НОСИТЕЛЬ ИНФОРМАЦИИ Российский патент 2000 года по МПК G06K19/16 G06K19/18 

Изобретение относится к носителям информации, в которых используются различные способы записи информации, предотвращающие несанкционированное копирование или подделку защищенных таким образом носителей информации и может быть широко использовано для защиты документов, ценных бумаг от подделки или копирования.

Известен носитель информации, содержащий по крайней мере три соединенных друг с другом слоя, из них средний и верхний слои выполнены из непрозрачных материалов, а нижний - из прозрачного или отражающего свет материала, на верхние поверхности указанных слоев нанесены отражательные дифракционные решетки, при этом направления, шаг и профиль штрихов решеток выбраны из условия концентрации не менее 50% падающего на решетку света в спектр какого-либо заданного для каждой решетки ненулевого порядка, а также из условия совпадения направлений распространения дифрагированного света для решетки нижнего слоя - в красном, для решетки среднего слоя - в зеленом, а для решетки верхнего слоя - в синем участках спектра заданного ненулевого порядка, направление распространения дифрагированного света является направлением наблюдения идентифицирующего подлинность носителя информации изображения и составляет с плоскостью носителя угол не более 45^o, идентифицирующее подлинность носителя информации изображение является цветным, имеет растровую структуру и сформировано путем удаления в определенных участках носителя информации материала на глубину либо только верхнего, либо верхнего и среднего непрозрачных слоев носителя информации, посредством лазерного гравирования, а размещенная на носителе информация имеет вид текстовых и графических изображений, сформированных путем удаления в определенных участках носителя информации материала на глубину верхнего и среднего непрозрачных слоев также лазерным гравированием.

В данном носителе предприняты определенные меры по повышению степени его защищенности от возможных подделок, а также повышена оперативность записи соответствующей информации на носитель, созданы необходимые удобства для проверки подлинности носителя.

Вместе с тем, учитывая, что в носителе используется голограмма, выполненная в виде плоской решетки, то существует возможность ее копирования голографическим способом. Поэтому носителю присущи все недостатки, характерные для голограммы, включая и практическую невозможность индивидуальной защиты множества изделий (патент Российской Федерации N 2079167, МПК 6 G 06 K 19/16, опубл. 1997 г.).

Известен также носитель информации, содержащий по крайней мере два соединенных друг с другом слоя, один из которых выполнен из непрозрачного материала, а другой - из прозрачного или отражающего свет материала, на слое из непрозрачного материала по всей площади носителя информации создана отражательная голограмма, восстанавливаемая в белом свете, которая при ее освещении восстанавливает идентифицирующее подлинность носителя информации изображение, наблюдаемое в направлении, составляющем с плоскостью носителя информации угол не более 45^o, размещенная на носителе информация имеет вид текстовых и графических изображений, сформированных путем удаления в определенных участках носителя информации материала из непрозрачного слоя на всю глубину этого слоя посредством лазерного гравирования.

В соответствии с этим изобретением при создании носителя информации повышена степень защищенности носителя информации от возможных подделок, снижены затраты на его изготовление при одновременном повышении оперативности записи на них необходимой информации.

Вместе с тем, при изготовлении такого носителя, введение индивидуальных защитных признаков осуществляется путем лазерного гравирования каждого носителя, что достаточно дорого.

Кроме того, идентификация аутентичности защиты требует достаточно сложных программно-аппаратных средств, возможность создания которых в настоящее время весьма проблематична (патент Российской Федерации N 2079166, МПК 6 G 06 К 19/16, опубл. 1997 г.).

Известен носитель информации, представляющий собой пленочную структуру содержащую по меньшей мере один слой полимерного материала, имеющего рельефную поверхность, образованную углублениями и/или сквозными отверстиями, имеющими форму тел вращения, при этом часть отверстий или углублений заполнена анизотропным материалом, или прозрачным электропроводящим материалом, или веществом с магнитными свойствами, или красящим веществом, или гидрофобным веществом, или гидрофильным веществом, или люминесцирующим веществом, или деструктированным материалом соответствующего полимерного слоя, а пленочная структура содержит по меньшей мере один слой из магнитного материала, или из поляризующего материала, или из люминесцирующего материала, или из термопластического материала, или из гидрофильного материала, или из гидрофобного материала, или из металлического материала, частично перекрывающего слой полимерного материала, причем слои пленочной структуры выполнены из полимерных материалов, имеющих различные спектральные характеристики и различные коэффициенты преломления, при этом пленочная структура имеет на одной из сторон сетку, выполненную из полимерного материала или металла с размером ячеек, равным или более 20 мкм, а в качестве полимерного материала сетки используют лавсан (международная заявка PCT/RU 96/00070, МПК 6 G 07 D 7/00, G 03 F 7/12, G 21 H 5/00, B 41 N 1/14, опубл. 1997 г.).

Носитель информации, изготовленный в соответствии с данным изобретением, обеспечивает наиболее высокую из известных носителей степень защиты, что практически исключает возможность подделки или копирования носителя информации при промышленном многотиражном производстве носителей.

Вместе с тем, в ряде случаев требуется не только надежная защита, связанная с инструментальным контролем, но и высокоэффективная визуальная идентификация, достижение которой с помощью данного носителя информации весьма проблематично из-за двумерного стохастического формирования в нем микроотверстий.

Наиболее близким к настоящему изобретению по технической сущности и достигаемому при использовании техническому результату, является система для идентификации аутентичности информации, включающая многослойный носитель для хранения информации в кодовой форме, доступной для считывания и записи, содержащий идентификационную область, имеющую множество групп сегментов, равномерно распределенных по всей поверхности идентификационной области, каждый сектор идентификационной области состоит из голограммы или дифракционной решетки, поверхность которых образована множеством параллельных канавок, имеющих селективную отражательную способность, при этом каждый сегмент имеет прямоугольную форму, а сегменты расположены в виде матрицы (Европейский патент N 0533448, МПК 6 G 06 К 19/16, опубл. 1993 г.). В связи с тем, что в данном устройстве используются дифракционные решетки, то посредством известных методов голографического копирования возможна подделка таких носителей информации. Путь усложнения используемой голограммы также не решает проблему повышения защищенности носителя. Увеличивая объем информации, размещаемой на носителе, можно увеличить базу выборки, и чем она больше, тем больше возможности выборки, а, следовательно, повышается и степень защиты. При увеличении количества сегментов увеличивается количество кодов в носителе. А чем их больше, тем сложнее определяется ключ для переборки. Настоящий уровень техники не ограничивает скорость переборки, более существенным является быстродействие устройства идентификации. Увеличение сегментации голограммы или ее дискретизации приводит к нелинейному падению дифракционной эффективности для каждой считываемой области, что значительно усложняет устройство обработки сигнала. Кроме того, в данном носителе не обеспечивается на физическом уровне индивидуальная защита документов.

В основу данного изобретения положена задача создания носителя информации для защиты документов и изделий от подделки и копирования, который бы позволил повысить степень визуальной защиты, расширить спектр объектов защиты за счет создания в носителе информации в слое с идентификационной областью секторов, имеющих микронные геометрические размеры в трех измерениях, с граничными полосами, размеры которых согласованы с размерами секторов. В задачу создания носителя информации входила также реализация возможности предания индивидуальных защитных признаков в носителе информации для каждого изделия массового производства.

Технический результат, указанный выше, при решении задачи, положенной в основу данного изобретения, достигается за счет того, что в известном носителе информации, представляющем собой многослойную структуру с графической и буквенно-цифровой информацией, из тонкослойного материала, включающего по крайней мере один слой с идентификационной областью, разделенной на сегменты, прозрачные для модулируемого светового потока, сегменты идентификационной области разделены граничными полосами, выполненными непрерывными или дискретными из материала, непрозрачного для светового потока, по всей толщине слоя или его части, при этом граничная полоса, разделяющая сегменты идентификационной области, в сечении является фигурой, заключенной между линиями второго порядка и может быть выполнена из магнитного материала, или из материала с красящим, и/или люминесцирующим, и/или флуоресцирующим веществом, или фото- или электрохромного материала, или из жидкокристаллического материала, или из термопластического материала, или из электропроводящего материала;
- а также тем, что в нем отношение толщины граничной полосы к расстоянию между противоположными граничными полосами в сегменте идентификационной области находится в диапазоне от 0,01 до 1, толщина граничной полосы выбирается из диапазона от 0,1 до 10 мкм, а отношение высоты граничной полосы к расстоянию между противоположными граничными полосами в сегменте идентификационной области выбирается из диапазона от 0,1 до 10,0:
- а также тем, что в нем сегменты идентификационной области могут быть заполнены магнитным материалом, или материалом с красящим, и/или люминесцирующим, и/или флуоресцирующими веществом, фото - или электрохромным материалом, или жидкокристаллическим материалом;
- а также тем, что в нем угол между поверхностью слоя и боковой поверхностью граничной полосы выбирается из диапазона от 45 до 90^o ;
- а также тем, что носитель информации содержит по крайней мере один слой из магнитного материала, или из поляризующего материала, или из люминесцирующего материала, или из термопластического материала;
- а также тем, что он содержит по крайней мере один металлический слой, частично или полностью перекрывающий другие слои:
- а также тем, что в нем слои могут быть выполнены из материалов, имеющих различные спектральные характеристики и различные коэффициенты преломления:
- а также тем, что в нем идентификационная область или ее часть могут содержать графическую и буквенно-цифровую информацию.

Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых:
на фиг. 1 - изображен общий вид носителя информации;
на фиг. 2 - изображен слой с идентификационной областью в разрезе;
на фиг. 3 - изображен слой с идентификационной областью;
на фиг. 4 - показаны виды сечений граничной полосы;
на фиг. 5 - показана схема визуальной идентификации;
на фиг. 6 - показана схема светотехнической идентификации;
на фиг. 7 - показана схема идентификации индивидуальных защитных признаков носителя информации и документа.

Носитель информации 1 (фиг. 1) в соответствии с настоящим изобретением представляет собой многослойную структуру. Количество слоев этой структуры определяется назначением носителя информации и выбирается в каждом конкретном случае в соответствии с техническими, технологическими факторами сопряжения носителя с устройствами записи и считывания.

Один слой 4 многослойной структуры (фиг. 1) изготавливают с идентификационной областью 7, содержащей сегменты 10, разделенные граничной полосой на всю толщину слоя или ее часть (соответственно 11а и 11б фиг. 2). Граничная полоса 11 может быть выполнена сплошной (11в) или дискретной (11г) (фиг. 3).

Слой с идентификационной областью может быть изготовлен из металла или диэлектрика.

Граничная полоса 11 имеет высоту, равную толщине слоя (11а) или меньше ее (11б) (фиг. 2). Выбор высоты граничной полосы определяется эксплуатационными требованиями к носителю информации и особенностями технологии его изготовления. Так, например, если идентификационная область в носителе информации предназначена для работы на просвет, то желательно иметь граничную полосу высотой по всей толщине слоя, так как, в этом случае, можно достичь максимальную модуляцию считывающего светового потока в небольшом интервале углов освещения и считывания.

Граничную полосу 11 изготавливают толщиной не менее 0,1 мкм, так как получить меньшую толщину технологически сложнее и разброс от ее заданной величины становится неприемлемым для эксплуатации носителя информации. Изготовление граничной полосы толщиной более 10 мкм представляется нецелесообразным в связи со снижением коэффициента модуляции считывающего светового потока.

Граничная полоса 11 в зависимости от эксплуатационных требований и особенностей технологии изготовления носителя информации может иметь в сечении различные формы - а (усеченной окружности), б (гиперболы), в (треугольника), г, д (трапеции), е, ж (параллелограмма) (фиг. 4). Кроме того, угол между поверхностью слоя и боковой поверхностью граничной полосы задается в пределах от 45 до 90^o.

Граничная полоса 11 может быть заполнена различными материалами в зависимости от условий применения носителя и методов считывания с него информации.

Часто требуется, чтобы защитные признаки на носителе информации были незаметны, а выявлялись бы только с помощью приборов. И, конечно, чтобы исключалась возможность их копирования и подделки.

Такие задачи решаются с использованием предложенного носителя, когда в нем граничная полоса заполнена контрастирующим в сравнении с материалом сегментов веществом. Часть граничной полосы может быть заполнена металлом, диэлектриком, анизотропным, поляризующим, люминесцирующим, флуоресцирующим веществом.

В перечисленных вариантах заполнения граничной полосы различными материалами, определяющими при их выборе является характер требований к эксплуатации носителя информации и условиям идентификации защитных признаков.

Так, носитель информации, имеющий граничную полосу между сегментами, заполненную люминесцирующим или флуоресцирующим красителем, обуславливает применение для идентификации защитных признаков оптических приборов с соответствующими по спектру источниками и приемниками света.

Рассмотрим пример структуры носителя информации 1 (фиг. 1) в соответствии с настоящим изобретением. На слое 2 из бумажной основы, несущем содержательную часть документа с буквенно-цифровой и графической информацией 8, находится адгезионный слой 3, соединяющий между собой слои 2 и 4. Слой 4 включает идентификационную область 7 и закрыт ламинирующим слоем 5, несущим слой 6 с магнитной полосой 9.

Идентификационная область 7 слоя 4 (фиг. 2, 3) состоит из сегментов 10 и граничных полос 11. Сегменты выполнены из прозрачного материала, например, из полиэтилентерефталатной или полипропиленовой полимерной пленки или другого материала. Граничная полоса 11 может представлять собой совокупность ориентированных заданным способом дискретных полос высотой, равной толщине слоя 4, шириной, выбранной из интервала между 0,1 - 10 мкм, а их длины формируют на основе расчета или по случайному закону. Граничные полосы заполняют краской, способной полностью или частично поглощать считывающий световой поток.

На фиг. 1 показано такое расположение идентификационной области 7, когда она покрывает на слое 2 информативную часть 8 документа - фрагмент фотографии, подписи и цифры.

Идентификацию данного носителя информации можно произвести различными способами. При визуальной идентификации (фиг. 5) необходимо расположить источник света 12 таким образом, чтобы световой поток 13 осветил максимальную площадь сегментов 10 идентификационной области 7 Тогда, если наблюдатель 14 будет рассматривать идентификационную область в положении 14а под углом, близким к углу освещения носителя, то он будет воспринимать максимум света 13а от светового потока 13, прошедшего идентификационную область сначала в одном направлении, а, затем, отразившись от слоя 2, в противоположном направлении. При угловом отклонении наблюдателя 14 от первоначального положения в положение 14б в направлении, перпендикулярном модуляционной части граничной полосы, он зафиксирует уменьшение яркости отраженного света 13б (под модуляционной частью граничной полосы подразумевается такая ее часть, которая обеспечивает максимальную расчетную эффективность модуляции считывающего светового потока с заданного фрагмента идентификационной области). Это обусловлено тем, что, при изменении угла наблюдения, часть отраженного светового потока будет экранироваться граничной полосой (фиг. 5а). При определенных соотношениях можно получить полное перекрытие светового потока граничной полосой в направлении наблюдателя. Аналогичного эффекта изменения яркости в идентификационной области можно достичь при повороте носителя на заданный угол в заданном направлении. Если наблюдатель рассматривает ту часть носителя, в которой изображение на документе, например фотография, покрыты идентификационной областью, то, в этом случае, он будет воспринимать изменение яркости изображения при изменении угла зрения или при повороте носителя. Возможен также вариант, при котором наблюдатель различает упомянутые состояния не по изменению яркости изображения, а по изменению его цвета, что обуславливается различными спектральными характеристиками материалов граничной полосы, сегмента и изображения на документе. В идентификационной области могут быть созданы фрагменты из сегментов и граничных полос, для которых могут быть созданы различные условия освещения и идентификации, что может значительно расширить спектр защиты.

По аналогии с визуальной идентификацией построена схема светотехнической идентификации, показанной на фиг. 6, где носитель информации 1 освещается источником света 15, а отраженный от носителя световой поток регистрируется и обрабатывается приемниками света 16а, 16б, 16в и блоком обработки сигналов 17. Здесь глаз наблюдателя заменяют приемником света, причем, таких приемников может быть несколько 16а, 16б, 16в, что связано, с одной стороны, с повышением надежности идентификации, а, с другой стороны, с условиями идентификации для различных фрагментов идентификационной области.

Возможны различные варианты анализа результата идентификации. Например, можно заранее определить величину интенсивности света, падающего на приемник, и, если текущее ее значение отличается от заданного, то защитный признак не соответствует заданному.

В другом варианте, несколько приемников света располагаются под заданными углами к поверхности носителя и зарегистрированные ими сигналы, соответствующие защитным признакам идентифицируемого носителя информации, подаются на блок обработки сигналов 17, который анализирует поступающие сигналы и формирует сигнал соответствия защитных признаков заданным. Каждый из приемников может регистрировать свет по интенсивности и цвету.

Идентификацию защитных признаков носителя информации можно производить путем анализа оптической плотности сегментов и граничной полосы, ее геометрического рисунка, а также фрагментов изображения, находящихся в исследуемой области (фиг. 7). Здесь носитель информации 1 освещается источником света 18, а отраженный от носителя информации свет 19 проецируется с помощью микрообъектива 20 на матрицу видеокамеры 21, где формируется увеличенное изображение фрагмента идентифицируемой области. Видеокамера 21 сопряжена с компьютером 22, где изображение обрабатывается и выводится на монитор 23 в виде изображения 24. Проверяемый документ с носителем информации можно считать подлинным, если перечисленные выше признаки в достаточной степени совпадают с соответствующими признаками 25 оригинала документа, хранящимися в базе данных. Описанный выше метод идентификации относится к идентификации индивидуальных защитных признаков носителя информации.

Способы идентификации, перечисленные выше, используются и в том случае, когда граничная полоса заполняется материалом не только полностью или частично поглощающим свет, но и обладающим другими физическими свойствами: вращением плоскости поляризации, флуоресценцией, люминесценцией, электрохромным эффектом, электрострикционными, магнитными и другими свойствами. Указанные свойства материала граничной полосы обеспечивают возможность идентификации защитных признаков одновременно или последовательно посредством приборов, регистрирующих различные физические параметры. Это повышает уровень защиты носителя информации и надежность идентификации его защитных признаков.

Отмеченное выше можно отнести и к идентификации защитных признаков носителя информации при заполнении или изготовлении секторов идентификационной области из материалов с различными физическими свойствами - оптическими, голографическими, электрохромными, магнитными, флуоресцирующими, электрострикционными, люминесцирующими и другими.

При идентификации защитных признаков, формируемых на основе материалов, свойства которых изменяются под действием электростатических или электродинамических сил, слой с идентификационной областью располагают между электродами или электродной группой на одной из сторон слоя, или граничную полосу заполняют электропроводящим материалом, выполняющим функции электродов в том случае, когда этим материалом заполнены сегменты.

Носитель информации по настоящему изобретению можно изготовить различными способами. Например, сначала получают слой в виде пленки с идентификационной областью в виде сегментов, разделенных граничной полосой. Граничную полосу создают путем облучения пленки заряженными частицами через транспарант и, если необходимо, проводят химическую или фотохимическую обработку для формирования по границе между сегментами непрерывной или дискретной канавки, заполняемой контрастирующим материалом, например, краской. Затем на слой наносят на одну сторону ламинат, а на другую - адгезионный слой. С помощью последнего полученную многослойную структуру закрепляют на документе, материал которого служит основой носителя информации.

Рассмотрим один из вариантов технологии изготовления граничной полосы (непрерывной или дискретной, на всю толщину слоя или ее часть). На поверхность окрашенной в массе полистирольной пленки (например, красной) наносят слой актиничный к лазерному излучению (например, черный сажевый слой - актиничный к ИК-спектру). С помощью сканирования тонко сфокусированного лазерного пучка формируют идентификационную область - по программе выжигают в пленке граничную полосу между сегментами. Заданная интенсивность лазерного излучения определяет глубину граничной полосы. Затем граничную полосу заполняют краской (например, синей). Граничная полоса может представлять набор линий толщиной 5 мкм, высотой 7 мкм, причем, этот набор может состоять из двух групп параллельных линий ортогональных друг к другу таким образом, что непрерывные линии одной группы приходится на середину промежутков между линиями в виде отрезков другой группы. Размер отрезков составляет 10 мкм, а расстояние между непрерывными линиями - 15 мкм.

Изобретение относится к носителям информации с записью информации, предотвращающей несанкционированное копирование и подделку этих носителей. Использование данного изобретения повышает степень визуальной защиты и расширяет спектр объектов защиты. Носитель информации представляет собой многослойную структуру с графической и буквенно-цифровой информацией из тонкослойного материала, включающего по крайней мере один слой с идентификационной областью, разделенной на сегменты, прозрачные для модулируемого светового потока. Технический результат достигается благодаря тому, что сегменты идентификационной области разделены граничными полосами, выполненными непрерывными или дискретными из материала, не прозрачного для светового потока, по всей толщине слоя или его части. 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Носитель информации, представляющий собой многослойную структуру с графической и буквенно-цифровой информацией из тонкослойного материала, включающего по крайней мере один слой с идентификационной областью, разделенной на сегменты, прозрачные для модулируемого светового потока, отличающийся тем, что в нем сегменты идентификационной области разделены граничными полосами, выполненными непрерывными или дискретными из материала, не прозрачного для светового потока, по всей толщине слоя или его части. 2. Носитель информации по п.1, отличающийся тем, что в нем отношение толщины граничной полосы к расстоянию между противоположными граничными полосами в сегменте идентификационной области находится в диапазоне 0,01 - 1, а толщина граничной полосы выбирается из диапазона 0,1 - 10,0 мкм. 3. Носитель информации по п.1, отличающийся тем, что в нем разделяющая сегменты идентификационной области граничная полоса в сечении является фигурой, заключенной между линиями второго порядка. 4. Носитель информации по п.1, отличающийся тем, что в нем угол между поверхностью слоя и боковой поверхностью граничной полосы выбирается из диапазона 45 - 90^o. 5. Носитель информации по п.1, отличающийся тем, что в нем отношение высоты граничной полосы к расстоянию между противоположными граничными полосами в сегменте идентификационной области выбирается из диапазона 0,1 - 10,0. 6. Носитель информации по п. 1, отличающийся тем, что в нем сегменты идентификационной области заполнены магнитным материалом или материалом с красящим, и/или люминесцирующим, и/или флуоресцирующим веществом, фото- или электрохромным материалом, или жидкокристаллическим материалом. 7. Носитель информации по п.1, отличающийся тем, что в нем граничные полосы, разделяющие сегменты идентификационной области, выполнены из магнитного материала, или из материала с красящим, и/или люминесцирующим, и/или флуоресцирующим веществом, или фото- или электрохромного материала, или из жидкокристаллического материала, или из термопластического материала, или из электропроводящего материала. 8. Носитель информации по п.1, отличающийся тем, что он содержит по крайней мере один слой из магнитного материала, или из поляризующего материала, или из люминесцирующего материала, или из термопластического материала. 9. Носитель информации по п.1, отличающийся тем, что он содержит по крайней мере один металлический слой, частично или полностью перекрывающий другие слои. 10. Носитель информации по п.1, отличающийся тем, что в нем слои могут быть выполнены из материалов, имеющих различные спектральные характеристики. 11. Носитель информации по п.1, отличающийся тем, что в нем слои могут быть выполнены из материалов, имеющих различные коэффициенты преломления. 12. Носитель информации по п.1, отличающийся тем, что в нем идентификационная область может содержать графическую и буквенно-цифровую информацию.