхности исследуемой голограммы, где угол ϕ обозначает направление падения света относительно выбранного направления на поверхности голограммы (азимутальный угол), а θ представляет собой угол возвышения источника света над поверхностью голограммы (зенитный угол). При освещении поверхности исследуемой голограммы последовательно каждым из источников излучения, блоком записи изображений регистрируются цифровые изображения поверхности исследуемой голограммы одинакового размера, по одному цифровому изображению для каждого освещающего поверхность голограммы источника излучения. Из зарегистрированных цифровых изображений формируется стек цифровых изображений одинакового размера, в котором количество цифровых изображений соответствует количеству расположенных под разными углами к поверхности голограммы источников излучения, для каждого пиксела с координатами х и у в стеке цифровых изображений вычисляется функция распределения освещенности, которая указывает, насколько сильно в соответствующей данному пикселю области голограммы отображается свет от всех, расположенных под разными углами ϕ, θ источников излучения.A technical solution is known for comparing a surface image of an object containing a hologram with a surface image of a reference object also containing a hologram (Patent EP3054429 “Photometric dovid comparison”, IPC G07D 7/20, G07D 7/12, published 08/10/2016), selected as prototype. In the proposed technical solution, the entire surface of the hologram under study is illuminated sequentially by radiation sources located at different horizontal and vertical angles (ϕ, θ) relative to the surface of the hologram under study, where the angle ϕ indicates the direction of light incidence relative to the selected direction on the hologram surface (azimuthal angle) , and θ represents the elevation angle of the light source above the hologram surface (zenith angle). When illuminating the surface of the investigated hologram in sequence with each of the radiation sources, the image recording unit records digital images of the surface of the investigated hologram of the same size, one digital image for each illuminating surface of the hologram of the radiation source. From the registered digital images, a stack of digital images of the same size is formed, in which the number of digital images corresponds to the number of radiation sources located at different angles to the surface of the hologram, for each pixel with x and y coordinates in the digital image stack, the illumination distribution function is calculated, which indicates how much in the region of the hologram corresponding to this pixel, light from all radiation sources located at different angles ϕ, θ is displayed.

При вычислении функции распределения освещенности узловыми точками являются проекции точек размещения источников излучения на плоскость, включающую поверхность исследуемой голограммы, для построения функции распределения освещенности между узловыми точками используется интерполяция. Функции распределения освещенности подлинных образцов голограмм имеют характерную эллиптическую форму, которая оценивается по параметрам угла ориентации и эллиптичности. Вычисление этих параметров для каждого пиксела осуществляется с помощью взвешенного метода главных компонент в координатах функции распределения освещенности, где измеренные значения интенсивности служат в качестве весов двумерных координат направления на узловые точки функции распределения освещенности. Используя результат указанных вычислений создается характеристическое изображение того же размера, что и зарегистрированные цифровые изображения, в котором каждому пикселу с координатами х и у присваивается значение вычисленных характеристических параметров угла ориентации и эллиптичности функции распределения освещенности для соответствующего пиксела с координатами х и у в стеке цифровых изображений.When calculating the illumination distribution function, the nodal points are the projections of the radiation source distribution points onto a plane that includes the surface of the hologram under study; interpolation is used to construct the illumination distribution function between the nodal points. The illumination distribution functions of genuine hologram samples have a characteristic elliptical shape, which is estimated by the parameters of the orientation angle and ellipticity. The calculation of these parameters for each pixel is carried out using the weighted principal component method in the coordinates of the illumination distribution function, where the measured intensity values serve as weights of the two-dimensional coordinates of the direction to the nodal points of the illumination distribution function. Using the result of these calculations, a characteristic image of the same size as registered digital images is created, in which each pixel with x and y coordinates is assigned a value of the calculated characteristic parameters of the orientation angle and ellipticity of the illumination distribution function for the corresponding pixel with x and y coordinates in the digital image stack .

Как для исследуемого образца, так и для эталонного образца голограмм, при одинаковых условиях освещения и регистрации изображений, строятся характеристические изображения, на основании которых производится сравнение исследуемого и эталонного образцов голограмм, в частности, при помощи сравнения гистограмм частоты встречаемости значений характеристического признака (доминирующего угла ориентации, эллиптичности) в пределах определенного диапазона значений по всей площади поверхности исследуемого и эталонного образцов голограмм. Также предложено осуществлять сравнение Фурье-образов гистограмм исследуемого и эталонного образцов голограмм.For both the test sample and the reference hologram sample, under the same lighting conditions and image registration, characteristic images are constructed, based on which the studied and reference hologram samples are compared, in particular, by comparing the histograms of the frequency of occurrence of the characteristic attribute values (dominant angle orientation, ellipticity) within a certain range of values over the entire surface area of the investigated and reference hologram samples. It is also proposed to compare the Fourier transforms of the histograms of the studied and reference hologram samples.

Недостатком известного технического решения для определения подлинности защитной голограммы является то, что:A disadvantage of the known technical solution for determining the authenticity of a protective hologram is that:

1. Отсутствует возможность определения таких важных параметров голограммы, как технология изготовления исследуемого образца голограммы, геометрические размеры, расположение и форма дифракционных микроструктур, составляющих голограмму, а также их дифракционную эффективность, что существенно снижает возможности данного метода при его применении в задачах экспертного анализа и, в особенности, в задачах контроля качества изготовления голограмм.1. It is not possible to determine such important hologram parameters as the manufacturing technology of the investigated hologram sample, geometric dimensions, location and shape of the diffraction microstructures that make up the hologram, as well as their diffraction efficiency, which significantly reduces the capabilities of this method when applied in expert analysis problems, and, in particular, in the tasks of quality control of manufacturing holograms.

2. Отсутствует возможность сравнения исследуемого образца голограммы с ее CAD моделью или иным описанием проекта голограммы.2. There is no possibility of comparing the studied sample of the hologram with its CAD model or other description of the design of the hologram.

3. Отсутствует возможность объединения и совместного анализа полученных с использованием рассматриваемого способа данных с данными, полученными при использовании других методов исследования образца голограммы (например, методов оптической микроскопии).3. There is no possibility of combining and joint analysis of data obtained using the method in question with data obtained using other methods for studying a hologram sample (for example, optical microscopy methods).

Перед авторами ставилась задача разработать способ и устройство для его реализации, предназначенного для измерения параметров составляющих голограмму структурных элементов - дифракционных микроструктур, с целью осуществления экспертного анализа подлинности и контроля качества изготовления исследуемого образца голограммы.The authors were tasked to develop a method and device for its implementation, designed to measure the parameters of the structural elements constituting the hologram - diffraction microstructures, in order to carry out expert analysis of the authenticity and quality control of the production of the studied hologram sample.

Поставленная задача решается тем, что способе определения подлинности и качества изготовления защитных голограмм, выполненных на основе дифракционных микроструктур, включающий использование устройства для его осуществления, содержащего основание; исследуемую защитную голограмму; блок регистрации изображений, включающий цифровую фотокамеру; мультиугловой осветитель, содержащий более одного некогерентного источника излучения, имеющих длину волны, лежащую в области спектральной чувствительности цифровой фотокамеры, и каждый из которых расположен под разными азимутальными и зенитными углами относительно поверхности исследуемой защитной голограммы, расположенной в поле зрения блока регистрации изображений; блок управления и обработки данных, управляющий включением некогерентных источников излучения мультиуглового осветителя, блоком регистрации изображений, цифровой фотокамерой; размещение исследуемой защитной голограммы в поле зрения блока регистрации изображений, освещение поверхности исследуемой защитной голограммы последовательно каждым из некогерентных источников излучения мультиуглового осветителя и регистрацию цифровой фотокамерой последовательности цифровых изображений зоны поверхности исследуемой защитной голограммы, попадающей в поле зрения блока регистрации изображений, создание блоком управления и обработки данных стека цифровых изображений поверхности исследуемой защитной голограммы одинакового размера, причем номер цифрового изображения в стеке цифровых изображений однозначно соответствует значениям угловых направлений некогерентного источника излучения мультиуглового осветителя, при освещении которым поверхности исследуемой защитной голограммы было зарегистрировано данное цифровое изображение, формирование блоком управления и обработки данных характеристического изображения, имеющего тот же размер, что и цифровые изображения в стеке, сравнение полученного характеристического изображения исследуемой защитной голограммы полученным при тех же условиях освещения и регистрации цифровых изображений характеристическим изображением эталонной защитной голограммы, принятие решения о соответствии исследуемой защитной голограммы установленным критериям подлинности, устройство выполняют дополнительно содержащим моторизированный двухкоординатный стол для размещения исследуемой защитной голограммы, и расположенный на основании и в плоскости, параллельной плоскости фокуса блока регистрации изображений, моторизированный привод вращения, который выполняют механически связанным с мультиугловым осветителем, моторизованным приводом линейного перемещения, который выполняют механически связанным с мультиугловым осветителем и блоком регистрации изображений и обеспечивающим перемещение мультиуглового осветителя и блока регистрации изображений в направлении, перпендикулярном плоскости фокуса блока регистрации изображений; а блок регистрации изображений выполняют дополнительно содержащим микрообъектив, оптическая ось которого перпендикулярна плоскости исследуемой защитной голограммы и тубусную линзу, которые выполняют расположенными по схеме прямого микроскопа и оптически связанными с цифровой фотокамерой, регулируемую диафрагму, которую выполняют расположенной вблизи задней фокальной плоскости микрообъектива, осветитель и светоделитель, которые выполняют расположенными по схеме освещения через микрообъектив; мультиугловой осветитель дополнительно выполняют с возможностью вращения вокруг оси, совпадающей с его осью симметрии и оптической осью микрообъектива, посредством моторизированного привода вращения, а конструкцию мультиуглового осветителя выполняют обеспечивающей пересечение угловых направлений световых пучков некогерентных источников излучения мультиуглового осветителя в точке, совпадающей с фокусом микрообьектива, при этом некогерентные источники излучения расположены в мультиугловом осветителе таким образом, чтобы некогерентные источники излучения с соседними угловыми положениями по зенитному углу имели разные угловые положения по азимутальному углу, некогерентные источники излучения дополнительно выполняют коллимированными и монохроматическими, при этом моторизированный двухкоординатный стол, блок регистрации изображений, моторизованный привод линейного перемещения и мультиугловой осветитель выполняют электрически связанными с блоком управления и обработки данных; кроме того дополнительно перед выполнением регистрации цифровых изображений при освещении исследуемой защитной голограммы каждым из коллимированных монохроматических некогерентных источников излучения мультиуглового осветителя, при включенном осветителе и открытой регулируемой диафрагме, наблюдают изображение поверхности исследуемой защитной голограммы в отраженном свете и посредством моторизованного привода линейного перемещения производят фокусировку блока регистрации изображений на поверхность исследуемой защитной голограммы; выбирают область исследования, выполняют разделение области исследуемой защитной голограммы на зоны, размер которых равен размеру поля зрения блока регистрации изображений; диаметр апертуры регулируемой диафрагмы устанавливают близким к значению da=Fobj *tg (Δθ), где da - диаметр апертуры диафрагмы, Δθ -дискрета расположения некогерентных коллимированных монохроматических источников излучения мультиуглового осветителя по зенитному углу, Fobj - фокусное расстояние микрообъектива; а после регистрации цифровых изображений при выключенном осветителе и освещении исследуемой защитной голограммы каждым из некогерентных коллимированных монохроматических источников излучения мультиуглового осветителя производят вращение мультиуглового осветителя относительно оптической оси микрообъектива блока регистрации изображений в заранее выбранном направлении на угол, равный дискрете измерения угла ориентации дифракционных структур, далее выполняют повторение получения последовательности цифровых изображений и угловых перемещений мультиуглового осветителя в том же направлении на угол равный дискрете измерения угла ориентации дифракционных структур, пока угловые положения некогерентных коллимированных монохроматических источников излучения мультиуглового осветителя не займут все возможные значения угловых положений в диапазоне азимутальных углов от 0 до 360 градусов с дискретой азимутального угла, равной дискрете измерения угла ориентации дифракционных микроструктур, построение характеристического изображения производят таким образом, что для каждого пиксела характеристического изображения с координатами х, у определяют пару зенитных и азимутальных углов расположения некогерентного коллимированного монохроматического источника излучения θ_m, ϕ_m, при освещении которым поверхности исследуемой защитной голограммы, значение зарегистрированной интенсивности в стеке цифровых изображений для соответствующего пиксела максимальна и, исходя из значений этих углов, зарегистрированной максимальной интенсивности I_max(x,y), длины волны некогерентного коллимированного монохроматического источника излучения λ и номера регистрируемого порядка дифракции m, каждому пикселу характеристического изображения ставят в соответствие измеренные значения параметров максимальной интенсивности I_max(x,y), периода D(x,y), угла ориентации α(х,у) дифракционной структуры, геометрически расположенной в области поверхности исследуемой защитной голограммы, отображаемой данным пикселем функционального изображения, где α(х,у)=ϕ_m; D(x,y)=λ*m/sin(θ_m); затем выполняют перемещение исследуемой защитной голограммы моторизированным двухкоординатным столом на расстояние, равное или меньшее полю зрения блока регистрации изображений, и выполняют цикл, включающий, получение характеристического изображения и перемещение исследуемой защитной голограммы на следующую зону до тех пор, пока не будут получены характеристические изображения всех зон поверхности подлежащей исследованию области защитной голограммы, затем выполняют совмещение полученных характеристических изображений всех зон исследуемой области защитной голограммы в одно полное характеристическое изображение подлежащей исследованию защитной голограммы, при этом сравнение полученного характеристического изображения исследуемой защитной голограммы проводят с характеристическим изображением, рассчитанным в процессе математического моделирования эталонной защитной голограммы либо сравнение полученного характеристического изображения исследуемой защитной голограммы проводят с данными о форме, расположении, периодах и углах ориентации дифракционных микроструктур, содержащихся на поверхности эталонной защитной голограммы, полученными прямыми измерениями с помощью высокоразрешающего микроскопа или рентгеновского оборудования, при этом конструкцию мультиуглового осветителя выполняют содержащей некогерентные коллимированные монохроматические источники излучения, имеющие разные длины волн, лежащие в области спектральной чувствительности цифровой фотокамеры.The problem is solved in that a method for determining the authenticity and quality of manufacture of protective holograms made on the basis of diffraction microstructures, including the use of a device for its implementation, containing the base; investigated protective hologram; an image registration unit including a digital camera; a multi-angle illuminator containing more than one incoherent radiation source having a wavelength lying in the spectral sensitivity region of the digital camera, and each of which is located at different azimuthal and zenith angles relative to the surface of the investigated protective hologram located in the field of view of the image recording unit; a control and data processing unit that controls the inclusion of incoherent radiation sources of a multi-angle illuminator, an image registration unit, a digital camera; placing the investigated protective hologram in the field of view of the image recording unit, illuminating the surface of the studied protective hologram sequentially with each of the incoherent radiation sources of the multi-angle illuminator and registering with a digital camera a sequence of digital images of the surface area of the studied protective hologram falling into the field of view of the image recording unit, creating a control and processing unit data of a stack of digital images of the surface of the investigated protective hologram of the same size, and the number of the digital image in the stack of digital images uniquely corresponds to the values of the angular directions of the incoherent radiation source of the multi-angle illuminator, during which the given digital image was recorded on the surface of the studied protective hologram, formation of a characteristic and control unit images having the same size as digital images on the stack, comparison n of the obtained characteristic image of the investigated protective hologram, obtained under the same lighting conditions and registration of digital images, the characteristic image of the reference protective hologram, the decision is made on the compliance of the studied protective hologram with the established criteria of authenticity, the device is additionally equipped with a motorized two-coordinate table for placement of the studied protective hologram, and located on the base and in a plane parallel to the focus plane of the image recording unit, a motorized rotation drive that is mechanically coupled to the multi-angle illuminator, a motorized linear drive that is mechanically coupled to the multi-angle illuminator and the image registration unit and providing movement of the multi-angle illuminator and the image registration unit in the direction perpendicular to the focus plane of the image registration unit; and the image registration unit is additionally comprising a micro lens, the optical axis of which is perpendicular to the plane of the protective hologram under study and a tube lens, which are arranged according to the direct microscope scheme and optically connected to a digital camera, an adjustable aperture, which is performed near the rear focal plane of the micro lens, the illuminator and the beam splitter that perform arranged according to the lighting scheme through a micro lens; the multi-angle illuminator is additionally rotatable around an axis coinciding with its axis of symmetry and the optical axis of the micro-lens by means of a motorized rotation drive, and the multi-angle illuminator is designed to intersect the angular directions of the light beams of incoherent sources of multi-angle illuminator at a point that coincides with the focus of the micro-lens, when incoherent radiation sources are located in a multi-angle illuminator so that incoherent radiation sources with adjacent angular positions at the zenith angle have different angular positions at the azimuthal angle, incoherent radiation sources are additionally collimated and monochromatic, while the motorized two-coordinate table, image recording unit, motorized a linear displacement drive and a multi-angle illuminator are electrically connected to a control and data processing unit; In addition, before additionally registering digital images when illuminating the investigated protective hologram with each of the collimated monochromatic incoherent radiation sources of the multi-angle illuminator, when the illuminator is turned on and the diaphragm is open, an image of the surface of the investigated protective hologram in reflected light is observed and the recording unit is focused by means of a motorized linear displacement drive images on the surface of the investigated protective hologram; select the research area, perform the separation of the area of the investigated protective hologram into zones whose size is equal to the size of the field of view of the image registration unit; the diameter of the aperture of the adjustable aperture is set close to the value da = Fobj * tg (Δθ), where da is the diameter of the aperture of the diaphragm, Δθ is the discrete location of incoherent collimated monochromatic radiation sources of a multi-angle illuminator at the zenith angle, Fobj is the focal length of the micro lens; and after registering digital images with the illuminator turned off and illuminating the protective hologram under study, each of the incoherent collimated monochromatic monochromatic radiation sources of the multi-angle illuminator rotates the multi-angle illuminator relative to the optical axis of the micro-lens of the image registration unit in a preselected direction by an angle equal to the discrete of measuring the orientation angle of diffraction structures, then repetition of obtaining a sequence of digital images and angular displacements of the multi-angle illuminator in the same direction by an angle equal to the discrete of measuring the orientation angle of diffraction structures, until the angular positions of incoherent collimated monochromatic sources of multi-angle illuminator occupy all possible angular positions in the range of azimuthal angles from 0 to 360 degrees with a discrete azimuthal angle equal to the discrete of measuring the orientation angle of diffraction microstructures The characteristic image is produced in such a way that for each pixel of the characteristic image with x, y coordinates, a pair of zenith and azimuthal angles of incoherent collimated monochromatic radiation source θ _m , ϕ _m is determined, upon which the surface of the protective hologram under study is illuminated, the value of the registered intensity in the digital image stack for the corresponding pixel is maximum and, based on the values of these angles, the recorded maximum intensity I _{max (x, y)} , the wavelength of the incoherent collimated monochromatic radiation source λ and the number of the recorded diffraction order m, each pixel of the characteristic image is associated with the measured values of the maximum intensity parameters I _{max (x, y)} , period D (x, y), orientation angle α (x, y) of the diffraction structure geometrically located in the surface region of the investigated protective hologram displayed by the given pixel function image, where α (x, y) = ϕ _m ; D (x, y) = λ * m / sin (θ _m ); then, the studied protective hologram is moved by the motorized two-coordinate table by a distance equal to or less than the field of view of the image registration unit, and a cycle is performed that includes obtaining a characteristic image and moving the studied protective hologram to the next zone until characteristic images of all zones are obtained the surface of the protective hologram region to be investigated, then the obtained characteristic images of all areas of the studied area of the protective hologram are combined into one full characteristic image of the protective hologram to be studied, and the obtained characteristic image of the studied protective hologram is compared with the characteristic image calculated in the process of mathematical modeling of the reference protective hologram holograms or a comparison of the obtained characteristic image of the investigated protective hologram is carried out with data on the location, periods, and orientation angles of diffraction microstructures contained on the surface of the reference protective hologram obtained by direct measurements using a high-resolution microscope or X-ray equipment, while the design of the multi-angle illuminator is made with incoherent collimated monochromatic radiation sources having different wavelengths lying in the region spectral sensitivity of a digital camera.

Способ реализуется с помощью устройства для определения подлинности и качества изготовления защитных голограмм, выполненных на основе дифракционных микроструктур, содержащего основание; исследуемую защитную голограмму; блок регистрации изображений, включающий цифровую фотокамеру; мультиугловой осветитель, содержащий более одного некогерентного источника излучения, имеющих длину волны, лежащую в области спектральной чувствительности цифровой фотокамеры, и каждый из которых расположен под разными азимутальными и зенитными углами относительно поверхности исследуемой защитной голограммы, расположенной в поле зрения блока регистрации изображений; блок управления и обработки данных, управляющий включением некогерентных источников излучения мультиуглового осветителя, блоком регистрации изображений, цифровой фотокамерой, которое выполнено дополнительно содержащим моторизированный двухкоординатный стол для размещения исследуемой защитной голограммы, и расположенный на основании и в плоскости, параллельной плоскости фокуса блока регистрации изображений, моторизированный привод вращения, который выполнен механически связанным с мультиугловым осветителем, моторизованный привод линейного перемещения, который выполнен механически связанным с мультиугловым осветителем и блоком регистрации изображений и обеспечивающий перемещение мультиуглового осветителя и блока регистрации изображений в направлении, перпендикулярном плоскости фокуса блока регистрации изображений; а блок регистрации изображений выполнен дополнительно содержащим микрообъектив, оптическая ось которого перпендикулярна плоскости исследуемой защитной голограммы, тубусную линзу, которые выполнены расположенными по схеме прямого микроскопа и оптически связанными с цифровой фотокамерой, регулируемую диафрагму, которая выполнена расположенной вблизи задней фокальной плоскости микрообъектива, осветитель и светоделитель, которые выполнены расположенными по схеме освещения через микрообъектив; мультиугловой осветитель дополнительно выполнен с возможностью вращения вокруг оси, совпадающей с его осью симметрии и оптической осью микрообъектива, посредством моторизированного привода вращения, а конструкция мультиуглового осветителя выполнена обеспечивающей пересечение угловых направлений световых пучков некогерентных источников излучения мультиуглового осветителя в точке, совпадающей с фокусом микрообьектива, при этом некогерентные источники излучения расположены в мультиугловом осветителе таким образом, чтобы некогерентные источники излучения с соседними угловыми положениями по зенитному углу имели разные угловые положения по азимутальному углу, при этом некогерентные источники излучения дополнительно выполнены коллимированными и монохроматическими, при этом моторизированный двухкоординатный стол, блок регистрации изображений, моторизованный привод линейного перемещения и мультиугловой осветитель выполнены электрически связанными с блоком управления и обработки данных, при этом конструкция мультиуглового осветителя выполнена содержащей некогерентные коллимированные монохроматические источники излучения, имеющие разные длины волн, лежащие в области спектральной чувствительности цифровой фотокамеры.The method is implemented using a device for determining the authenticity and quality of manufacturing of protective holograms made on the basis of diffraction microstructures containing a base; investigated protective hologram; an image registration unit including a digital camera; a multi-angle illuminator containing more than one incoherent radiation source having a wavelength lying in the spectral sensitivity region of the digital camera, and each of which is located at different azimuthal and zenith angles relative to the surface of the investigated protective hologram located in the field of view of the image recording unit; a control and data processing unit that controls the inclusion of incoherent radiation sources of a multi-angle illuminator, an image registration unit, a digital camera, which is additionally equipped with a motorized two-coordinate table for placing the protective hologram under study, and located on the base and in a plane parallel to the focus plane of the image registration unit, motorized a rotation drive that is mechanically coupled to the multi-angle illuminator, a motorized linear motion drive that is mechanically coupled to the multi-angle illuminator and the image registration unit and providing movement of the multi-angle illuminator and the image registration unit in a direction perpendicular to the focal plane of the image registration unit; and the image registration unit is additionally comprising a micro lens, the optical axis of which is perpendicular to the plane of the protective hologram under study, a tube lens, which are arranged according to the direct microscope scheme and optically connected to a digital camera, an adjustable diaphragm, which is located near the rear focal plane of the micro lens, the illuminator and the beam splitter which are arranged in a lighting pattern through a micro lens; the multi-angle illuminator is additionally configured to rotate around an axis coinciding with its axis of symmetry and the optical axis of the micro-lens by means of a motorized rotation drive, and the multi-angle illuminator is designed to intersect the angular directions of light beams of incoherent radiation sources of the multi-angle illuminator at a point that coincides with the focus of the micro-lens, when incoherent radiation sources are located in a multi-angle illuminator so that incoherent radiation sources with adjacent angular positions at the zenith angle have different angular positions along the azimuthal angle, while incoherent radiation sources are additionally made collimated and monochromatic, while the motorized two-coordinate table, image registration unit , a motorized linear displacement drive and a multi-angle illuminator are made electrically connected to a control and data processing unit, while the design of a multi-angle illuminator is made containing incoherent collimated monochromatic radiation sources having different wavelengths lying in the spectral sensitivity region of a digital camera.

Техническим результатом изобретения является: повышение качества распознавания подлинности защитной голограммы, расширение количества определяемых параметров составляющих защитную голограмму дифракционных микроструктур, а так же расширение ассортимента средств данного назначения.The technical result of the invention is: improving the recognition quality of the authenticity of the protective hologram, expanding the number of defined parameters that make up the protective hologram of diffraction microstructures, as well as expanding the range of tools for this purpose.

На Фиг. 1 представлена блок-схема устройства для определения подлинности и качества изготовления защитных голограмм, выполненных на основе дифракционных микроструктур, где 1 - мультиугловой осветитель, 2 - некогерентный источник излучения, 3 - блок регистрации изображений, 4 - исследуемая защитная голограмма, 5 - основание, 6 - цифровая фотокамера, 7 - блок управления и обработки данных, 8 - микрообъктив, 9 - регулируемая диафрагма, 10 - светоделитель, 11 - тубусная линза, 12 - моторизированный привод вращения, 13 - моторизированный двухкоординатный стол, 14 - моторизированный привод линейного перемещения, 15 - осветитель. Стрелками с двойной сплошной линией на рисунке обозначены механические связи между элементами, стрелки со сплошными одинарными линиями обозначают электрические связи и стрелки с пунктирными линиями обозначают оптические связи между элементами блок-схемы.In FIG. 1 is a block diagram of a device for determining the authenticity and quality of manufacturing protective holograms made on the basis of diffraction microstructures, where 1 is a multi-angle illuminator, 2 is an incoherent radiation source, 3 is an image recording unit, 4 is a security hologram under study, 5 is a base, 6 - digital camera, 7 - control and data processing unit, 8 - micro lens, 9 - adjustable aperture, 10 - beam splitter, 11 - tube lens, 12 - motorized rotation drive, 13 - motorized two-coordinate table, 14 - motorized linear displacement drive, 15 - illuminator. Arrows with a double solid line in the figure indicate mechanical connections between elements, arrows with solid single lines indicate electrical connections, and arrows with dashed lines indicate optical connections between elements of the block diagram.

На Фиг. 2 представлена схема хода лучей в блоке регистрации изображений, где 2 - некогерентный источник излучения- 4 - исследуемая защитная голограмма, 6 - цифровая фотокамера, 8 - микрообъктив, 9 - регулируемая диафрагма, 10 - светоделитель, 11 - тубусная линза.In FIG. 2 is a diagram of the path of rays in the image registration unit, where 2 is an incoherent radiation source; 4 is a security hologram under study, 6 is a digital camera, 8 is a micro lens, 9 is an adjustable aperture, 10 is a beam splitter, 11 is a tube lens.

На Фиг. 3 представлена схема устройства для определения подлинности и качества изготовления защитных голограмм, выполненных на основе дифракционных микроструктур, где, 1 - мультиугловой осветитель 2 - некогерентный источник излучения, 3 - блок регистраций изображений, 4 - исследуемая защитная голограмма, 5- основание, 6 - цифровая фотокамера, 7 - блок управления и обработки данных, 8 - микрообъктив, 9 - регулируемая диафрагма, 10 - светоделитель, 11 - тубусная линза, 12 - моторизированный привод вращения, 13 - моторизированный двухкоординатный стол, 14 - моторизированный привод линейного перемещения, 15 - осветитель.In FIG. 3 is a diagram of a device for determining the authenticity and quality of manufacturing protective holograms made on the basis of diffraction microstructures, where, 1 is a multi-angle illuminator 2 is an incoherent radiation source, 3 is an image recording unit, 4 is a security hologram under study, 5 is a base, 6 is digital camera, 7 - control and data processing unit, 8 - micro-lens, 9 - adjustable aperture, 10 - beam splitter, 11 - tube lens, 12 - motorized rotation drive, 13 - motorized two-coordinate table, 14 - motorized linear displacement drive, 15 - illuminator .

На Фиг. 4 представлен пример реализации конструкции мультиуглового осветителя, содержащего 45 идентичных некогерентных источников излучения, разделенных на 3 одинаковых сектора, с угловым размером каждого сектора по азимутальному углу равным 120°, таким образом, каждый сектор содержит 15 некогерентных источников излучения.In FIG. Figure 4 shows an example of the construction of a multi-angle illuminator containing 45 identical incoherent radiation sources, divided into 3 identical sectors, with an angular size of each sector along the azimuthal angle equal to 120 °, so each sector contains 15 incoherent radiation sources.

(а) идентичные некогерентные источники излучения, направленные под разными углами к поверхности исследуемой голограммы, конструктивно расположены на поверхности полусферы. Круглые отверстия в корпусе мультиуглового осветителя являются местами размещения некогерентных источников излучения.(a) identical incoherent radiation sources directed at different angles to the surface of the hologram under study are structurally located on the surface of the hemisphere. The round openings in the multi-angle illuminator housing are locations for incoherent radiation sources.

(б) развертка части поверхности мультиуглового осветителя, некогерентные источники излучения одного сектора мультиуглового осветителя показанные кружками большего диаметра и обозначенные цифрами 2.1-2.15, расположены в 5 столбцах по 3 некогерентных источника излучения в каждом столбце, 16 - ось вращения мультиуглового осветителя, 17 - направление вращения мультиуглового осветителя. При вращении мультиуглового осветителя в указанном направлении, некогерентный источник изучения, например, обозначенный цифрой 2.5, при шаге углового перемещения, принятом равным угловому расстоянию между столбцами, займет последовательно, положения 2.5а, 2.5б, 2.5с, 2.5г. Одновременно происходит перемещение остальных некогерентных источников излучения мультиуглового осветителя и за 5 шагов перемещения по азимутальному угловому положению, источники излучения мультиуглового осветителя займут все возможные угловые положения по зенитному углу в пределах от конструктивно ограниченных максимального и минимального значения зенитного угла с конструктивно заданной дискретой зенитного угла, а по азимутальному углу все положения в диапазоне 0-360° с дискретой азимутального угла, заданной значением единичного углового перемещения по азимутальному углу.(b) a scan of a part of the surface of a multi-angle illuminator, incoherent radiation sources of one sector of a multi-angle illuminator shown by circles of larger diameter and indicated by numbers 2.1-2.15, located in 5 columns, 3 incoherent radiation sources in each column, 16 — axis of rotation of the multi-angle illuminator, 17 — direction rotation of a multi-angle illuminator. When the multi-angle illuminator rotates in the indicated direction, an incoherent source of study, for example, indicated by the number 2.5, with a step of angular displacement taken equal to the angular distance between the columns, will occupy successively the positions 2.5a, 2.5b, 2.5s, 2.5g. At the same time, the remaining incoherent radiation sources of the multi-angle illuminator are moved and in 5 steps of movement along the azimuthal angular position, the sources of radiation of the multi-angle illuminator will occupy all possible angular positions along the zenith angle ranging from the structurally limited maximum and minimum values of the zenith angle with a constructively defined discrete zenith angle, and along the azimuthal angle, all positions are in the range 0-360 ° with a discrete azimuthal angle specified by the value of a unit angular displacement along the azimuthal angle.

Принцип работы заявляемого способа определения подлинности и качества изготовления защитных голограмм, выполненных на основе дифракционных микроструктур, можно пояснить на основании работы устройства для определения подлинности и качества изготовления защитных голограмм, выполненных на основе дифракционных микроструктур. В предложенном техническом решении измеряемыми параметрами являются параметры заполняющих поверхность защитной голограммы 4 дифракционных микроструктур - период и угол ориентации штрихов дифракционных микроструктур, а также их дифракционная эффективность, расположение, геометрические размеры и форма.The principle of operation of the proposed method for determining the authenticity and quality of manufacturing of protective holograms made on the basis of diffraction microstructures can be explained on the basis of the device for determining the authenticity and quality of manufacturing of protective holograms made on the basis of diffraction microstructures. In the proposed technical solution, the measured parameters are the parameters of the 4 diffractive microstructures filling the surface of the protective hologram — the period and angle of orientation of the strokes of the diffractive microstructures, as well as their diffraction efficiency, location, geometric dimensions and shape.

Измерение параметров дифракционных микроструктур на поверхности исследуемой защитной голограммы 4 осуществляется посредством определения такого углового расположения некогерентного источника излучения 2, который дополнительно выполняют коллимированным и монохроматическим, освещающего поверхность исследуемой защитной голограммы, чтобы свет, продифрагировавший на дифракционных микроструктурах исследуемой защитной голограммы 4 и зарегистрированный цифровой фотокамерой 6, достигал максимального значения по сравнению с другими угловыми расположениями некогерентных источников излучения 2. Определив, таким образом, угол дифракции от некоторого структурного элемента на поверхности исследуемой защитной голограммы 4, можно определить такие параметры дифракционной решетки, заполняющей данную дифракционную микроструктуру, как период и направление штрихов решетки. Используемые источники излучения должны быть некогерентными для того, чтобы не возникало интерференционной картины, которая в данном случае является помехой. Для повышения достоверности измерений некогерентные источники излучения 2 также должны быть коллимированными и близкими к монохроматическим, с четко выраженным максимумом спектральной характеристики. Освещение поверхности исследуемой защитной голограммы 4 производится поочередным включением некогерентных источников излучения 2, расположенными под разными углами ϕ, θ к поверхности исследуемой защитной голограммы 4, где азимутальный угол ϕ обозначает направление падения света относительно выбранного направления на поверхности исследуемой защитной голограммы 4, а зенитный угол θ представляет собой угол возвышения источника света над поверхностью исследуемой защитной голограммы 4, отсчитываемый от нормали к поверхности исследуемой защитной голограммы 4. Интенсивность некогерентных источников излучения 2 откалибрована таким образом, чтобы нивелировать изменения освещенности поверхности исследуемой защитной голограммы 4 в зависимости от углового положения каждого некогерентного источника излучения 2 относительно поверхности исследуемой защитной голограммы 4 и технологического разброса характеристик некогерентных источников излучения 2. В каждый момент времени образец в виде исследуемой защитной голограммы 4 освещается только одним некогерентным источником излучения 2. Свет от каждого некогерентного источника излучения 2 дифрагирует на дифракционных решетках, заполняющих дифракционные микроструктуры, расположенные на поверхности исследуемой защитной голограммы 4 и регистрируется цифровой фотокамерой 6, входящим в состав блока регистрации изображений 3, причем цифровая фотокамера 6 выбрана так, чтобы приведенный к поверхности исследуемой защитной голограммы 4 размер пиксела цифровой фотокамеры 6 был существенно меньше размера структурных элементов на поверхности исследуемой защитной голограммы 4. Цифровая фотокамера 6 регистрирует последовательность цифровых изображений, по одному изображению для каждого из поочередно включаемых некогерентных источников излучения 2. При освещении поверхности защитной голограммы 4 некогерентным источником излучения 2 свет, дифрагированный на структурных элементах исследуемой защитной голограммы 4, попадает на цифровую фотокамеру 6 только при соблюдении следующих условий: зенитный угол 9 освещающего поверхность исследуемой защитной голограммы 4 некогерентным источником излучения 2 близок к углу выбранного для регистрации порядка дифракции при соответствующем значении периода дифракционной решетки и длины волны источника излучения, а азимутальный угол некогерентного источника излучения 2 ϕ близок к ортогональному к направлению штрихов дифракционной решетки на поверхности исследуемой защитной голограммы 4. На Фиг. 2 иллюстрируется схема хода лучей в блоке регистрации изображений 3 при построении изображения поверхности исследуемой защитной голограммы 4 на цифровой фотокамере 6. При соблюдении указанных условий свет, испытавший угловое отклонение на дифракционных структурах, расположенных на поверхности исследуемой защитной голограммы 4, распространяется в направлении, близком к нормали к поверхности исследуемой защитной голограммы 4 и попадает в микрообъектив 8 блока регистрации изображений 3, оптическая ось которого расположена также перпендикулярно к поверхности исследуемой защитной голограммы 4. Микрообъектив 8 и тубусная линза 11 в блоке регистрации изображений 3 расположены по схеме микроскопа, разрешающая способность которого выбрана таким образом, чтобы быть достаточной для определения положения, размеров и формы содержащих дифракционные решетки структурных элементов или голопикселей на поверхности исследуемой защитной голограммы 4. Микрообъектив 8 и тубусная линза 11 строят изображение области поверхности исследуемой защитной голограммы 4 в выбранном порядке дифракции на матричном фотоприемнике цифровой фотокамеры 6 блока регистрации изображений 3.The parameters of diffractive microstructures on the surface of the investigated protective hologram 4 are measured by determining the angular location of the incoherent radiation source 2, which is additionally performed collimated and monochromatic, illuminating the surface of the studied protective hologram so that the light diffracted on the diffraction microstructures of the studied protective hologram 4 and registered digital camera 6 , reached a maximum value in comparison with other angular arrangements of incoherent radiation sources 2. Thus, having determined the diffraction angle from a certain structural element on the surface of the protective hologram 4 under study, it is possible to determine such parameters of the diffraction grating filling this diffraction microstructure as the period and direction of strokes lattice. The radiation sources used must be incoherent so that there is no interference pattern, which in this case is an obstacle. To increase the reliability of measurements, incoherent radiation sources 2 should also be collimated and close to monochromatic, with a clearly pronounced maximum spectral characteristic. The surface of the investigated protective hologram 4 is illuminated by alternately switching on incoherent radiation sources 2 located at different angles ϕ, θ to the surface of the studied protective hologram 4, where the azimuthal angle ϕ indicates the direction of incidence of light relative to the chosen direction on the surface of the studied protective hologram 4, and the zenith angle θ represents the angle of elevation of the light source above the surface of the investigated protective hologram 4, counted from the normal to the surface of the studied protective hologram 4. The intensity of the incoherent radiation sources 2 is calibrated so as to level out changes in the illumination of the surface of the studied protective hologram 4 depending on the angular position of each incoherent radiation source 2 relative to the surface of the investigated protective hologram 4 and the technological spread of the characteristics of incoherent radiation sources 2. At each instant of time, the sample in the form of the studied The protective hologram 4 is illuminated by only one incoherent radiation source 2. The light from each incoherent radiation source 2 is diffracted by diffraction gratings filling the diffraction microstructures located on the surface of the studied protective hologram 4 and is recorded by a digital camera 6, which is part of the image registration unit 3, and digital the camera 6 is selected so that the pixel size of the digital camera 6 reduced to the surface of the investigated protective hologram 4 is substantially smaller than the size of the structural elements on the surface of the studied protective hologram 4. The digital camera 6 registers a sequence of digital images, one image for each of the alternately switched incoherent radiation sources 2. When illuminating the surface of the protective hologram 4 with an incoherent radiation source 2, the light diffracted by the structural elements of the studied protective hologram 4, enters the digital camera 6 only subject to the following conditions: the zenith angle 9 illuminating the surface of the investigated protective hologram 4 with an incoherent radiation source 2 is close to the angle of the diffraction order chosen for recording with the corresponding value of the diffraction grating period and the wavelength of the radiation source, and the azimuthal angle of the incoherent radiation source 2 ϕ is close to orthogonal to the direction of the strokes of the diffraction grating on the surface of the investigated protective hologram 4. In FIG. 2 illustrates the pattern of the ray path in the image recording unit 3 when constructing an image of the surface of the investigated protective hologram 4 on a digital camera 6. Under these conditions, the light that experienced angular deviation on diffraction structures located on the surface of the studied protective hologram 4 propagates in a direction close to normal to the surface of the investigated protective hologram 4 and enters the micro-lens 8 of the image registration unit 3, the optical axis of which is also perpendicular to the surface of the studied protective hologram 4. The micro-lens 8 and the tube lens 11 in the image registration unit 3 are arranged according to the microscope scheme, the resolution of which is selected so as to be sufficient to determine the position, size and shape of the structural elements or holopixels containing diffraction gratings on the surface of the protective hologram under study 4. A micro-lens 8 and a tube lens 11 build an image of area of the surface of the investigated protective hologram 4 in the selected diffraction order on the matrix photodetector of digital camera 6 of the image registration unit 3.

Сформированные в выбранном порядке дифракции изображения поверхности исследуемой защитной голограммы 4 регистрируются цифровой фотокамерой 6 блока регистрации изображений 3, при этом выделение нужного порядка дифракции и повышение угловой селективности устройства происходит на специально введенной в состав блока регистрации изображений регулируемой диафрагме 9. Свет от других порядков дифракции или свет от поверхности исследуемой защитной голограммы 4 в ситуации, когда зенитный угол θ некогерентного источника излучения 2 не равен углу выбранного для регистрации порядка дифракции или азимутальный угол ϕ некогерентного источника излучения 2 не ортогонален направлению штрихов дифракционных структур на поверхности исследуемой защитной голограммы 4, задерживается регулируемой диафрагмой 9 и не попадает на цифровую фотокамеру 6. Для более точного выделения максимума интенсивности принимаемого дифрагированного света в зависимости от углов падения на поверхность исследуемой защитной голограммы 4 света от некогерентных источников излучения мультиуглового осветителя 1, значение диаметра апертуры d_a регулируемой диафрагмы выбирается близким к значению d_a=F_obj *tg (Δθ), где d_a - диаметр апертуры регулируемой диафрагмы 9, F_obj - фокусное расстояние микрообъектива 8, Δθ - конструктивно заданное значение дискреты зенитного угла расположения некогерентных источников излучения 2 в мультиугловом осветителе 1. Используемое значение апертуры регулируемой диафрагмы 9 выбирается исходя из компромисса между повышением угловой селективности, определяющей точность измерения периодов и углов направления дифракционных микроструктур при уменьшении диаметра апертуры регулируемой диафрагмы 9, и увеличением уровня сигнала на цифровой фотокамере 6, а также повышением латерального разрешения изображений в случае увеличения диаметра апертуры регулируемой диафрагмы 9. При необходимости выполнения фокусировки блока регистрации изображений 3 на поверхности исследуемой защитной голограммы 4, поверхность исследуемой защитной голограммы 4 освещается специально введенным в состав заявляемого устройства осветителем 15. Изображение поверхности исследуемой защитной голограммы 4 при выполнении фокусировки наблюдается в рассеянном свете. Регулируемая диафрагма 9 при выполнении фокусировки полностью открыта, и диаметр апертуры регулируемой диафрагмы d_a равен или больше диаметра выходного зрачка микрообъектива 8, таким образом, регулируемая диафрагма 9 не ухудшает пространственное разрешение наблюдаемого в процессе фокусировки изображения поверхности исследуемой защитной голограммы 4 в отраженном свете. Светоделитель 10 предназначен для разделения света, попадающий на поверхность исследуемой защитной голограммы 4 от осветителя 15 и собираемого блоком регистрации изображений 3 света, рассеянного или дифрагированного на поверхности исследуемой защитной голограммы 4. Фокусировка осуществляется при помощи моторизированного привода линейного перемещения 14, одновременно перемещающего в направлении, совпадающим с нормалью к поверхности исследуемой защитной голограммы 4 и оптической осью микрообъектива 8, мультиугловой осветитель 1, и элементы блока регистрации изображений цифровой фотокамеры 6, микрообъктива 8, регулируемой диафрагмы 9, светоделителя 10 и тубусной линзы 11.The surface images of the security hologram 4 under study selected in the selected diffraction order are recorded by a digital camera 6 of the image registration unit 3, and the desired diffraction order is selected and the angular selectivity of the device is increased using an adjustable aperture specially introduced into the image registration unit 9. Light from other diffraction orders or the light from the surface of the investigated protective hologram 4 in a situation where the zenith angle θ of the incoherent radiation source 2 is not equal to the angle of the diffraction order chosen for recording or the azimuthal angle ϕ of the incoherent radiation source 2 is not orthogonal to the direction of the strokes of diffraction structures on the surface of the studied protective hologram 4 is delayed by the adjustable diaphragm 9 and does not get on a digital camera 6. To more accurately isolate the maximum intensity of the received diffracted light depending on the angles of incidence on the surface of the investigated protective hologram 4 light from incoherent radiation sources of a multi-angle illuminator 1, aperture diameter d_a aperture is selected close to d_a= F_obj * tg (Δθ), where d_a - diameter of the aperture of the adjustable diaphragm 9, F_obj - the focal length of the micro-lens 8, Δθ is the structurally specified value of the discrete zenith angle of incoherent radiation sources 2 in the multi-angle illuminator 1. The used aperture value of the adjustable aperture 9 is selected based on a compromise between the increase in angular selectivity, which determines the accuracy of measuring periods and angles of direction of diffraction microstructures with decreasing the diameter of the aperture of the adjustable aperture 9, and increasing the signal level on the digital camera 6, as well as increasing the lateral resolution of the images in case of increasing the diameter of the aperture of the adjustable aperture 9. If necessary, focus the image recording unit 3 on the surface of the investigated protective hologram 4, the surface of the studied protective hologram 4 illuminated by the illuminator 15 specially introduced into the inventive device. The image of the surface of the investigated protective hologram 4 when focusing is observed in scattered light. The adjustable aperture 9 is fully open when focusing, and the diameter of the aperture of the adjustable aperture d_a equal to or greater than the diameter of the exit pupil of the micro-lens 8, so the adjustable diaphragm 9 does not impair the spatial resolution of the surface of the protective hologram 4 being examined during focusing in reflected light. The beam splitter 10 is designed to separate the light falling on the surface of the investigated protective hologram 4 from the illuminator 15 and collected by the image recording unit 3 of the light scattered or diffracted on the surface of the studied protective hologram 4. Focusing is carried out using a motorized linear displacement drive 14, which simultaneously moves in the direction coinciding with the normal to the surface of the investigated protective hologram 4 and the optical axis of the micro-lens 8, multi-angle illuminator 1, and elements of the image recording unit of the digital camera 6, micro-lens 8, adjustable aperture 9, beam splitter 10 and tube lens 11.

Для каждой зоны поверхности исследуемой защитной голограммы 4, размер которой определен полем зрения блока регистрации изображений 3, создается последовательность, или стек цифровых изображений данной зоны поверхности исследуемой защитной голограммы 4, по одному изображению для каждого поочередно включаемых некогерентных источников излучения 2, затем из указанного стека изображений строится одно или несколько цифровых характеристических изображений того же размера, что и исходные цифровые изображения. Для каждого пиксела характеристического изображения определяется пара углов расположения некогерентных источников излучения 2 (ϕ_m, θ_m), при которых интенсивность зарегистрированного сигнала была максимальной, и для каждого пиксела характеристического изображения назначаются следующие параметры: координаты пиксела (х, у), угол ориентации α и период D штрихов дифракционных микроэлементов, интенсивность I_max, вариабельность V. Здесь под интенсивностью I_max понимается максимальная зарегистрированная интенсивность для пиксела с данными координатами в исходном стеке изображений, а период D однозначно определяется из зенитного угла некогерентного источника излучения 2 к поверхности исследуемой защитной голограммы 4 θ_m, длины волны некогерентного источника излучения 2 и выбранного для регистрации порядка дифракции:For each surface area of the investigated protective hologram 4, the size of which is determined by the field of view of the image registration unit 3, a sequence or digital image stack of this surface area of the studied protective hologram 4 is created, one image for each alternately incoherent radiation sources 2, then from the specified stack images, one or more digital characteristic images of the same size as the original digital images are built. For each pixel of the characteristic image, a pair of angles of location of incoherent radiation sources 2 (ϕ _m , θ _m ) is determined at which the intensity of the registered signal was maximum, and the following parameters are assigned for each pixel of the characteristic image: pixel coordinates (x, y), orientation angle α and period D of strokes of diffraction trace elements, intensity I _max , variability V. Here, intensity I _max is understood as the maximum recorded intensity for a pixel with these coordinates in the original image stack, and period D is uniquely determined from the zenith angle of an incoherent radiation source 2 to the surface of the protective hologram under study 4 θ _m , the wavelength of the incoherent radiation source 2 and the diffraction order selected for recording:

, где λ - длина волны некогерентного и источника излучения, m - регистрируемый порядок дифракции.where λ is the wavelength of the incoherent and radiation source, m is the recorded diffraction order.

Угол направления штрихов дифракционных микроэлементов относительно выбранного направления определяется как:The angle of the direction of strokes of the diffractive trace elements relative to the selected direction is determined as:

Характеристика вариабельности используется как классифицирующий признак наличия дифракционных элементов в области на поверхности исследуемой защитной голограммы 4, соответствующей координатам (х, у) характеристического изображения и определяется как мера изменчивости значений интенсивности для пикселей с заданной координатой (х, у) в стеке исходных изображений:The variability characteristic is used as a classifying sign of the presence of diffraction elements in the region on the surface of the investigated protective hologram 4, corresponding to the coordinates (x, y) of the characteristic image and is defined as a measure of the variability of the intensity values for pixels with a given coordinate (x, y) in the stack of source images:

, где I_avg - среднее значение интенсивности для пикселов сданными координатами в исходном стеке цифровых изображений, а V принимает значения в диапазоне от 0 до 1., where I _avg is the average value of the intensity for pixels with the given coordinates in the original stack of digital images, and V takes values in the range from 0 to 1.

Перемещением исследуемой защитной голограммы 4 при помощи моторизированного двухкоординатного стола 13 на расстояние, равное или меньшее поля зрения блока регистрации изображений 3, достигается покрытие указанными зонами, определяемыми полем зрения блока регистрации изображений 3, всей поверхности исследуемой защитной голограммы 4 или подлежащей анализу выделенной области на поверхности исследуемой защитной голограммы 4, и для каждой из зон производится указанная выше последовательность получения цифровых изображений и построения характеристического изображения, а затем выполняется совмещение полученных характеристических изображений в подлежащее дальнейшему анализу единое характеристическое изображение всей поверхности исследуемой защитной голограммы 4 или подлежащей исследованию области защитной голограммы 4.By moving the investigated protective hologram 4 with the help of a motorized two-coordinate table 13 to a distance equal to or less than the field of view of the image registration unit 3, coverage with the indicated zones determined by the field of view of the image registration unit 3 is achieved, the entire surface of the studied protective hologram 4 or the selected area on the surface to be analyzed of the investigated security hologram 4, and for each of the zones, the above sequence of obtaining digital images and constructing the characteristic image is performed, and then the obtained characteristic images are combined into a single characteristic image of the entire surface of the studied protective hologram 4 or the area of the protective hologram 4 to be studied.

Блок схема устройства, реализующего предложенный способ определения подлинности и качества изготовления защитных голограмм, выполненных на основе дифракционных микроструктур, приведена на Фиг. 1. Устройство содержит: мультиугловой осветитель 1, включающий расположенные под разными углами некогерентные, источники излучения 2, которые выполнены коллимированными и монохроматическими, блок регистрации изображений 3, включающий микрообъктив 8, регулируемую диафрагму 9, светоделитель 10, тубусною линзу 11 и цифровую фотокамеру 6, моторизированный двухкоординатный стол 13, моторизированный привод линейного перемещения 14, моторизованный привод вращения 12, осветитель 15, блок управления и обработки данных 7, который обеспечивает прием, сохранение и обработку данных от цифровой фотокамеры 6, управление мультиугловым осветителем 1 и осветителем 15, управление моторизированным приводом вращения 12, моторизированным двухкоординатным столом 13 и моторизированным приводом линейного перемещения 14.A block diagram of a device that implements the proposed method for determining the authenticity and quality of manufacturing of protective holograms made on the basis of diffraction microstructures is shown in FIG. 1. The device contains: a multi-angle illuminator 1, including incoherent located at different angles, radiation sources 2, which are made collimated and monochromatic, an image recording unit 3, including a micro-lens 8, an adjustable aperture 9, a beam splitter 10, a tube lens 11 and a digital camera 6, motorized two-coordinate table 13, motorized linear displacement drive 14, motorized rotation drive 12, illuminator 15, control and data processing unit 7, which provides reception, storage and processing of data from a digital camera 6, control of a multi-angle illuminator 1 and illuminator 15, control of a motorized drive rotation 12, a motorized two-coordinate table 13 and a motorized linear drive 14.

Блок регистрации изображений 3 включает микрообъектив 8, регулируемую диафрагму 9, расположенную вблизи задней фокальной плоскости микрообъектива 8, светоделитель 10, тубусную линзу 11, цифровую фотокамеру 6. Микрообъектив 8, тубусная линза 11 и цифровая фотокамера 6 образуют схему микроскопа, разрешающая способность которого выбрана таким образом, чтобы быть достаточной для определения положения, размеров и формы содержащих элементарные дифракционные решетки структурных элементов или голопикселей на поверхности исследуемой защитной голограммы 4. Светоделитель 10 разделяет свет, попадающий на поверхность исследуемой защитной голограммы 4 от осветителя 15 и собираемый блоком регистрации изображений 3 свет, рассеянный или дифрагированный на поверхности исследуемой защитной голограммы 4.The image registration unit 3 includes a micro lens 8, an adjustable aperture 9, located near the rear focal plane of the micro lens 8, a beam splitter 10, a tube lens 11, a digital camera 6. A micro lens 8, a tube lens 11 and a digital camera 6 form a microscope scheme, the resolution of which is chosen so so as to be sufficient to determine the position, size and shape of structural elements or holopixels containing elementary diffraction gratings on the surface of the investigated protective hologram 4. The beam splitter 10 separates the light entering the surface of the studied protective hologram 4 from the illuminator 15 and the light collected by the image registration unit 3, scattered or diffracted on the surface of the investigated protective hologram 4.

Моторизированный привод линейного перемещения 14 предназначен для фокусирования микрообъектива 8 блока регистрации изображений 3 на поверхности исследуемой защитной голограммы 4, при этом конструкция мультиуглового осветителя 1 выполнена таким образом, чтобы угловые направления содержащихся в мультиугловом осветителе 1 некогерентных источников излучения 2 пересекались в точке, совпадающей с фокусом микрообьектива 8 блока регистрации изображений 3, как изображено на функциональной схеме устройства, приведенной на Фиг. 3.The motorized linear displacement drive 14 is designed to focus a micro-lens 8 of the image recording unit 3 on the surface of the protective hologram 4 under study, while the design of the multi-angle illuminator 1 is made so that the angular directions of incoherent radiation sources 2 contained in the multi-angle illuminator 1 intersect at a point that coincides with the focus a micro-lens 8 of the image registration unit 3, as shown in the functional diagram of the device shown in FIG. 3.

Осветитель 15 выполнен, напрмер, по схеме осветительной системы светового металлографического микроскопа и предназначен для освещения поверхности исследуемой защитной голограммы 4 под углом, совпадающим с нормалью к поверхности исследуемой защитной голограммы 4. Осветитель 15 используется в процессе фокусировки микрообъектива 8 блока регистрации изображений 3 на поверхности исследуемой защитной голограммы 4 для наблюдения поверхности исследуемой защитной голограммы 4 в отраженном свете при определении координат границ или области интереса на поверхности исследуемой защитной голограммы 4.The illuminator 15 is made, for example, according to the scheme of the lighting system of a light metallographic microscope and is designed to illuminate the surface of the investigated protective hologram 4 at an angle coinciding with the normal to the surface of the studied protective hologram 4. The illuminator 15 is used in the process of focusing a micro-lens 8 of the image registration unit 3 on the surface of the investigated a protective hologram 4 for observing the surface of the investigated protective hologram 4 in reflected light when determining the coordinates of the boundaries or region of interest on the surface of the studied protective hologram 4.

Моторизированный двухкоординатный стол 13 предназначен для перемещения исследуемой защитной голограммы 4 в плоскости фокуса микрообъектива 8, блока регистрации изображений 2 целью покрытия зонами, определяемыми полем зрения блока регистрации изображений 2, всей поверхности или выделенной области исследуемой защитной голограммы 4.The motorized two-coordinate table 13 is designed to move the investigated protective hologram 4 in the focus plane of the micro-lens 8, the image registration unit 2 in order to cover the entire surface or selected area of the studied protective hologram 4 with zones determined by the field of view of the image registration unit 2.

Мультиугловой осветитель 1 содержит набор некогерентных источников излучения 2 выполненных коллимированными и монохроматическими, в текущей реализации конструктивно расположенных на поверхности полусферы, помещенной над поверхностью исследуемой защитной голограммы 4, причем мультиугловой осветитель 1 выполнен таким образом, чтобы угловое расстояние между соседними некогерентными источниками 2 излучения было достаточно малым для обеспечения требуемой точности измерения угла ориентации и периода дифракционных микроструктур, записанных на поверхности исследуемой защитной голограммы 4. В связи с тем, что зависимость угла дифракции от периода решетки, заполняющей дифракционную микроструктуру, носит нелинейный характер, точность измерения периода при одной и той же дискрете зенитного угла расположения некогерентных источников излучения 2 неодинакова в диапазоне измеряемых периодов. Точность измерения периода решеток значительно ниже в области малых углов дифракции, что соответствует большим значениям периодов решеток. Для того, чтобы расширить диапазон и повысить точность измерения периодов решеток, мультиугловой осветитель 1 может одновременно содержать некогерентные источники излучения, работающие на разных длинах волн видимого и ближнего ИК диапазонов.The multi-angle illuminator 1 contains a set of incoherent radiation sources 2 made collimated and monochromatic, in the current implementation structurally located on the surface of a hemisphere placed above the surface of the protective hologram 4 under investigation, and the multi-angle illuminator 1 is designed so that the angular distance between adjacent incoherent radiation sources 2 is sufficient small to ensure the required accuracy of measuring the orientation angle and the period of diffraction microstructures recorded on the surface of the investigated protective hologram 4. Due to the fact that the dependence of the diffraction angle on the period of the grating filling the diffraction microstructure is nonlinear, the period measurement accuracy is the same for the same discrete zenith angle of incoherent radiation sources 2 is not the same in the range of measured periods. The accuracy of measuring the grating period is much lower in the region of small diffraction angles, which corresponds to large values of the grating periods. In order to expand the range and improve the accuracy of the measurement of the periods of the gratings, the multi-angle illuminator 1 may simultaneously contain incoherent radiation sources operating at different wavelengths of the visible and near-IR ranges.

Плотность размещения некогерентных источников излучения 2 в мультиугловом осветителе 1 имеет конструктивные ограничения. В то же время точность измерения периода и направления элементарных решеток напрямую зависит от дискреты задания угловых направлений некогерентных источников излучения 2. В настоящей реализации прибора с целью уменьшения дискреты задания угловых направлений некогерентных источников излучения 2 в конструкцию дополнительно введен привод вращения 12 мультиуглового осветителя 1, а некогерентные источники излучения 2 в конструкции мультиуглового осветителя 1 расположены таким образом, чтобы при вращении мультиуглового осветителя некогерентные источники излучения 2 занимали промежуточные между угловыми положениями соседних некогерентных источников излучения 2 угловые положения как по 9, так и по (р. Конструкция мультиуглового осветителя 1 проиллюстрирована на Фиг. 4, где приведен пример конфигурации мультиуглового осветителя, содержащего 45 некогерентных источников излучения 2, и разделенного на 3 одинаковых сектора, таким образом, каждый сектор содержит 15 некогерентных источников излучения 2.The density of incoherent radiation sources 2 in the multi-angle illuminator 1 has design limitations. At the same time, the accuracy of measuring the period and direction of elementary gratings directly depends on the discretes of setting the angular directions of incoherent radiation sources 2. In this device implementation, in order to reduce the discrepancies of setting the angular directions of incoherent radiation sources 2, the rotation drive 12 of a multi-angle illuminator 1 is additionally introduced incoherent radiation sources 2 in the design of the multi-angle illuminator 1 are arranged in such a way that when the multi-angle illuminator is rotated, incoherent radiation sources 2 occupy intermediate angular positions between the angular positions of adjacent incoherent radiation sources 2, both in 9 and in (the design of the multi-angle illuminator 1 is illustrated in Fig. 4, which shows an example configuration of a multi-angle illuminator containing 45 incoherent radiation sources 2, and divided into 3 identical sectors, thus, each sector contains 15 incoherent radiation sources 2.

Разделение мультиуглового осветителя 1 на угловые сектора введено с целью ограничения угла вращения мультиуглового осветителя 1, необходимого для покрытия полного диапазона возможного азимутального угла, составляющего 360°, до угла вращения мультиуглового осветителя 1 в пределах одного сектора, в представленном примере составляющего 120°. Это позволяет упростить конструкцию мультиуглового осветителя 1 и электрических связей, осуществляющих управление мультиуглового осветителя 1, а также повысить быстродействие устройства за счет уменьшения времени, затрачиваемого на механическое вращательное движение мультиуглового осветителя 1.The division of the multi-angle illuminator 1 into angular sectors was introduced in order to limit the rotation angle of the multi-angle illuminator 1, which is necessary to cover the full range of the possible azimuthal angle of 360 ° to the rotation angle of the multi-angle illuminator 1 within one sector, in the presented example being 120 °. This allows us to simplify the design of multi-angle illuminator 1 and electrical connections that control multi-angle illuminator 1, as well as to increase the speed of the device by reducing the time spent on the mechanical rotational movement of multi-angle illuminator 1.

В представленном примере каждый сектор мультиуглового осветителя 1 состоит из 5 столбцов некогерентных источников излучения 2, отличающихся между собой по азимутальному углу на 24°, столбцы отличаются друг от друга на 3° по зенитному углу, каждый столбец содержит 3 некогерентных источника излучения 2 с угловыми расстояниями между ними 15°. Диапазон зенитных углов некогерентных источников излучения 2 в данном примере составляет от 33° до 75° от нормали к поверхности исследуемой защитной голограммы 4. Дискретность углового расположения некогерентных источников излучения 2 мультиуглового осветителя 1 по зенитному углу составляет 3°, дискретность углового расположения некогерентных источников излучения 2 по азимутальному углу 24°. Уменьшение дискретности измерения по азимутальному углу достигается посредством угловых перемещений мультиуглового осветителя 1 по азимутальному углу с дискретой углового перемещения, равной заданной дискрете измерения по азимутальному углу посредством моторизованного привода вращения 12. Дискрета перемещения по азимутальному углу при вращении мультиуглового осветителя 1 должна целое количество раз укладываться в угловое расстояние между столбцами, т.е. значение углового шага при вращении должно составлять 24/k угловых градуса, где k - натуральное число. При соблюдении этого условия некогерентные источники излучения 2 соседних столбцов в процессе вращения мультиуглового осветителя 1 на полный угол одного сектора 120° будут занимать положения строго друг под другом и сформируют соответствующее дискрете измерения азимутального угла количество вертикальных столбцов, равное 360°/Δϕ_u в полном диапазоне азимутального угла 360°. Таким образом, в процессе вращения мультиуглового осветителя 1 на угловую ширину одного сектора 120°, будут получены все комбинации зенитных и азимутальных углов с дискретой зенитного угла 3° и заданной дискретностью измерения по азимутальному углу.In the presented example, each sector of a multi-angle illuminator 1 consists of 5 columns of incoherent radiation sources 2, differing by 24 ° in azimuthal angle, columns differ by 3 ° in zenith angle, each column contains 3 incoherent radiation sources 2 with angular distances between them 15 °. The range of zenith angles of incoherent radiation sources 2 in this example is from 33 ° to 75 ° from the normal to the surface of the investigated protective hologram 4. The discreteness of the angular location of incoherent radiation sources 2 of the multi-angle illuminator 1 along the zenith angle is 3 °, the discreteness of the angular location of incoherent radiation sources 2 along the azimuthal angle of 24 °. The decrease in the measurement discreteness in the azimuthal angle is achieved by angular displacements of the multi-angle illuminator 1 in the azimuthal angle with a discrete angular displacement equal to the specified measurement discrete in the azimuthal angle by means of a motorized rotation drive 12. The displacement discretion in the azimuthal angle when rotating the multi-angle illuminator 1 must fit a whole number of times into angular distance between columns, i.e. the value of the angular step during rotation should be 24 / k angular degrees, where k is a natural number. Under this condition, incoherent radiation sources of 2 adjacent columns during rotation of the multi-angle illuminator 1 to a full angle of one sector of 120 ° will occupy positions strictly under each other and will form the number of vertical columns equal to 360 ° / Δϕ _u in the full range corresponding to the measurement disc of the azimuthal angle azimuthal angle of 360 °. Thus, during the rotation of the multi-angle illuminator 1 through the angular width of one sector of 120 °, all combinations of zenith and azimuthal angles with a discrete zenith angle of 3 ° and a given discreteness of measurement along the azimuthal angle will be obtained.

Значения зенитного угла расположения некогерентных источников излучения 2 в мультиугловом осветителе 1 θ_p в приведенном примере лежат в пределах от θ_pmin=33° до θ_pmax=75°, значение дискреты углового расположения некогерентных источников излучения 2 в мультиугловом осветителе 1 по зенитному углу Δθ_p=3°, Δϕ_р -значение дискреты расположения некогерентных источников излучения 2 в мультиугловом осветителе 1 по азимутальному углу, в приведенном примере конфигурации мультиуглового осветителя 1 Δϕ_р=24°.The values of the zenith angle of incoherent radiation sources 2 in the multi-angle illuminator 1 θ _p in the above example are in the range from θ _pmin = 33 ° to θ _pmax = 75 °, the discrete values of the angular location of incoherent radiation sources 2 in the multi-angle illuminator 1 by the zenith angle Δθ _p = 3 °, Δϕ _{p is the} value of the discrete location of incoherent radiation sources 2 in the multi-angle illuminator 1 along the azimuthal angle, in the given example of the configuration of the multi-angle illuminator 1 Δϕ _p = 24 °.

Размер стека цифровых изображений для получения характеристического изображения зависит от значения дискреты измерения азимутального угла и в приведенном примере составитThe size of the digital image stack to obtain a characteristic image depends on the value of the measurement discrete azimuthal angle and in the above example will be

N=(120°/Δϕ_u)*45.N = (120 ° / Δϕ _u ) * 45.

Алгоритм отображения {n=>(θ_n, ϕ_n)} текущего номера зарегистрированного цифрового изображения в стеке n в соответствующую этому индексу пару чисел (θ_n, ϕ_n), где (θ_n, ϕ_n) - значения зенитного и азимутального углового направления некогерентного источника излучения 2, при освещении которым было получено цифровое изображение с номером n в стеке цифровых изображений, строится следующим образом: текущий номер цифрового изображения в стеке может принимать следующие значения:The mapping algorithm {n => (θ _n , ϕ _n )} of the current number of the registered digital image on the stack n to the pair of numbers (θ _n , ϕ _n ) corresponding to this index, where (θ _n , ϕ _n ) are the values of the zenith and azimuthal angular the direction of the incoherent radiation source 2, when illuminated, a digital image with number n in the stack of digital images was obtained, is constructed as follows: the current number of the digital image in the stack can take the following values:

n={0…[(120°/Δϕ_u)*45-1]};n = {0 ... [(120 ° / Δϕ _u ) * 45-1]};

обозначая далее знаком (

) результат целочисленного деления, и знаком (%) остаток от целочисленного деления двух натуральных чисел, j - номер цикла перемещения на одну дискрету перемещения по азимутальному углу j=(0..k-1), i - номер некогерентного источника излучения 2 в пределах сектора, i=(0,1,2…14), s- - номер сектора, s=(0,1,2), тогда:denoting further by (

) is the result of integer division, and the sign (%) is the remainder of integer division of two natural numbers, j is the number of the movement cycle by one discrete movement along the azimuthal angle j = (0..k-1), i is the number of the incoherent radiation source 2 within sectors, i = (0,1,2 ... 14), s- is the sector number, s = (0,1,2), then:

j=n

45, s={(n % 45)

15}, i={(n % 45) % 15}.j = n

45, s = {(n% 45)

15}, i = {(n% 45)% 15}.

и преобразование {n=>(θ_n, ϕ_n)} выражается следующим образом:and the transformation {n => (θ _n , ϕ _n )} is expressed as follows:

Полученные выражения для преобразования текущего номера n зарегистрированного цифрового изображения в стеке в соответствующую этому номеру пару чисел (θ_n, ϕ_n) получены для указанной в примере конфигурации мультиуглового осветителя и дискрете измерения ориентации штрихов дифракционных микроструктур, равной угловому расстоянию по азимутальному углу между некогерентными источниками излучения 2 в мультиугловом осветителе 1 и последовательности включения некогерентных источников излучения 2 мультиуглового осветителя 1 в очередности, приведенной в Таблице 1. В Таблице 1 по строкам отложены значения угловых направлений источников излучения в мультиугловом осветителе 1 по зенитному углу, по столбцам - то же по азимутальному углу, а номера в поле таблицы отображают очередность включения некогерентных источников излучения 2 мультиуглового осветителя 1 при получении стека цифровых изображений, стрелки указывают принятое направление вращения мультиуглового осветителя 1.The obtained expressions for converting the current number n of the registered digital image on the stack into a pair of numbers (θ _n , ϕ _n ) corresponding to this number are obtained for the multi-angle illuminator configuration example and the discrete of measuring the orientation of strokes of diffractive microstructures equal to the angular distance along the azimuthal angle between incoherent sources radiation 2 in a multi-angle illuminator 1 and the sequence of switching on incoherent radiation sources 2 of a multi-angle illuminator 1 in the order shown in Table 1. Table 1 shows the angular directions of the radiation sources in a multi-angle illuminator 1 along the zenith angle in rows, and the same in azimuthal columns corner, and the numbers in the table field indicate the sequence of switching on incoherent radiation sources 2 of the multi-angle illuminator 1 when receiving a stack of digital images, the arrows indicate the direction of rotation of the multi-angle illuminator 1.

Таблица 1. Последовательность включения некогерентных источников излучения 2 в мультиугловом осветителе 1 при получении стека цифровых изображений.Table 1. The sequence of inclusion of incoherent radiation sources 2 in a multi-angle illuminator 1 upon receipt of a stack of digital images.

Для получения значений дискреты по азимутальному углу, меньшей, чем заданное конструкцией мультиуглового осветителя 1 угловое расстояние по азимутальному углу между некогерентными источниками излучения 2 в мультиугловом осветителе 1, алгоритм отображения текущего номера цифрового изображения в стеке n в соответствующую этому номеру пару чисел (θ_n, ϕ_n) строится по аналогичному принципу.To obtain discrete values for the azimuthal angle smaller than that specified by the design of the multi-angle illuminator 1, the angular distance along the azimuthal angle between incoherent radiation sources 2 in the multi-angle illuminator 1 is an algorithm for mapping the current number of a digital image in stack n to a pair of numbers corresponding to this number (θ _n ϕ _n ) is constructed according to a similar principle.

Таким образом, последовательность действий при работе устройства реализации предложенного способа выглядит следующим образом:Thus, the sequence of actions during operation of the device implementing the proposed method is as follows:

Образец исследуемой защитной голограммы 4 устанавливается на координатную поверхность моторизованного двухкоординатного стола 13; при влюченном осветителе 15 и полностью открытой регулируемой диафрагме 9 поверхность исследуемой голограммы 4 наблюдается в отраженном свете и, при необходимости, осуществляется фокусировка блока регистрации изображений 3 на поверхность исследуемой голограммы 4 при помощи моторизированного привода линейного перемещения 14, перемещающего в направлении, совпадающим с нормалью к поверхности исследуемой голограммы 4, мультиугловой осветитель 1, и элементы блока регистрации изображений: микрообъектив 8, регулируемую диафрагму 9, светоделитель 10, тубусную линзу 11 и цифровую фотокамеру 6; при перемещении образца исследуемой голограммы 4 моторизированным двухкоординатным столом 13 в плоскости фокуса блока регистрации изображений определяются координаты подлежащей исследованию области поверхности защитной голограммы, в системе координат моторизированного двухкоординатного стола; после выполнения процесса фокусировки и определения координат подлежащей исследованию области голограммы осветитель выключается; если размер подлежащей исследованию области поверхности голограммы превышает размер поля зрения блока регистрации изображений, производится разделение указанной области на зоны, размер которых равен размеру поля зрения блока регистрации изображений и которые покрывают всю подлежащую исследованию область голограммы; для первой зоны создается стек цифровых изображений и строится характеристическое изображение, после этого моторизированным двухкоординатным столом производится перемещение голограммы в плоскости фокуса блока регистрации изображений на расстояние, равное или меньшее полю зрения блока регистрации изображений, после чего строится характеристического изображения следующей зоны и осуществляется повторение указанных действий до получение набора характеристических изображений всех зон поверхности подлежащей исследованию области голограммы, затем выполняется совмещение полученных характеристических изображений в единое характеристическое изображение всей подлежащей исследованию области защитной голограммы.A sample of the investigated protective hologram 4 is installed on the coordinate surface of the motorized two-coordinate table 13; when the illuminator 15 is on and the diaphragm 9 is fully open, the surface of the studied hologram 4 is observed in reflected light and, if necessary, the image registration unit 3 is focused on the surface of the studied hologram 4 using a motorized linear displacement drive 14 moving in the direction coinciding with the normal to surfaces of the studied hologram 4, multi-angle illuminator 1, and elements of the image registration unit: a micro lens 8, an adjustable aperture 9, a beam splitter 10, a tube lens 11 and a digital camera 6; when moving the sample of the studied hologram 4 by the motorized two-coordinate table 13 in the focal plane of the image registration unit, the coordinates of the surface area of the protective hologram to be studied are determined in the coordinate system of the motorized two-coordinate table; after performing the focusing process and determining the coordinates of the hologram region to be studied, the illuminator is turned off; if the size of the hologram surface area to be studied exceeds the size of the field of view of the image registration unit, the area is divided into zones whose size is equal to the size of the field of view of the image registration unit and which cover the entire area of the hologram to be studied; for the first zone, a stack of digital images is created and a characteristic image is built, then the hologram moves the hologram in the focus plane of the image registration unit by a distance equal to or less than the field of view of the image registration unit, after which the characteristic image of the next zone is built and the above steps are repeated until a set of characteristic images is obtained for all surface areas of the hologram region to be investigated, then the obtained characteristic images are combined into a single characteristic image of the entire protective hologram region to be studied.

Создание стека цифровых изображений и построение характеристического изображения для каждой зоны выполняется в следующей последовательности:Creating a stack of digital images and building a characteristic image for each zone is performed in the following sequence:

Производится поочередное, в заранее установленной последовательности, освещение поверхности исследуемой голограммы каждым из некогерентных коллимированных монохроматических источников излучения 2 мультиуглового осветителя 1 и производится регистрация цифровых изображений одинакового размера, по одному цифровому изображению для каждого из включаемых источников излучения; производится вращательное перемещение мультиуглового осветителя относительно оптической оси микрообъектива блока регистрации изображений в заранее выбранном направлении на угол, равный требуемой дискрете измерения азимутального угла; последовательность получения цифровых изображений и угловых перемещений мультиуглового осветителя повторяется, до тех пор, пока угловые положения источников излучения мультиуглового осветителя не займут все возможные значения угловых положений в полном диапазоне зенитных и азимутальных углов с дискретами угловых положений источников излучения по зенитному углу и дискретой измерения угла ориентации штрихов дифракционных микроэлементов; полученные цифровые изображения объединяются в стек цифровых изображений со сквозной нумерацией цифровых изображений в стеке; строится характеристическое изображение того же размера, что и каждое из цифровых изображений в стеке так, что для каждого пиксела характеристического изображения с координатами х, у определяется номер цифрового изображения в стеке, для которого в данном пикселе было зарегистрировано максимальное значение интенсивности среди всех цифровых изображений стека, далее по алгоритму, представленному формулами {4} и {5} находятся пара углов, соответствующих тому угловому расположению освещающего поверхность исследуемой голограммы источника излучения, при котором было получено цифровое изображение с данным номером в стеке цифровых изображений, и, исходя из значений этих углов, зарегистрированной максимальной интенсивности I_max(x,y), длины волны источников излучения λ и номера регистрируемого порядка дифракции m, для каждого пиксела характеристического изображения, используя формулы {1-3} находятся измеренные значения параметров максимальной интенсивности I_max(x,y), вариабельности V(x,y) периода D(x,y) и угла ориентации штрихов α(х,у) дифракционной решетки, геометрически расположенной в области поверхности исследуемой голограммы, отображаемой данным пикселем характеристического изображения.Alternately, in a predetermined sequence, the surface of the investigated hologram is illuminated by each of the incoherent collimated monochromatic radiation sources 2 of a multi-angle illuminator 1 and digital images of the same size are recorded, one digital image for each of the included radiation sources; the multi-angle illuminator is rotationally moved relative to the optical axis of the micro-lens of the image recording unit in a preselected direction by an angle equal to the required discrete measurement of the azimuthal angle; the sequence of obtaining digital images and angular displacements of the multi-angle illuminator is repeated until the angular positions of the radiation sources of the multi-angle illuminator occupy all possible angular positions in the full range of zenith and azimuthal angles with discrete angular positions of the radiation sources along the zenith angle and a discrete measurement of orientation strokes of diffractive trace elements; received digital images are combined into a stack of digital images with end-to-end numbering of digital images on the stack; a characteristic image of the same size as each of the digital images in the stack is constructed so that for each pixel of the characteristic image with x, y coordinates, the number of the digital image in the stack is determined for which the maximum intensity value among all digital images of the stack has been recorded in this pixel , then, according to the algorithm represented by formulas {4} and {5}, a pair of angles are found corresponding to the angular arrangement of the radiation source illuminating the surface of the hologram under study, at which a digital image with this number in the stack of digital images was obtained, and based on the values of these angles of the registered maximum intensity I _max (x, y), the wavelength of the radiation sources λ and the number of the recorded diffraction order m, for each pixel of the characteristic image, using formulas {1-3}, the measured values of the parameters of the maximum intensity I _max (x, y) are found , variability V (x, y) per iodine D (x, y) and the angle of orientation of the strokes α (x, y) of the diffraction grating, geometrically located in the region of the surface of the investigated hologram displayed by this pixel of the characteristic image.

Последующее сравнение полученного характеристического изображения исследуемой голограммы может быть произведено как с подготовленным в соответствии с теми же критериями характеристическим изображением эталонной голограммы, так и с характеристическим изображением, рассчитанным в процессе математического моделирования эталонной защитной голограммы или с данными о форме, расположении, периодах и углах ориентации дифракционных микроструктур, содержащихся на поверхности эталонной защитной голограммы, полученными прямыми измерениями с помощью высокоразрешающего микроскопа или рентгеновского оборудования. По результатам сравнения принимается решение о соответствии исследуемой голограммы установленным критериям подлинности, или установленным критериям качества изготовления исследуемого образца голограммы.The subsequent comparison of the obtained characteristic image of the studied hologram can be made both with the characteristic image of the reference hologram prepared in accordance with the same criteria, and with the characteristic image calculated in the process of mathematical modeling of the reference protective hologram or with data on the shape, location, periods and orientation angles diffraction microstructures contained on the surface of the reference protective hologram, obtained by direct measurements using a high-resolution microscope or X-ray equipment. Based on the results of the comparison, a decision is made on the compliance of the hologram under study with the established criteria of authenticity, or the established criteria for the quality of manufacturing of the investigated hologram sample.

Таким образом, заявляемый способ определения подлинности и качества изготовления защитных голограмм, выполненных на основе дифракционных микроструктур позволяет:Thus, the claimed method for determining the authenticity and quality of manufacturing of protective holograms made on the basis of diffraction microstructures allows you to:

1. Определить наличие, расположение, геометрические размеры и форму дифракционных микроструктур на поверхности исследуемой защитной голограммы, измерить параметры заполняющих микроструктуры дифракционных решеток. Измеряемыми параметрами являются наличие, период и направление дифракционных решеток, а также их дифракционная эффективность.1. Determine the presence, location, geometric dimensions and shape of diffraction microstructures on the surface of the investigated protective hologram, measure the parameters of diffraction gratings filling the microstructure. The measured parameters are the presence, period and direction of diffraction gratings, as well as their diffraction efficiency.

2. Сделать обоснованный вывод о технологии изготовления исследуемой защитной голограммы.2. Make a reasonable conclusion about the manufacturing technology of the investigated protective hologram.

3. Сравнить исследуемый образец защитной голограммы как с эталонным образцом голограммы, так и с проектом для изготовления голограммы, подготовленным и рассчитанным в процессе математического моделирования эталонной защитной голограммы или с описанием защитной голограммы, полученными прямыми измерениями с помощью высокоразрешающего микроскопа или рентгеновского оборудования, и сделать обоснованный вывод о признании голограммы подлинной или соответствующей установленным критериям качества.3. Compare the studied sample of the protective hologram with both the reference hologram sample and the design for making the hologram prepared and calculated in the process of mathematical modeling of the reference protective hologram or with the description of the protective hologram obtained by direct measurements using a high-resolution microscope or X-ray equipment, and make reasonable conclusion on the recognition of a hologram as genuine or in accordance with established quality criteria.

4. Сохранить в электронном виде результаты измерения параметров дифракционных структур, имеющихся на поверхности исследуемой голограммы.4. Save in electronic form the measurement results of the parameters of diffraction structures available on the surface of the investigated hologram.

При этом защитные голограммы могут быть выполнены на различных носителях, таких, как металлические и стеклянные подложки, тонкие полимерные пленки с металлическим напылением и без металлического напыления, полимерные ламинирующие пленки, и могут быть расположены на документах, банкнотах или упаковке защищаемой продукции.At the same time, protective holograms can be performed on various media, such as metal and glass substrates, thin polymer films with and without metal spraying, polymer laminating films, and can be located on documents, banknotes or packaging of protected products.

Claims

1. A method for determining the authenticity and quality of manufacture of protective holograms made on the basis of diffraction microstructures, comprising using a device for its implementation containing a base; investigated protective hologram; an image registration unit including a digital camera; a multi-angle illuminator containing more than one incoherent radiation source having a wavelength lying in the spectral sensitivity region of the digital camera, and each of which is located at different azimuthal and zenith angles relative to the surface of the investigated protective hologram located in the field of view of the image recording unit; a control and data processing unit that controls the inclusion of incoherent radiation sources of a multi-angle illuminator, an image registration unit, a digital camera; placing the investigated protective hologram in the field of view of the image recording unit, illuminating the surface of the studied protective hologram sequentially with each of the incoherent radiation sources of the multi-angle illuminator and registering with a digital camera a sequence of digital images of the surface area of the studied protective hologram falling into the field of view of the image recording unit, creating a control and processing unit data of a stack of digital images of the surface of the investigated protective hologram of the same size, and the number of the digital image in the stack of digital images uniquely corresponds to the values of the angular directions of the incoherent radiation source of the multi-angle illuminator, during which the given digital image was recorded on the surface of the studied protective hologram, formation of a characteristic and control unit images having the same size as digital images on the stack, comparison n the obtained characteristic image of the investigated protective hologram, obtained under the same lighting conditions and registration of digital images, the characteristic image of the reference protective hologram, a decision is made on whether the studied protective hologram meets the established criteria of authenticity, characterized in that the device is additionally equipped with a motorized two-coordinate table for placement of the studied protective hologram, and located on the base and in a plane parallel to the focal plane of the image recording unit, a motorized rotation drive that is mechanically coupled to a multi-angle illuminator, a motorized linear drive that is mechanically coupled to a multi-angle illuminator and an image registration unit and providing movement of the multi-angle illuminator and block registering images in a direction perpendicular to the focus plane of the image registration unit; and the image registration unit is additionally provided with a micro lens, the optical axis of which is perpendicular to the plane of the protective hologram under study, and a tube lens, which are arranged according to the direct microscope scheme and optically connected with a digital camera, an adjustable aperture, which is performed located near the rear focal plane of the micro lens, the illuminator and a beam splitter, which are arranged in a lighting pattern through a micro lens; the multi-angle illuminator is additionally rotatable around an axis coinciding with its axis of symmetry and the optical axis of the micro-lens by means of a motorized rotation drive, and the multi-angle illuminator is designed to intersect the angular directions of the light beams of incoherent sources of multi-angle illuminator at a point that coincides with the focus of the micro-lens, when incoherent radiation sources are located in a multi-angle illuminator so that incoherent radiation sources with adjacent angular positions at the zenith angle have different angular positions at the azimuthal angle, incoherent radiation sources are additionally collimated and monochromatic, while the motorized two-coordinate table, image recording unit, motorized a linear displacement drive and a multi-angle illuminator are electrically connected to a control and data processing unit; In addition, additionally, before registering digital images, when illuminating the investigated protective hologram with each of the collimated monochromatic incoherent radiation sources of the multi-angle illuminator, when the illuminator is turned on and the diaphragm is open, an image of the surface of the investigated protective hologram in reflected light is observed, and by means of a motorized linear drive focusing the image registration unit on the surface of the investigated protective hologram; select the research area, perform the separation of the area of the investigated protective hologram into zones whose size is equal to the size of the field of view of the image registration unit; the diameter of the aperture of the adjustable aperture is set close to the value da = Fobj * tg (Δθ), where da is the diameter of the aperture of the aperture, Δθ is the discrete location of incoherent collimated monochromatic radiation sources of a multi-angle illuminator at the zenith angle, Fobj is the focal length of the micro lens; and after registering digital images with the illuminator turned off and illuminating the protective hologram under study, each of the incoherent collimated monochromatic monochromatic radiation sources of the multi-angle illuminator rotates the multi-angle illuminator relative to the optical axis of the micro-lens of the image registration unit in a preselected direction by an angle equal to the discrete of measuring the orientation angle of diffraction structures, then repetition of obtaining a sequence of digital images and angular displacements of the multi-angle illuminator in the same direction by an angle equal to the discrete of measuring the angle of orientation of diffraction structures, until the angular positions of incoherent collimated monochromatic sources of multi-angle illuminator occupy all possible angular positions in the range of azimuthal angles from 0 to 360 degrees with a discrete azimuthal angle equal to the discrete of measuring the orientation angle of diffraction microstructures, construction x The characteristic image is produced in such a way that for each pixel of the characteristic image with x, y coordinates, a pair of zenith and azimuthal angles of incoherent collimated monochromatic radiation source θ _m , ϕ _m is determined, by which the surface of the protective hologram under study is illuminated, the value of the registered intensity in the digital image stack for the corresponding pixel is maximum and, based on the values of these angles, the recorded maximum intensity I _{max (x, y)} , the wavelength of the incoherent collimated monochromatic radiation source λ and the number of the recorded diffraction order m, each pixel of the characteristic image is associated with the measured values of the maximum intensity parameters I _{max (x, y)} , period D (x, y), orientation angle α (x, y) of the diffraction structure, geometrically located in the surface region of the investigated protective hologram displayed by this pixel ionic image, where α (x, y) = ϕ _m ; D (x, y) = λ * m / sin (θ _m ); then, the investigated protective hologram is moved by the motorized two-coordinate table by a distance equal to or less than the field of view of the image registration unit, and a cycle is performed that includes obtaining a characteristic image and moving the studied protective hologram to the next zone until characteristic images of all zones are obtained surface of the protective hologram region to be investigated, then the obtained characteristic images of all areas of the studied area of the protective hologram are combined into one complete characteristic image of the protective hologram to be studied.

2. A method for determining the authenticity and quality of manufacturing protective holograms made on the basis of diffraction microstructures according to claim 1, characterized in that the comparison of the obtained characteristic image of the investigated protective hologram is carried out with a characteristic image calculated in the process of mathematical modeling of the reference protective hologram.

3. A method for determining the authenticity and quality of manufacture of protective holograms made on the basis of diffraction microstructures according to claim 1, characterized in that the comparison of the obtained characteristic image of the investigated protective hologram is carried out with data on the shape, location, periods and orientation angles of diffraction microstructures contained on the surface a reference protective hologram obtained by direct measurements using a high-resolution microscope or X-ray equipment.

4. A method for determining the authenticity and quality of manufacture of protective holograms made on the basis of diffraction microstructures according to claim 1, characterized in that the multi-angle illuminator is constructed with incoherent collimated monochromatic radiation sources having different wavelengths lying in the spectral sensitivity region of a digital camera.

5. A device for determining the authenticity and quality of manufacture of protective holograms made on the basis of diffraction microstructures, containing a base; investigated protective hologram; an image registration unit including a digital camera; a multi-angle illuminator containing more than one incoherent radiation source having a wavelength lying in the spectral sensitivity region of the digital camera, and each of which is located at different azimuthal and zenith angles relative to the surface of the investigated protective hologram located in the field of view of the image recording unit; a control and data processing unit that controls the inclusion of incoherent radiation sources of a multi-angle illuminator, an image registration unit, a digital camera, characterized in that it is additionally provided with a motorized two-coordinate table for placing the protective hologram under study, and located on the base and in a plane parallel to the focal plane of the block image registration, a motorized rotation drive that is mechanically coupled to the multi-angle illuminator, a linear motion motorized drive that is mechanically coupled to the multi-angle illuminator and the image registration unit and allowing the multi-angle illuminator and image registration unit to be moved in a direction perpendicular to the focus plane of the image registration unit; and the image registration unit is additionally comprising a micro lens, the optical axis of which is perpendicular to the plane of the protective hologram under study, a tube lens, which are arranged according to the direct microscope scheme and optically connected to a digital camera, an adjustable diaphragm, which is located near the rear focal plane of the micro lens, the illuminator and the beam splitter which are arranged in a lighting pattern through a micro lens; the multi-angle illuminator is additionally configured to rotate around an axis coinciding with its axis of symmetry and the optical axis of the micro-lens by means of a motorized rotation drive, and the multi-angle illuminator is designed to intersect the angular directions of light beams of incoherent radiation sources of the multi-angle illuminator at a point that coincides with the focus of the micro-lens, when incoherent radiation sources are located in a multi-angle illuminator so that incoherent radiation sources with adjacent angular positions at the zenith angle have different angular positions along the azimuthal angle, while incoherent radiation sources are additionally made collimated and monochromatic, while the motorized two-coordinate table, image registration unit , a motorized linear displacement drive and a multi-angle illuminator are electrically connected to a control and data processing unit.

6. The device according to p. 4, characterized in that the design of the multi-angle illuminator is made containing incoherent collimated monochromatic radiation sources having different wavelengths lying in the spectral sensitivity region of the digital camera.