专利名称：用于读取和校验全息图的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及全息术，尤其涉及一种全息图读取器/校验器。
现有技术的全息图读取器依赖于使用具有特殊格式或特殊特性的全息图。附
图1a和1b图示了现有技术中全息图读取器例子。在附图1a的全息图读取器中，全息条形码由激光器525产生的激光束520照明。然后，在一组专门用来检测特定位置上斑点的光电探测器500上重建斑点图案505。
在附图1b的全息图读取器中，包含一个非聚焦图象记录的全息图510由激光器525产生的激光束520照明。该激光束520在其基准(或变化基准)角度易于在一个接地玻璃屏幕550上重建图象555，可由人眼观察器560看到。
另一种类型的现有技术全息图读取器(未显示)实际上并不读取全息图，而是将记录在全息图中的一个波前与一个基准波前进行比较。然而，另一种类型的现有技术全息图读取器(未显示)只是简单地将该全息图的一个单一的2维视图与所存储的2维基准图象进行比较。
U.S.Patent No.4,641,017 to Lopata，题为反仿冒信用卡系统。
U.S.Patent No.5,331,443 to Stanisci，题为激光铭刻校验全息图和相关方法。
U.S.Patent No.4,761,543 to Hayden等人，题为全息安全装置和系统。
U.S.Patent No.4,108,367 to Hannan，题为用于销售机器的记号和读取器。
U.S.Patent No.5,712,731 to Drinkwater等人，题为用于安全文档，如支票和信用卡的安全装置。
U.S.Patent No.5,306,899 to Marom，等人，题为使用全息记录的具有全息图象显示的物品的真实性确认系统。
U.S.Patent No.4,131,337 to Moraw，等人，题为用于全息识别卡的比较读取器。
U.S.Patent No.3,905,019 to Aoki，等人，题为图案识别光学设备。
U.S.Patent No.5,666,417 to Liang，等人，题为利用共轴器件的荧光真实性确认读取器。
U.S.Patent No.5,465,243 to Boardman，等人，题为数据在光敏媒介上的光学记录器和读取器。
U.S.Patent No.RE 035,117 to Rando，等人，题为带有试样确认的扫描仪。
以上所描述的以及上列专利中所描述的现有技术的全息图读取器，只有在该全息图是为该读取器而特别设计时，才能读取全息图。因此，需要有一种能够读取所有种类全息图的全息图读取器，它不要求全息图特别为该读取器而设计，并且能够读取来自全息图的可变信息。
附图的简要描述附图1a是现有技术的全息图读取器的示意图。
附图1b是另一个现有技术的全息图读取器的示意图。
附图2a是一个使用垂直光束在某个点照射典型彩虹全息图所表现出的衍射图案的示意图。
附图2b是一个既包含衍射光栅部件又包含彩虹全息图部件的典型复合全息图所表现出的衍射图案的示意图。
附图3是根据本发明的一个全息图读取器的实施例的示意图。
附图4是一个典型的包括核心和有机分子帽在内的荧光量子点的示意图。
附图5是包含全息图、荧光材料以及以字符串形式直接印制在标签上的加密数据在内的两个典型标签的示意图。
附图6是包括附图3的全息图读取器、磁条读取器和电子子系统在内的一个信用卡校验器(credit card verifier)的示意图。
附图7是按照以下操作所形成的图案类型的示意图即一个单一点的复合全息图的半个衍射图案被记录在一个图象中，从该全息图中沿某条线的下一个单一点的半个衍射图案，稍稍偏离于头一个，被记录在同一介质上，对整个全息图沿某条线的一系列点均进行此操作时，所形成的图案类型的示意图。其为堆叠的+1级衍射图案。
附图8是使用全息图读取器和标签打印机以检测和跟踪仿冒产品的一个系统的流程图。
附图2a图示了本发明的详细描述其中照明光束(未显示)与该全息图300的表面垂直，该照明光束在与用于制作该全息图300的基准光束(未显示)角相应的一个角度入射，将导致产生第一级衍射光束，构成一个直线段，而不是一个弧。在如附图2a所示的第一级弧内部，是光“斑点”310，它与图象的特征有关，通过该全息图300上的一个被照明点可视。为了读取一个彩虹全息图，只需要当照明点移动到该全息图300上的所有显著点时，识别和跟踪这些斑点310。例如，全息图上的显著点可以定义为通过该全息图300与全息图所在的卡片或标签的边缘平行的某条线上的那些点，且其离该边缘具有预定的距离。
附图2b图示了从一个组合彩虹全息图和衍射光栅图象得到的衍射图案320。在该图案上的小斑点350,360,370对应于包含衍射光栅的区域，而线和弧315对应于包含彩虹全息图部件或“2D”全息图部件的区域。如果线或弧315包含斑点310，相应的全息图部件通常是一个3D全息图。如果线或弧只包含实质上无特征或统一的光分布，则相应的全息图部件是一个“2D”全息图。
既然标准的图像处理技术可用于识别每个斑点310的尺寸、形状和位置，所以为了简化特征检测和识别任务，利用为全息图所特有的特性是有帮助的。除非全息图是发光的，否则它们会产生近似于径向对称的衍射图案，如附图2b中的斑点360所示。然而如果全息图是发光的，则+1和-1级的位置是对称的，但其中一个的亮度实质上要高于另一个的亮度，如附图2b中的斑点370所示。
对于一个能够区分不同全息图的全息图读取器而言，全息图的某些特征是非常重要的。这些特征包括斑点位置、光斑位置、光斑不对称、光斑尺寸、光斑形状、光斑速度、光斑轮廓以及杂散光，每一特征都将在以下讨论。
光斑的位置通常被定义为其亮度峰值的位置。此外，光斑位置可以被定义为强度分布的中心。径向坐标是合适的，因为整个图案具有很大角度的径向对称。
光斑非对称可被定义为在+1和-1级中相应光斑强度的比。每个光斑对都将具有其自己的不对称性。
光斑尺寸可被定义为被一个光斑所覆盖的区域的最大宽度。覆盖面可被定义为其强度大于由该光斑的峰值强度和背景亮度所确定的某种临界能级。
在当今投入商业使用的大多数全息图的衍射图案中，光斑或者是点状的，或者是线状的。线状光斑出现在附图2所示的弧上，而点状光斑出现在该衍射图案中的任何地方。附图2b中所示的全息图衍射图案同时具有这两种光斑。其它光斑形状也是可能的，该图像处理软件应能够检测非常形状的存在。
当全息图由穿过该全息图的一个照明点所读取时，该衍射图案中的光斑以分段联续方式移动并变化。光斑速度就是该衍射图案中该光斑的位置、非对称性、尺寸和形状相对于该全息图上照明点的位置变化而变化的速度。
在一个彩虹全息图中，弧(如附图2a和2b所示)由光斑边界响应照明点的位置变化而移动的极限所限定。这些光斑从不向弧的边界之外移动。该弧本身与用于制作彩虹全息图的H-1全息图的尺寸和形状，或一个孔隙的尺寸和形状相对应，透过这个孔隙H-1光被发射，以构成一个H-2全息图。然后该弧的位置、曲率和取向即提供了用于制作全息图的有关物理设备的信息。
在大多数全息图中，衍射图案中存在杂散光。这种光在用通常的入射光束照明时构成模糊的对称图案，但它与该可视图像没有明显的关系。通常这些杂散衍射成份来源于全息图记录设备中的散射光，其中该散射光沿与该目标光一起被记录成一个全息图。一种普通的全息术技术就是用激光照明一个全息图，并透过它去观察用于该全息图中记录设备的图像。
所有记录在全息图中的信息均可通过照明该全息图的每一点所产生的衍射图案而提取(例如附图2a和2b所示)。通常用于文档安全的全息图是从一个单一的原始主全息图而成批制作的，衍射图案对所有的全息图而言都是相同的。然而新的低成本全息图记录材料和廉价的激光已被开发出来，并且已经开始实际用于制作大量的一次性全息图，每一个全息图中都包含唯一的信息。为了读取在这类全息图中的信息，有必要或者将全息图设计成容易读取(如现有技术)，或者设计一个读取器，例如根据本发明的一个优选实施例的读取器，它能够读取由该全息图的点所产生的所有衍射图案。
附图3显示了一个根据本发明的一个实施例的全息图读取器。该全息图读取器包括一个激光二级管600，聚焦光学器件630，最好具有象差校正，一个第一分光器605，一个颜色选择滤波器662，一个图像传感器620，一个时间门线阵列传感器625，光谱形成器件615,635，以及一个第二分光器605。该激光二级管600最好具有可得到的最短的波长，生成一个光束650，其形状由该聚焦光学器件630决定以形成一个聚合球形波。该聚合球形波聚合到全息图690上的一个小斑点，该全息图是热压印到信用卡680上。可被用作全息图读取器的光源的适当的激光二级管600是一个绿色双频二级管。然而蓝激光二级管或UV激光二级管可能较理想，因为它们能够以合理的价格从市场上得到。
信用卡680上的全息图690可以是透明的，在这种情况下，该全息图690的浮雕表面最好用高折射指数的材料(未显示)涂敷，从而使该全息图690相当亮。合适的高折射指数材料包括钛氧化物或硫化锌。如果全息图690是透明的，则在全息图下面的信用卡680的表面可具有透过该全息图可检测的特征，如荧光墨水、彩色墨水、纤维、磁性墨水或光学可变墨水的图案。
在操作中，激光束650从全息图690上衍射，在该图像传感器620上构成一个图案。该图像传感器620并不感应该全息图中的全部图像。相反，该图像传感器620只感应来自该全息图690上一个被照明的斑点的衍射光的图案。该颜色选择滤波器662确保该图像传感器620只接收与该照明激光束650颜色相同的光，从而接收主要是衍射的、散射的和反射的光。如果该照明激光束650以适当角度导向全息图690，与基准和制作该全息图690所使用的参考光和物光光束(未显示)之间的角度相对应。只有正向衍射级将落入直接放置在该全息图上方的该图像传感器620上。此外，该照明激光束650可被垂直导向全息图690，如附图3所示，从而使该图像传感器620当被直接放置在全息图690上方时，能够同时接收正向和负向衍射级。
对印制在信用卡680基片上的荧光墨水的照明将导致荧光的发射。这种荧光穿过该光谱形成器件615,635到达第二分光器605，后者将该荧光导向该时间门线阵列传感器625，在该时间门线阵列传感器625L形成该荧光光谱。一个光阑692阻止该照明激光束650的直接反射(零级衍射光束)撞击该线阵列传感器625。
来自不同物质的荧光具有两种主要的区别特征发射光谱和时间特征。例如，许多有机染料具有非常短的荧光寿命，从而如果对它们用微微秒脉冲的激活光照明，它们会发射比毫微秒还要短的短促脉冲的荧光。其它荧光物质在激活之后会发射数百毫微秒的荧光。很多材料在某种程度上是具有荧光的，但是大多数只有很短的荧光寿命；所以最好使用具有长荧光寿命的荧光墨水，从而更易排除时间门方法中的背景荧光。
在附图3所示的实施例中，该线阵列传感器625是时间门的，而该激光二极管600是脉冲的。如果印刷在信用卡680的基片上的荧光团的荧光寿命长于普通材料的一般荧光寿命，则选择性地仅检测激活脉冲之后所接收的大于100毫微秒的荧光，可以有效排除背景荧光。
适当荧光材料的一个例子是使用量子点210，如附图4所示。该量子点210最好由CdSe组成，并以ZnSe为压盖220包裹。已知这类ZnSe压盖的CdSe量子点具有近似于100毫微秒的荧光寿命。此外，该线阵列传感器625只需具有近似于数十或数百毫微秒的响应时间，该激光二极管600可以一到数十兆赫的速率进行调制。然后，可将荧光寿命作为照明调制和荧光信号之间的相位差函数进行测量。在任何情况下，该线阵列传感器625检测在被照明斑点处，该全息图690下面的任何墨水或其它荧光物质的荧光光谱。
由其下面具有荧光材料430的全息图450构成的标签400,410的例子如附图5所示。在该两种情况下，该全息图450是应用加于可以由纸构成的基片460之上的半透明热压印箔片。该荧光材料430最好直接印制在该基片460上。该全息图450具有一个空斑，其中加密信息以字符串470的形式被直接印制在该基片460上。标签400,410最好具有一个粘性背面(未显示)和脱离的保护性硅树脂纸垫(未显示)。
该荧光物质430可以是一种包含荧光团的荧光墨水。最好在该基片460上使用具有特有荧光光谱的图案化荧光物质430。一种适当的荧光物质430是含有荧光团的荧光墨水，例如上述ZnSe压盖的CdSe量子点420。该量子点420最好具有特定尺寸，从而该荧光频谱会相对狭窄。也可以使用特殊的有机染料，例如若丹明6G，它具有一种特有的峰值荧光波长。该荧光物质430在与本申请同时提交的，题为“量子点安全装置和方法”的同时待审专利申请中有更详细的描述，该申请包括在此作为参考。
附图5的信用卡120是所有种类的标签、标记、文档、识别卡、真实性标签、纸币、封条、以及其它物品的代表，通常在其上放置有全息图、衍射图象、安全标签或其它安全装置。附图3，附图5和附图6所示的全息图690,450,140分别是所有种类的衍射图象的代表，包括点基全息图、2D3D全息图、立体图、运动图、运动图形、布拉格全息图、浮雕全息图、压纹在彩色胶片上的全息图、全息热压印箔、象素图、电子束衍射图案、以及二进制光学图案。如此处所使用的，术语“基片”的意思是任何表面或物质，其上放置有全息图，或全息图与其极为接近，包括任何墨水、纤维、凹凸印、化学处理、磁特性、或该表面或物质的其它特性或特征。
回到附图3，该图象传感器620，除感应由全息图690或450所衍射的光图案之外，还检测从卡680或460的基片上，因该基片材料的纤维、纹理或其它特性而散射的光。由全息图690,450衍射的光一般产生比由例如白色基片均匀散射的光的对比度要高得多的图案。然而，全息图通常产生可从所感应图案中减除的特有的衍射图案。由该图象传感器620所接收的光平均强度的变化，减除的衍射图案后，与从基片因该基片上的印制图案或其它光致图案而漫散射的光的变化量相对应。因此，附图3所示的全息图读取器可以读取全息图、荧光图案、以及光散射或光吸收图案，只要这些图案在激光二极管600所发射的光波长范围内是清晰的。虽然可将激光二极管600用作附图3的全息图读取器的照明光源，但应当理解，其它光源也可使用，例如任何精确校准的(空间相干)白光源。在这类情况下，衍射图案、斑点和散射光都可由该图象传感器620辨别。
该读取器的光学和电子子系统中的部件、模块和部件的组合可用其它等同部件、模块替换，并且，部件的组合可以根据从全息图上被照明斑点感应散射光图案，和/或从全息图上或下的每个点散射光的量，和/或从全息图或其基片所发射的荧光的量、时间或频谱的目的，来替换。
波长选择滤波器(未显示)可以插入从全息图690到该图象传感器620的光学路径中，和/或从全息图690到该时间门线阵列传感器625的光学路径中。该波长选择滤波器将所检测的光限制在一个所需的波长范围内。例如，由于散射光和衍射光与该激光二极管650的波长相同，最好在该传感器620和分光器610之间插入一个滤波器，它能传输该激光二极管650的波长，而反射或吸收其它波长。类似的，可以在传感器625和分光器605之间插入一个滤波器，它能反射或吸收在该激光二极管650的波长处的光，而传输该荧光团的荧光带宽中的光。
此外，分光器610可以是一个偏振分光器，可以在分光器610和全息图690之间插入一个四分之一波长608，从而使激光在其传输到全息图690的路径上几乎100％地到达分光器，并且在到该图象传感器620的路径上几乎100％地被反射。在这种情况下，分光器610可以是一个波长选择偏振分光器，从而使大部分荧光被导向该线阵列检测器625，如附图6所示。
附图3所示的全息图读取器可以与使用其它技术的读取器组合。例如，附图6所示的使用多项技术的读取器/校验器可用于检测仿冒的信用卡。除了包括一个光学读取头110以外，它可以是附图3的全息图读取器，附图6的读取器/校验器还可包括一个传统的磁条读取器130。该光学读取头110读取信用卡120上的全息图140，该磁条读取器130则当该信用卡120滑过槽150时，读取记录在信用卡120上一个普通磁条(未显示)上的信息。该读取器/校验器还包括一个电子子系统100。该电子子系统最好包括一个微处理器(未显示)、一个场编程门阵列(FPGA)(未显示)和一个只读存储器(ROM)(未显示)，以存储由该微处理器执行的软件。该电子子系统100最好还包括与外部系统通信的装置，例如一台计算机(未显示)或电话网络(未显示)。
该电子子系统100中的FPGA用于执行图象处理。另一种实现方式使用人工神经网络(ANN)。事实上，任何能够识别衍射图案的显著特征的图象处理装置均可用于区分不同全息图和仿冒的衍射图案，以及有效的全息图或其它衍射性反仿冒设计，已知有DOVID、全息图、立体图、运动图形、点基全息图、运动图、象素图等等。
一种适当的可用于电子子系统的FPGA是可从Xilinx得到的6216型FPGA。该FPGA可被编程，以执行几乎任何所需的信号处理功能。例如。可通过下载设置文件到FPGA而对该FPGA进行编程。该设置文件决定了该FPGA上逻辑门之间互连的样式。如果是Xilinx的6216FPGA，该FPGA有128个针脚供输出和输入，在该FPGA上有大约35,000个逻辑门。所有的逻辑门均可并行、同步或异步操作。也可通过可在商业上得到的设计工具，为该FPGA设计设置文件。然而，在某些场合下，最佳方法就是利用改良计算法来设计设置文件。这种改良计算方法是在遗传算法或遗传编程，FPGA结构和设计方法，芯片级电子学和图象处理数学领域具有普通技术水平的个人或集体的水平范围之内。此外，用于FPGA设置文件的改良设计工具可从Spokane,WA99224的New LightIndustries,Ltd.,购得，其商标名为“FPGA-Generator”。
在本发明的优选实施例中，一种改良技术用于针对特征识别和提取而在该电子子系统中设计基于FPGA的算法。在一个版本中，执行以下步骤1、通过可视识别一套衍射图案中的特征来限定一个目标功能，以产生特征标记的图象。
2、通过指定一个基体作为卷绕模板来限定一个实验功能。
3、随机生成一批模板，每批模板的每个成员用于产生一套实验图象的卷绕图象。
4、由每批模板的每个成员所产生的卷绕图象可与该目标组的特征标记图象相比较，以便为每个成员产生适应值，从而使该适应值代表该所产生的卷绕图象和该特征标记图象之间的相关程度。
5、利用标准的遗传算法技术，模板可重新组合和/或根据其适应性变异，以发展一种优化的模板。
重组和变异因子，以及其它GA参数的精确选择，如重组率、变异率和大小、总体大小、高人一等的优越感等等，均可影响进化发展的速度。目前，还不存在针对所有问题的、已知的、因子和GA参数的最佳选择。
在操作中，附图6的读取器/校验器通过读取全息图140来检测仿冒的信用卡120。尤其是，当信用卡120滑过槽150时，沿全息图140的一系列点，按照上述方式被照明，参看附图3。来自这些点的衍射图案在该图象传感器620上构成，在此它们被转换为视频信号。该视频信号由该电子子系统100进行分析，以抽取与该全息图140中衍射图案的显著特征的值相对应的特征向量。然后，将该特征向量与来自有效和无效全息图的特征向量数据库进行比较，按其特征向量与数据库中向量的类似性对全息图140进行分类。识别有效全息图特征向量的数据也可能存储在磁条上，并由该磁条读取器130读取，与该全息图140的特征向量相比较。
该电子子系统100也可建立从该信用卡120提取的散射和荧光信息的一种表达，以确定该信用卡120是否有效。附图6的全息图读取器中使用的该光学读取头110因而能够感应该信用卡120上某一点的衍射特性、荧光特性、光散射特性和光吸收特性。如果该图象传感器和/或线阵列传感器或有关的电子器件设计得当，该读取/校验器也可感应点到点的那些特性之间的差别。
建立全息图140中衍射信息的表达的一种优选方法就是检测该衍射图案中强度峰值，并产生该峰值的位置、尖锐度和相对亮度的列表。如果在横过该物品的一系列区域观察到一系列衍射图案，则最好将整个物品的衍射特性表示成一个列表的列表或一个编译的排序的列表。
表达该衍射信息的简单方法就是二等分衍射图案，并仅保存从该部分得到的位置和强度数据。然后，通过堆叠数据，从沿全息图的某条线构造一套完整的衍射图案的代表图象，如附图7所示。则，一组光斑820,830,840在该合成的图象上留下轨迹，来自衍射光栅部件的任何斑点800,850,860也在该合成图象上留下轨迹。然后，通过将其与利用类似方法得到的一个或多个基准图象的代表图象(它们可能对应着有效的和仿冒的全息图，)一同卷绕，可对这个代表图象进行测试。附图7中因光斑和斑点运动而得到的轨迹实质上与作为样本的全息图点的特定选择无关，只要尺度基本不变。
如上所述，附图3所示的全息图读取器的一个优点就是它事实上可以读取任何种类的全息图。因此，有很多技术均可用于记录可在附图3的全息图读取器上使用的全息图。每个这样的全息图都有其自己独特的特征。有些特征或参数对不同种类的全息图和衍射图案的分类很有帮助，包括
1、记录媒体；2、基准和目标光束角和位置；3、点的尺寸、形状、间隔、位置、光栅角度以及点基全息图中的光栅周期；4、彩虹(Benton)、古典、2D3D、立体图、或点基全息图；5、传输或反射；6、反射率-增强层；7、记录媒体的颜色选择性以及布拉格光栅结构；8、记录和重建几何的颜色特性；9、编码基准光束或目标光束；和10、其上有全息图叠压或热压印的一个基片的特性和特征。
附图3的全息图读取器可以集成到一个综合的反仿冒/安全系统中，如附图8所示。该反仿冒/安全包括一个或多个站点700，用于制造基片上由透明全息图覆盖的、携带可检测的随机数据的反仿冒/安全标签，一个或多个生产点710,705用于生产产品，在每个生产点有一个或多个全息图读取器，每个生产点都有标签打印机，一个或多个带有全息图读取器的中间分销点730,720，一个或多个带有全息图读取器的分销终点750,760，以及一个由层级节点740,750,720所构成的计算机网络。
随机数据(如附图5所示标签400,410中，全息图450下面的荧光点420的位置)在标签制造点700被读取，并存储在数据库中。该制造点700的每台全息图打印机都与一个加密引擎相关联。该加密引擎将对应于标签400,410上点420的随机数据的表达方式与安全地保藏在该加密引擎内部的私钥信息以及该加密引擎内部生成的可变信息组合起来，以产生一个加密的字符串470(参看附图5)，然后，通过标签打印机，将其印制在标签400,410上。
印好的标签被放置在产品上，它们将由中间和最终的分销环节而分销。这些标签可在分销点通过与解密引擎相关联的全息图读取器被读取。该全息图读取器从全息图下面的基片上读取随机数据，将该随机数据作为公钥，以便解密印制在标签上字符串，无须确定安全保藏在加密引擎中的私钥。如果标签是仿冒的或是非法制作的，该字符串要么不能被加密，要么该随机数据将不包含在标签制造者数据库中。
术语“字符串”指任何编码信息，包括条形码、光学可读文字数字字符、编码磁条、磁性可读文字数字字符、光学可读位串、图标等等。
有关经过每个分销点的特殊标签的信息，以及有效性和无效性，可以通过计算机节点网络收集，并在一个或多个点进行分析。一个中央计算机节点可以将信息下载到各分销点，以警告他们存在某种仿冒威胁，或者升级他们的解密引擎和/或下载加密引擎的升级版到标签打印机。
附图8所示的反仿冒/安全系统能够在生产和分销流程中的任何环节上检测仿冒产品，并能够收集和分析产品流程。如果检测到仿冒，则其外观的时间和几何样式可用于帮助跟踪其来源和分销渠道。该系统提供了检测标签或产品的工厂超限，控制标签生产数量等等的能力。
应当理解，即使在以上的描述中给出了本发明的各种实施例和优点，但上述公开仅仅是说明性的，在细节上仍可作出改变，只要仍保留在本发明的广泛原则之内。例如，上述很多部件可以使用数字或模拟电路，或者两者的组合，只要合适，也可以通过在适当的处理电路上执行软件来实现。因此，本发明仅由所附权利要求来限定。
权利要求
1.一种从衍射对象提取信息的设备，包括利用空间相关光照明衍射对象的装置；检测至少一部分由该对象衍射的图案的装置；将图案的被检测部分与一个模板图案卷绕在一起，以产生该图案的变形版本的装置；识别和定位该变形版本中峰值的装置；将变形版图案中峰值的位置表示成矢量的装置；和将该矢量与一个数据库中的一组基准矢量进行比较，以分类该矢量，从而对来自该衍射对象的衍射图案进行分类的装置。
2.一种通过卷绕为变形图案设计模板的方法，包括提供一组实验图案和相应的目标图案；提供一组初始的测试模板，作为一种遗传算法中的初始总量；将适应值定义为测试模板与实验图案卷绕在一起的结果和相应的目标图案之间的相应程度；和使用带有适应值和总量的遗传算法，以发展模板，当与每个实验图案卷绕在一起时，该模板可产生近似于目标图案的卷绕图案。
3.一种从衍射图象提取详细结构信息的扫描仪，包括一种激光源，用于产生激光光束；聚焦光学器件，用于将激光束从该激光源导向一个斑点；放置衍射图象的装置，从而使该斑点照明该衍射图象上的一个区域；检测从该区域衍射的光图案的装置；和将该光图案与一个基准图案进行比较的装置。
4.根据权利要求3的扫描仪，其中该斑点的直径小于1mm。
5.一种从衍射图象提取详细结构信息的扫描仪，包括一种激光源，用于产生激光光束；聚焦光学器件，用于将激光束从该激光源导向一个斑点；放置衍射图象的装置，从而使该斑点照明该衍射图象上的一个区域；相对于该斑点移动该图象的装置，从而使该斑点照明图象上的一系列区域；分别检测从一系列区域衍射的一系列光图案的装置；和将该系列光图案与一个基准系列图案进行比较的装置。
6.根据权利要求5的扫描仪，其中该斑点的直径小于1mm。
7.根据权利要求5的扫描仪，其中该基准系列图案是以一组参数化曲线的形式表示。
8.根据权利要求5的扫描仪，其中该基准系列图案是以一个二维数组值的形式表示。
9.根据权利要求8的扫描仪，其中该二维数组值包括数字、强度、矢量、或字符串。
10.一种识别一个第一系列图象中图案的方法，包括识别第一系列中单个图象的特征；产生一个第二系列图象，其中至少某些相应于该第二系列中图象特征的象素在亮度上增强，而其它象素在亮度上减小；通过将该第二系列中至少一个连续部分的N个图象组合在一起，生成一个合成图象，根据N关于该合成图象中相应于该第二系列中第一个图象的象素的函数，该第二系列中第N个图象的象素是偏离的；和将该合成图象与一个基准图象进行比较，合成图象与基准图象之间的相关程度提供了在第一系列图象的顺序之间依赖于相互关系的特征之间的相似性的测量方法。
全文摘要
一种用于读取存储在全息图和其它衍射对象中的信息的系统和方法。通过分析当激光束聚焦到该对象的一个小斑点,并扫描整个对象时,所产生的衍射图案,该信息被读取出来。
文档编号G06K7/10GK1309376SQ0010086
公开日2001年8月22日 申请日期2000年2月15日 优先权日2000年2月15日
发明者史蒂夫·马格鲁 申请人:史蒂夫·马格鲁