СПОСОБ ЗАПИСИ И СЧИТЫВАНИЯ КОДИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИИ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1994 года по МПК G06K1/12 G06K7/08 G06K7/10 

Изобретение относится к вычислительной технике и промышленно применимо в устройствах распознавания образов, например в турникетах на магнитных карточках.

Известен термомагнитный способ записи и считывания кодированной информации, при осуществлении которого на носитель информации наносят код путем локального воздействия на носитель с последующим считыванием кода [1].

Недостатками этого способа являются низкие контраст и яркость изображения при визуализации записи из-за малого угла поворота плоскости поляризации в термомагнитном носителе информации.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу является известный способ записи и считывания кодированной информации, при осуществлении которого на носитель информации наносят код путем локального воздействия на носитель с последующим считыванием кода [2].

Известно устройство записи на носитель из магнитотвердого материала путем его локального перемагничивания, содержащее средство формирования локального магнитного поля [3].

Наиболее близким техническим решением к заявляемому устройству для визуализации кодированной информации является устройство, содержащее оптически связанные и последовательно установленные вдоль оптической оси источник света, поляризатор, магниточувствительный элемент и анализатор [4].

Недостатками прототипов являются невозможность создания скрытого кода произвольной конфигурации в произвольных изделиях и снижение вероятности его несанкционированного воспроизведения и считывания.

Целью изобретений является обеспечение возможности создания скрытого кода произвольной конфигурации в произвольных изделиях и снижение вероятности его несанкционированного воспроизведения и считывания.

Цель достигается тем, что по способу записи и считывания кодированной информации, при осуществлении которого на носитель информации наносят заданный код путем локального воздействия на носитель с последующим считыванием кода, при локальном воздействии на носитель изменяют электрофизические свойства в толще или на внутренней поверхности носителя, а считывание кода осуществляют путем оптической регистрации распределения намагниченности в чувствительном пленочном магнитооптическом элементе, установленном на наружной поверхности носителя информации. В частности, чувствительный пленочный элемент может быть выполнен магнитоодноосным, причем на него можно воздействовать переменным магнитным полем. Для скрытого кодирования носителей из магнитомягких материалов код наносят путем локального изменения магнитной проницаемости за счет локального изменения толщины носителя информации или локальных структурных изменений в носителе информации. С целью скрытого кодирования носителей из магнитотвердых материалов с обеспечением возможности стирания и перезаписи кода, его наносят путем локального изменения магнитных параметров носителя информации, например, магнитной анизотропии или коэрцитивной силы. С целью скрытого кодирования носителей из немагнитных металлов и неметаллов с обеспечением стирания и перезаписи кода на внутреннюю поверхность изделия наносят слой из магнитотвердого материала, а код наносят путем локального изменения магнитных параметров этого слоя. С целью скрытого кодирования носителей из немагнитных электропроводящих материалов, код наносят путем локального изменения электросопротивления изделия за счет локального изменения его толщины или структуры его материала. При этом на носитель дополнительно воздействуют переменным электромагнитным полем, вызывающим появление вихревых токов в носителе. Слой из магнитотвердого материала, наносимый на внутреннюю поверхность изделия, может быть выполнен из гексаферрита бария, магнитной резины, магнитной ленты, магнитного лака, магнитной краски или фрагментов магнитного диска. Оптическую регистрацию распределения намагниченности в чувствительном пленочном магнитооптическом элементе осуществляют путем визуального наблюдения непосредственно или с экрана монитора. Альтернативным вариантом является оптическая регистрация с помощью фотодетектора, который, в частности, может быть матричным. При этом оптическую регистрацию осуществляют с помощью магнитооптического эффекта Фарадея. После оптической регистрации желательно провести компьютерную обработку сигнала с фотодетектора, телевизионного сигнала или сигнала с видеомагнитофона.

Цель достигается также тем, что в устройстве записи кодированной информации на носитель из магнитотвердого материала путем его локального перемагничивания, содержащем средство формирования локального магнитного поля, это средство выполнено в виде наборного штампа. При этом наборный штамп может быть выполнен из постоянных магнитов, коэрцитивная сила материала которых выше, чем у материала-носителя информации, из разнополярных постоянных магнитов в виде сменного набора, где постоянные магниты имеют, в частности, призматическую или тороидальную форму. С целью обеспечения возможности оперативной смены кода устройство записи может быть выполнено из набора электрически управляемых игольчатых магнитопроводов.

Цель достигается также тем, что в устройстве для считывания кодированной информации, содержащем оптически связанные и последовательно установленные вдоль оптической оси источник света, поляризатор, магниточувствительный элемент и анализатор, магниточувствительный элемент выполнен в виде магнитооптической пленки. При этом в магнитооптической пленке может быть выполнена ячеистая структура, обеспечивающая запоминание визуализируемой картины. Магниточувствительный элемент может содержать зеркальный слой и защитное покрытие, нанесенные со стороны, примыкающей к носителю, а также антиотражающее покрытие с противоположной стороны. С целью скрытого кодирования носителей из магнитомягких материалов устройство для визуализации может дополнительно содержать подмагничивающую систему, включающую постоянные магниты и замыкатель. С целью скрытого кодирования носителей из немагнитных электропроводящих материалов оно может дополнительно содержать электромагнитный блок формирования в носителе вихревых токов. В частности, устройство для визуализации может дополнительно содержать блок формирования переменного магнитного поля, магнитосвязанный с магнитоодноосной пленкой. Оно также может содержать дополнительно светоделительный элемент, установленный на оптической оси между магнитооптической пленкой и поляризатором.

На фиг. 1 показано устройство для считывания кодированной информации на магнитотвердом носителе; на фиг. 2 - устройство для записи кодированной информации на носитель из магнитотвердого материала, содержащее игольчатый сердечник; на фиг. 3 - чувствительный пленочный магнитооптический элемент; на фиг. 4 - устройство для считывания кодированной информации, записанной на магнитомягком носителе; на фиг. 5 - устройство для считывания кодированной информации, записанной на немагнитном электропроводящем материале; на фиг. 6 - средство формирования локального магнитного поля в виде наборного штампа; на фиг. 7 - постоянный магнит призматической формы; на фиг. 8 - постоянный магнит тороидальной формы; на фиг. 9 - средство формирования локального магнитного поля в виде набора электрически управляемых игольчатых магнитопроводов.

Устройство для считывания кодированной информации, записанной на магнитотвердом носителе (фиг. 1), содержит источник 1 света, поляризатор 2, магниточувствительный элемент из подложки 3, магнитооптической пленки 4 и отражающего покрытия 5, а также анализатор 6 и окуляр 7. Чувствительный пленочный элемент, содержащий подложку 3, пленку 4 и отражающее покрытие 5, находится в магнитном контакте с носителем 8 информации.

Устройство для записи кодированной информации на носитель из магнитотвердого материала (фиг. 2) содержит установленные в корпусе 9 игольчатый сердечник 10 и катушки 11, которые электрически связаны с источником 12 тока.

Чувствительный пленочный элемент (фиг. 3) содержит подложку 3, магнитооптическую пленку 4, отражающее 5, защитное и просветляющее покрытия.

Устройство для считывания кодированной информации, записанной на магнитомягком носителе (фиг. 4), по сравнению с устройством, показанным на фиг. 1, дополнительно содержит светоделитель 13, линзу 14, выходное стекло 15, постоянные магниты 16 и замыкатель 17 (поляризатор 2 и анализатор 6 не показаны). В носителе 8 информации показано внутриобъемное структурное изменение 18, вызывающее искажение силовых линий магнитного поля 19.

Устройство для считывания кодированной информации, записанной на немагнитный электропроводящий материал (фиг. 5), по сравнению с устройством, показанным на фиг. 1, дополнительно содержит электромагнитный блок 20 формирования в носителе 8 вихревых токов.

Средство формирования локального магнитного поля в виде набора игольчатых магнитопроводов 21, (фиг. 9) содержит держатель 22 и катушки 23.

Для записи кодированной информации на магнитотвердый носитель создают магнитный контакт между носителем информации и устройством записи. В результате происходит магнитное перемагничивание носителя информации, которое сохраняется сколь угодно долго после удаления устройства записи. Если это устройство выполнено в виде наборного штампа, то на разных носителях можно записать один и тот же код. Код можно изменить, набрав новый рисунок из постоянных магнитов призматической или тороидальной формы. Оперативную смену кода можно обеспечить, если использовать электрически управляемые игольчатые магнитопроводы. Запись кода на магнитомягких или немагнитных электропроводящих носителях можно осуществить с помощью царапин или наклепа. При использовании электрически управляемого штампа или игольчатого сердечника для повышения контраста и яркости изображения визуализированной информации в катушки подают импульсы от знакопеременного источника тока с регулируемой длительностью, амплитудой и скважностью. При необходимости скрытого кодирования носителей из немагнитных металлов и неметаллов с обеспечением стирания и перезаписи кода на внутреннюю поверхность изделия наносят слой из магнитотвердого материала, а код наносят путем локального изменения магнитной проницаемости, магнитной анизотропии или коэрцитивной силы материала.

Считывание кода, записанного на магнитотвердый материал, осуществляют с помощью устройства для визуализации, помещаемого вблизи внешней поверхности изделия. Поля рассеяния носителя информации вызывают изменение распределения намагниченности в магнитооптической пленке 3, например, путем изменения ее доменной структуры или угла выхода намагниченности из плоскости пленки. Визуализацию распределения намагниченности в магнитооптической пленке обеспечивают с помощью эффекта Фарадея, причем наблюдение проводят "на отражение" (фиг. 1, 4 и 5). Если кодируемую информацию записывают на магнитомягкий носитель (фиг. 4), то его необходимо намагничивать до насыщения в плоскости пленки. При записи информации на немагнитный электропроводящий носитель в нем возбуждают вихревые токи. Для повышения контраста и яркости изображения на магниточувствительный пленочный элемент с одной стороны наносят отражающее покрытие 5 и защитный слой, а с другой стороны - просветляющее покрытие. Для создания равновесной доменной структуры в магнитооптической пленке 4 на нее воздействуют переменным магнитным полем.

При использовании магнитотвердого носителя информации перезапись кода осуществляется путем стирания первоначально записанного кода с помощью постоянного магнита, обеспечивающего намагничивание носителя до насыщения, и записью другого кода с помощью наборного штампа или игольчатого сердечника.

Скрытое кодирование носителя из магнитомягкого материала в виде стальной пластины осуществляют путем процарапывания задней поверхности пластины или путем наклепа с последующей полировкой. Скрытое кодирование носителей из магнитотвердых материалов может осуществляться путем локального изменения магнитных параметров носителя информации при отжиге, а именно магнитной анизотропии и коэрцитивной силы. Эти параметры восстанавливаются при последующем нагревании носителя в присутствии магнитного поля. Скрытое кодирование носителей из немагнитных металлов и неметаллов можно осуществлять путем нанесения на внутреннюю поверхность носителя слоя магнитной резины и ее локального перемагничивания. Скрытое кодирование носителей из немагнитных электропроводящих материалов в виде алюминиевой пластины можно осуществлять путем процарапывания задней поверхности пластины и путем наклепа с последующей полировкой. Затем при визуализации на носитель воздействуют переменным электромагнитным полем, вызывающим появление вихревых токов в носителе. Вместо магнитной резины на заднюю поверхность носителя можно наносить также фрагмент магнитной ленты или магнитного диска, слой магнитного лака или магнитной краски. В качестве чувствительного пленочного элемента могут быть использованы магнитоодноосные эпитаксиальные пленки феррит-граната состава (Y, Lu, Pr, Bi)₃ (Fe, Ga)₅O₁₂, нанесенного на подложку из немагнитного граната состава (Gd, Ca)₃ (Mg, Zr, Ga)₅O₁₂ с ориентацией (111). Оптическую регистрацию распределения намагниченности в чувствительном пленочном элементе можно осуществлять с помощью магнитооптического эффекта Фарадея в геометрии "на отражение". Регистрацию можно проводить визуально непосредственно или с экрана монитора, а также с помощью видеомагнитофона. Другой подход состоит в использовании фотодетектора, в частности, ПЗС-матрицы. При визуальной регистрации на пленку феррит-граната можно воздействовать переменным магнитным полем, превышающим ее коэрцитивную силу. Код визуализируется как области, в которых происходит закрепление доменных стенок.

Запись кодированной информации на носитель из магнитотвердого материала можно осуществлять с помощью наборного штампа, выполненного из постоянных самарий-кобальтовых магнитов, в частности, в виде сменного набора разнополярных магнитов призматической или тороидальной формы. Альтернативным вариантом является выполнение набора из стальных игольчатых магнитопроводов, пропущенных через 100-витковые катушки. Кроме того, можно использовать "магнитный карандаш" с игольчатым сердечником из постоянного самарий-кобальтового магнита. В альтернативном варианте используется стальной игольчатый сердечник, пропущенный сквозь 100-витковую катушку, которую подключают к источнику знакопеременного импульсного тока с регулируемой длительностью, амплитудой и скважностью.

Визуализацию кодированной информации можно проводить с помощью "магнитооптической лупы" с подсветкой. Свет на магнитооптический чувствительный элемент направляют либо по нормали к плоскости элемента (при этом используется светоделитель) или под углом к нормали. В лупе используются пленочные поляризатор и анализатор. Для запоминания визуализируемой информации в магнитооптической пленке выполняют структуру из магнитоизолированных ячеек размером 100х100 мкм². Для повышения качества изображения на магниточувствительный элемент с одной стороны наносят зеркальный слой и защитное покрытие из оксида кремния, а с другой стороны - просветляющее покрытие. При записи кодированной информации на магнитомягкий носитель магнитооптическая лупа снабжается подмагничивающей системой, состоящей из постоянных самарий-кобальтовых магнитов и замыкается из стали, а при записи на немагнитный электропроводящий носитель она снабжается электромагнитным блоком формирования в носителе вихревых токов. Кроме того, эту лупу при необходимости снабжают катушкой индуктивности, подключенной к источнику переменного тока. В качестве светоделительного элемента используется пластина из гадолиний-галлиевого граната.

Изобретение относится к вычислительной технике. Его использование в системах распознавания образов позволяет скрытно наносить на произвольные изделия код произвольной конфигурации, что позволяет снизить вероятность его несанкционированного воспроизведения и считывания. Для этого при локальном воздействии на носитель информации изменяют электрофизические свойства в материале или на внутренней поверхности носителя информации, а считывание нанесенного кода осуществляют путем оптической регистрации распределения намагниченности с помощью чувствительного пленочного магнитооптического элемента, установленного на наружной поверхности носителя информации. Устройство для записи кодированной информации выполнено в виде наборного штампа из элементов формирования локального магнитного поля. Устройство для считывания кодированной информации содержит оптически связанные и последовательно установленные вдоль оптической оси источник света, поляризатор, магниточувствительный элемент и анализатор. Элемент выполнен в виде магнитооптической пленки с ячеистой структурой, размер ячеек которой задан условием макимально допустимого квантования считываемого изображения. 3 с и 35 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Способ записи и считывания кодированной информации, включающий нанесение заданного кода на носитель информации путем локального воздействия на носитель информации и последующее считывание нанесенного кода, отличающийся тем, что при локальном воздействии на носитель информации изменяют электрофизические свойства в материале или на внутренней поверхности носителя информации, а считывание нанесенного кода осуществляют путем оптической регистрации распределения намагниченности с помощью чувствительного пленочного магнитооптического элемента, установленного на наружной поверхности носителя информации. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что чувствительный пленочный магнитооптический элемент выполнен магнитоодноосным. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что на чувствительный пленочный магнитооптический элемент воздействуют переменным магнитным полем. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при использовании носителя информации из магнитомягкого материала заданный код наносят путем локального изменения магнитной проницаемости. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что магнитную проницаемость изменяют путем локального изменения толщины носителя информации. 6. Способ по п.4, отличающийся тем, что магнитную проницаемость изменяют путем локальных структурных изменений в носителе информации. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что при использовании носителя информации из магнитотвердого материала заданный код наносят путем локального изменения магнитных параметров носителя информации. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что локально изменяют магнитную анизотропию носителя информации. 9. Способ по п.7, отличающийся тем, что локально изменяют коэрцитивную силу носителя информации. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что при использовании носителя информации из немагнитных металлов или немагнитных неметаллов на внутреннюю поверхность носителя информации наносят слой из магнитотвердого материала, а заданный код наносят путем локального изменения магнитных параметров этого слоя. 11. Способ по п.10, отличающийся тем, что в качестве магнитотвердого материала используют гексаферрит бария. 12. Способ по п.10, отличающийся тем, что в качестве магнитотвердого материала используют магнитную резину. 13. Способ по п.10, отличающийся тем, что слой магнитотвердого материала выполнен в виде магнитной ленты. 14. Способ по п.10, отличающийся тем, что слой магнитотвердого материала выполнен в виде фрагментов магнитного диска. 15. Способ по п.10, отличающийся тем, что слой магнитотвердого материала наносят магнитным лаком. 16. Способ по п.10, отличающийся тем, что слой магнитотвердого материала наносят магнитной краской. 17. Способ по п.1, отличающийся тем, что при использовании носителя информации из немагнитного электропроводного материала заданный код наносят путем локального изменения электросопротивления носителя информации. 18. Способ по п.17, отличающийся тем, что электросопротивление носителя информации изменяют путем локального изменения толщины носителя информации. 19. Способ по п.17, отличающийся тем, что электросопротивление носителя информации изменяют путем локального изменения структуры материала носителя информации. 20. Способ по п.17, отличающийся тем, что при считывании нанесенного кода на носитель дополнительно воздействуют переменным электромагнитным полем, вызывающим в носителе информации появление вихревых токов. 21. Способ по п.1, отличающийся тем, что оптическую регистрацию распределения намагниченности в чувствитеном пленочном магнитооптическом элементе осуществляют с помощь магнитооптического эффекта Фарадея. 22. Способ по п.21, отличающийся тем, что оптическую регистрацию осуществляют визуально. 23. Способ по п.22, отличающийся тем, что оптическую регистрацию осуществляют визуально с экрана телевизионного или видеосчитывающего устройства. 24. Способ по п.21, отличающийся тем, что оптическую регистрацию осуществляют с помощью фотодетектора. 25. Способ по п.24, отличающийся тем, что оптическую, регистрацию осуществляют с помощью матричного фотодетектора. 26. Способ по п.21, отличающийся тем, что оптическую, регистрацию осуществляют с помощью видеомагнитофона. 27. Устройство для записи кодированной информации на носитель из магнитотвердого материала, содержащее средство формирования локального магнитного поля, отличающееся тем, что данное средство выполнено в виде наборного штампа из элементов формирования локального магнитного поля. 28. Устройство по п.27, отличающееся тем, что наборный штамп выполнен из постоянных магнитов, коэрцитивная сила материала которых выше, чем у материала носителя информации. 29. Устройство по п. 28, отличающееся тем, что наборный штамп выполнен из разнополярных постоянных магнитов в виде сменного набора. 30. Устройство по п.29, отличающееся тем, что постоянные магниты имеют призматическое сечение. 31. Устройство по п.29, отличающееся тем, что постоянные магниты имеют тороидальное сечение. 32. Устройство по п.27, отличающееся тем, что наборный штамп выполнен из электрически управляемых игольчатых магнитопроводов. 33. Устройство для считывания кодированной информации, содержащее оптически связанные и последовательно установленные вдоль оптической оси источник света, поляризатор, магниточувствительный элемент и анализатор, отличающееся тем, что магниточувствительный элемент выполнен в виде магнитооптической пленки с ячеистой структурой, размеры ячеек которой определены с учетом максимально допустимого квантования считываемого изображения. 34. Устройство по п.33, отличающееся тем, что на магнитооптическую пленку со стороны, примыкающей к носителю информации, нанесены зеркальный слой и защитное покрытие, а с противоположной стороны - антиотражающее покрытие. 35. Устройство по п.33, отличающееся тем, что при считывании с носителей информации из магнитомягкого материала в устройство введена подмагничивающая система из соединенных замыкателем постоянных магнитов. 36. Устройство по п.33, отличающееся тем, что при считывании с носителей информации из немагнитного электропроводящего материала в устройство введен электромагнитный блок формирования в носителе информации вихревых токов. 37. Устройство по п.33, отличающееся тем, что в него введен блок формирования переменного магнитного поля, магнитосвязанный с магнитооптической пленкой. 38. Устройство по п.33, отличающееся тем, что в него введен светоделительный элемент, установленный на оптической оси между магнитооптической пленкой и поляризатором.