СПОСОБ ВИЗУАЛИЗАЦИИ СКРЫТОЙ ИНФОРМАЦИИ НА ЦЕННЫХ БУМАГАХ И ИЗДЕЛИЯХ И ЛУПА СПЕКТРАЛЬНАЯ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2010 года по МПК G07D7/12 

Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению и может быть использовано для контроля подлинности ценных бумаг, банковских карточек, денежных купюр и других изделий, защищенных от подделок нанесенными на них скрытыми знаками на основе красок с антистоксовыми люминофорами.

Известен способ визуализации скрытой информации на ценных бумагах и изделиях, заключающийся в облучении изделия пучком излучения светодиода или лазера с выходной мощностью излучения 0,25-1,0 Вт и длиной волны 0,96-0,99 микрон и наблюдении по люминесцирующим в видимом диапазоне длин волн знакам скрытой информации [1, 2].

Недостатком данного способа является использование в нем светодиода или лазера большой мощности не видимого глазом непрерывного излучения, относящегося по санитарным правилам и нормам [3] ко второму и третьему классу лазерной опасности, приводящему к повреждению сетчатки при попадании излучения в глаз.

Наиболее близкими техническими решениями к заявляемому являются способ визуализации скрытой информации на ценных бумагах и изделиях и лупа спектральная для его осуществления [4, 5]. Способ заключается в изоляции скрытой информации изделия от постороннего излучения, освещении его видимым излучением, увеличении изображения облученной поверхности, позиционировании изделия относительно пучка излучения, облучении пучком излучения светодиода или лазера с выходной мощностью непрерывного излучения 0,03 Вт и длиной волны 0,96-0,98 микрон и наблюдении по люминесцирующим в видимом диапазоне длин волн знакам скрытой информации. Лупа спектральная [4] для осуществления способа содержит светонепроницаемый корпус, окуляр, закрепленный в верхней части корпуса, предметное стекло окуляра, закрепленное в нижней части корпуса, по меньшей мере два источника белого и инфракрасного излучения соответственно, по меньшей мере две коммутирующие кнопки, выход которых электрически связан со входами источников белого и инфракрасного излучения соответственно. Источник инфракрасного излучения включает лазерный диод и выполнен с углом поля излучения 6°. Лупа спектральная [5] отличается от лупы [4] применением вместо окуляра видеокамеры с отрезным инфракрасным светофильтром и разъемом для подключения внешнего монитора или компьютера. Достоинством технических решений [4, 5] является введение операций изоляции скрытой информации изделия от постороннего излучения, освещения его видимым светом, увеличения и позиционирования изображения облученной поверхности проверяемого изделия, что позволяет быстро найти скрытую информацию изделия и уменьшить на порядок выходную мощность источника инфракрасного излучения по сравнению с техническими решениями [1, 2].

Недостатком технических решений [4, 5] является использование в них светодиода или лазера относительно большой мощности не видимого глазом непрерывного излучения с угловым полем 6°, относящегося по санитарным правилам и нормам [3] ко второму классу лазерной опасности, приводящему к повреждению сетчатки при попадании излучения в глаз.

В основу изобретений положена задача создания компактной лупы спектральной, обеспечивающей визуализацию скрытой информации с безопасными для глаз источниками излучения.

Сущность изобретения в способе визуализации скрытой информации на ценных бумагах и изделиях, заключающемся в изоляции изделия от постороннего излучения, освещении его видимым излучением, увеличении изображения облученной поверхности, позиционировании изделия относительно пучка излучения, облучении расходящимся под углом φ излучением в ближней инфракрасной области спектра и наблюдении по люминесцирующим в видимом диапазоне длин волн знакам скрытой информации, заключается в том, что в отличие от прототипа облучение осуществляют импульсами излучения длительностью 0,04-0,06 секунды с частотой 3-6 герц, а выходную мощность P^c(t) излучения определяют из соотношения

где Р^c(t) - мощность излучения в ближней инфракрасной области спектра, измеренная на расстоянии 100 мм от его источника.

Сущность изобретения в лупе спектральной по первому варианту, содержащей светонепроницаемый корпус, окуляр, закрепленный в верхней части корпуса, предметное стекло окуляра, закрепленное в нижней части корпуса, по меньшей мере два источника белого и ближнего инфракрасного излучения соответственно и по меньшей мере две коммутирующие кнопки, выходы которых электрически связаны со входами источников белого и ближнего инфракрасного излучения соответственно, заключается в том, что в отличие от прототипа в нее введен генератор импульсов длительностью 0,04-0,06 секунды частотой 3-6 герц, выход которого связан с источником ближнего инфракрасного излучения, а вход - с коммутирующей кнопкой включения источника ближнего инфракрасного излучения, который выполнен с углом φ поля излучения и выходной мощностью P^c(t), удовлетворяющими соотношению

где P^c(t) - мощность источника ближнего инфракрасного излучения, измеренная на расстоянии 100 мм от предметного стекла.

В лупе источник инфракрасного излучения выполнен в виде светодиода с угловым полем излучения не менее 20° в спектральном диапазоне 0,94-0,99 микрон и расположен вблизи предметного стекла окуляра в периферийной части его поля зрения под углом 25-40° к поверхности предметного стекла.

В лупе источники белого и инфракрасного излучений, коммутирующие кнопки и генератор импульсов выполнены единым узлом в виде печатной платы, на которой распаяны и закреплены указанные элементы.

В лупе спектральной по второму варианту в отличие от первого варианта вместо окуляра применена видеокамера с отрезным инфракрасным светофильтром и разъемом для подключения внешнего монитора или компьютера.

В лупу по второму варианту введен монитор, расположенный снаружи верхней части корпуса, вход которого через разъем электрически связан с видеокамерой.

Осуществление облучения проверяемого изделия импульсами излучения длительностью 0,04-0,06 секунды с частотой 3-6 герц позволяет наблюдать периодически вспыхивающие (мерцающие) люминесцирующие знаки на темном фоне или их изображения, что обеспечивает возможность визуализации менее ярких скрытых изображений по сравнению с постоянно светящимся люминесцентным изображением. При этом длительность импульса 0,04-0,06 секунды увеличивает предельно допустимую мощность Р^c(t) излучения (см. приложение к заявке), а частота 3-6 герц не позволяет мерцающему изображению слиться в единое изображение. Определение предельно допустимой выходной мощности Р^c(t) в зависимости от угла φ расходимости излучения по приведенному соотношению обеспечивает возможность получения большого числа источников безопасного для глаз излучения (расчеты в приложении к заявке). Таким образом, отличительные признаки заявляемого способа решают поставленную задачу.

Введение в лупу спектральную генератора импульсов длительностью 0,04-0,06 секунды частотой 3-6 герц, выход которого связан с источником ближнего инфракрасного излучения, а вход - с коммутирующей кнопкой включения источника ближнего инфракрасного излучения, который выполнен с углом φ поля излучения и выходной мощностью Р^с(t), удовлетворяющими приведенному соотношению, обеспечивает возможность осуществления заявленного способа визуализации скрытой информации.

Выполнение источника инфракрасного излучения в виде светодиода с угловым полем излучения не менее 20° и размещение его вблизи предметного стекла окуляра в периферийной части его поля зрения под углом 25-40° к поверхности предметного стекла, дополнительно к решению поставленной задачи, позволяет упростить лупу за счет использования дешевого светодиода без формирующей угловое поле излучения дополнительной оптики и за счет использования контуров светодиода для позиционирования защитного элемента относительно пучка излучения. При этом размещение светодиода в периферийной части поля зрения окуляра позволяет использовать остальную часть поля зрения окуляра для идентификации других полиграфических средств защиты изделий. Выполнение источника инфракрасного излучения в спектральном диапазоне 0,94-0,99 микрон, дополнительно к решению поставленной задачи, позволяет расширить функциональные возможности лупы за счет визуализации ИК люминесцентных защитных элементов, люминесцирующих при меньшей длине волны.

Выполнение в лупе источников белого и инфракрасного излучений, генератора импульсов и первой и второй коммутирующих кнопок единым узлом в виде печатной платы, на которой распаяны и закреплены указанные элементы, дополнительно к решению поставленной задачи, обеспечивает уменьшение габаритов устройства.

Применение вместо окуляра во втором варианте лупы спектральной видеокамеры с отрезающим инфракрасным светофильтром и разъемом, дополнительно к решению поставленной задачи, обеспечивает комфортность осуществления визуализации скрытой информации и возможность ее записи и хранения.

Введение в лупу спектральную по второму варианту монитора, расположенного снаружи верхней части корпуса, вход которого через разъем электрически связан с видеокамерой, дополнительно к решению поставленной задачи, обеспечивает мобильность лупы при комфортности осуществления визуализации скрытой информации.

Сущность изобретений поясняется функциональными схемами лупы спектральной, приведенными на фиг.1-4. На фиг.1 и 2 приведены примеры исполнения лупы спектральной по первому варианту, на фиг.3 и 4 - по второму варианту.

Лупа спектральная содержит светонепроницаемый корпус 1, окуляр 2 (фиг.1) или видеокамеру 3 с отрезным инфракрасным светофильтром 4 и разъемом 5 (фиг.3), закрепленные в верхней части корпуса 1, и предметное стекло 6, закрепленное в нижней части корпуса 1. Лупа содержит по меньшей мере два источника 7 и 8 соответственно белого и ближнего инфракрасного излучения. Последний выполнен с углом φ поля излучения и выходной мощностью Р^с(t), удовлетворяющими соотношению

где Р^c(t) - мощность источника ближнего инфракрасного излучения, измеренная на расстоянии 100 мм от предметного стекла 6.

В примерах исполнения на фиг.1-4 источник 8 ближнего инфракрасного излучения выполнен в виде светодиода с излучением в спектральном диапазоне 0,94-0,99 микрон с угловым полем излучения не менее 20° и расположен вблизи предметного стекла 6 в периферийной части поля зрения или окуляра 2 (фиг.1) или видеокамеры 3 (фиг.3) под углом 25-40° к поверхности предметного стекла 6. Внутри корпуса 1 расположены источник 9 питания и по меньшей мере две коммутирующие кнопки 10 и 11, выходы которых электрически связаны со входами источника 7 белого излучения и источника 8 инфракрасного излучения соответственно, а входы - с источником питания 9. Лупа содержит генератор 12 импульсов длительностью 0,04-0,06 секунды с частотой 3-6 герц, выход которого электрически связан с источником 8 ближнего инфракрасного излучения, а вход - с коммутирующей кнопкой 11. Снаружи верхней части корпуса 1 в примере исполнения на фиг.3 расположен монитор 13, вход которого через разъем 5 электрически связан с видеокамерой 3. Лупа может содержать дополнительные источники излучения, например источник 14 ультрафиолетового излучения, выполненный в виде светодиода с соответствующей ему коммутирующей кнопкой 15, а в примере исполнения на фиг.3 и 4 - дополнительный выключатель 16 питания видеокамеры 3 и монитора 13. Корпус 1 содержит четыре отверстия, в которых установлены колпачки 17, кинематически связанные с коммутирующими кнопками 7, 8, 15 и выключателем 16. Источники 7, 8 и 14 белого, инфракрасного и ультрафиолетового излучений, коммутирующие кнопки 10, 11, 15, выключатель 16 и генератор 12 импульсов выполнены единым узлом в виде печатной платы 18, на которой распаяны и закреплены указанные элементы. Для замены источника 9 питания в корпусе 1 предусмотрена сдвижная крышка 19. Источник 9 питания выполнен в виде либо аккумуляторной батареи, либо одного или двух гальванических элементов.

Визуализация скрытой информации на лупе спектральной осуществляется следующим образом.

В режиме визуализации антистоксовых защитных элементов предметное стекло 6 лупы спектральной устанавливают на соответствующий участок проверяемого изделия, например российской денежной купюры. При использовании лупы спектральной по первому варианту (фиг.1 и 2) совмещают зрачок глаза с выходным зрачком окуляра 2, изолируя тем самым скрытую информацию на купюре от постороннего излучения, которое могло пройти через окуляр 2, что во втором варианте лупы спектральной (фиг.3) обеспечивается конструктивно. Нажимают коммутирующую кнопку 10 через колпачок 17, включающую источник 7 белого излучения, который освещает купюру видимым излучением, и, наблюдая увеличенное окуляром 2 (фиг.1) или видеокамерой 3 и монитором 13 (фиг.3) изображение освещенной поверхности и контуры источника 8, ориентировочно совмещают контуры источника 8 с тем участком купюры, где должна находиться скрытая информация, позиционируя тем самым купюру относительно пучка инфракрасного излучения. Затем нажимают коммутирующую кнопку 11, включая тем самым источник 8 ближнего инфракрасного излучения, и облучают скрытую информацию купюры импульсами длительностью 0,04-0,06 секунд с частотой 3-6 герц расходящегося под углом φ излучения, выходная мощность Р^c(t) которого в зависимости от угла φ определяется приведенным выше соотношением. Падающее невидимое импульсное инфракрасное излучение источника 8 возбуждает антистоксовое соединение скрытой информации, и оператор наблюдает периодически люминесцирующие в видимом диапазоне длин волн знаки скрытой информации через окуляр 2 (фиг.1) или их мерцающие изображения на мониторе 13 (фиг.3).

В режиме контроля микрошрифтов, флуоресцирующих печатей или меток, подчисток предметное стекло 6 устанавливают на соответствующий участок идентифицируемого изделия, например ценной бумаги. Нажимают соответствующую коммутирующую кнопку через колпачок 17 и в окуляр 2 или на мониторе 13 наблюдают увеличенное изображение участка ценной бумаги. Если нажата коммутирующая кнопка 15, включающая источник 14 ультрафиолетового излучения, то наблюдают флуоресцентное изображение печатей или меток, которые без наличия ультрафиолетового излучения имеют другой цвет или не видны. Если нажата коммутирующая кнопка 10, включающая источник 7, то наблюдают увеличенное изображение микрошрифта или других полиграфических защитных элементов.

Источники информации

1. Патент RU 2137612, 1999 г.

2. Патент RU 2174173, 2001 г.

3. Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров №5804-91. (Сан П и Н №5804-91).

4. Лупа спектральная мод.1013. Проспект НПП «Регула», 2002 г.

5. Лупа видеоспектральная мод.4047. Проспект НПП «Регула», 2002 г.

Группа изобретений относится к средствам визуализации скрытой информации на ценных бумагах и изделиях. Техническим результатом является обеспечение визуализации с использованием безопасных для глаз источников излучения. В способе обеспечивают позиционирование изделия относительно пучка излучения, облучение скрытой информации импульсным расходящимся под углом излучением в ближней инфракрасной области спектра и наблюдение по люминесцирующим в видимом диапазоне длин волн знакам скрытой информации. При этом облучение осуществляют импульсами излучения длительностью 0,04-0,06 секунды с частотой 3-6 герц, а выходную мощность излучения определяют из соотношения

где P^с(t) - мощность излучения в ближней инфракрасной области спектра, измеренная на расстоянии 100 мм от его источника. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ визуализации скрытой информации на ценных бумагах и изделиях, заключающийся в изоляции скрытой информации изделия от постороннего излучения, освещении ее видимым излучением, увеличении изображения облученной поверхности, позиционировании изделия относительно пучка излучения, облучении расходящимся под углом φ излучением в ближней инфракрасной области спектра и наблюдении по люминесцирующим в видимом диапазоне длин волн знакам скрытой информации, отличающийся тем, что
облучение осуществляют импульсами излучения длительностью 0,04-0,06 с с частотой 3-6 Гц, а выходную мощность P^c(t) излучения определяют из соотношения

где P^c(t) - мощность излучения в ближней инфракрасной области спектра, измеренная на расстоянии 100 мм от его источника.

2. Лупа спектральная, содержащая светонепроницаемый корпус, окуляр, закрепленный в верхней части корпуса, предметное стекло окуляра, закрепленное в нижней части корпуса, по меньшей мере два источника белого и ближнего инфракрасного излучения соответственно и по меньшей мере две коммутирующие кнопки, выходы которых электрически связаны со входами источников белого и ближнего инфракрасного излучения соответственно, отличающаяся тем, что в нее введен генератор импульсов длительностью 0,04-0,06 с частотой 3-6 Гц, выход которого электрически связан с источником ближнего инфракрасного излучения, а вход - с коммутирующей кнопкой включения источника ближнего инфракрасного излучения, который выполнен с углом φ поля излучения и выходной мощностью P^c(t) удовлетворяющими соотношению

где P^c(t) - мощность источника ближнего инфракрасного излучения, измеренная на расстоянии 100 мм от предметного стекла окуляра.

3. Лупа по п.2, отличающаяся тем, что источник инфракрасного излучения выполнен в виде светодиода с угловым полем излучения не менее 20° в спектральном диапазоне 0,94-0,99 микрон и расположен вблизи предметного стекла окуляра в периферийной части его поля зрения под углом 25-40° к поверхности предметного стекла.

4. Лупа по п.2 или 3, отличающаяся тем, что источники белого и инфракрасного излучений, генератор импульсов и коммутирующие кнопки выполнены единым узлом в виде печатной платы, на которой распаяны и закреплены указанные элементы.

5. Лупа спектральная, содержащая светонепроницаемый корпус, видеокамеру с отрезным инфракрасным светофильтром и разъемом, закрепленную в верхнее части корпуса, предметное стекло, закрепленное в нижней части корпуса, по меньшей мере два источника белого и ближнего инфракрасного излучения соответственно, и по меньшей мере две коммутирующие кнопки, выходы которых электрически связаны со входами источников белого и ближнего инфракрасного излучения соответственно, отличающаяся тем, что в нее введен генератор импульсов длительностью 0,04-0,06 с частотой 3-6 Гц, выход которого электрически связан с источником ближнего инфракрасного излучения, а вход - с коммутирующей кнопкой включения источника ближнего инфракрасного излучения, который выполнен с углом φ поля излучения и выходной мощностью P^c(t) удовлетворяющими соотношению

где P^c(t) - мощность источника ближнего инфракрасного излучения измеренная на расстоянии 100 мм от предметного стекла.

6. Лупа по п.5, отличающаяся тем, что источник инфракрасного излучения выполнен в виде светодиода с излучением в спектральном диапазоне 0,94-0,99 микрон и расположен вблизи предметного стекла в периферийной части поля зрения видеокамеры под углом 25-40° к поверхности предметного стекла.

7. Лупа по п.5 или 6, отличающаяся тем, что в нее введен монитор, расположенный снаружи верхней части корпуса, вход которого через разъем электрически связан с видеокамерой.