способ контроля бумаги и устройство для его осуществления (варианты)

Формула изобретения

1. Способ контроля бумаги с оптическими защитными метками на банкнотных нитях, включающий синтез плоского оптического элемента с асимметричным микрорельефом, в котором для обеспечения автоматизированного контроля, инвариантного относительно сдвига банкноты и ее поворота в пределах 10 градусов, при освещении защитной метки лазерным лучом, перпендикулярным плоскости банкноты, формируется асимметричное изображение, представляющее собой яркие отрезки, параллельные направлению движения банкноты в тракте счетно-сортировального устройства, расположенные в фокальной плоскости, параллельной плоскости банкноты, либо в плоскостях Q₁ и Q₂ , каждая из которых наклонена к плоскости банкноты на угол , меньший чем 60 градусов, причем линия их пересечения параллельна направлению движения банкноты, а контролируемым признаком для идентификации служат расстояния от каждого из отрезков изображения до луча лазера.

2. Устройство для контроля подлинности бумаги с оптическими защитными метками на банкнотных нитях, включающее лазерный диод, излучающий лазерный луч перпендикулярно плоскости банкноты, систему детектирования, электронный блок регистрации информации, электронный блок, осуществляющий автоматизированный контроль подлинности, при этом система детектирования состоит из 2-х линеек фотодиодов, расположенных либо в плоскости, параллельной плоскости банкноты так, что линейки фотодиодов расположены на оси, параллельной банкнотной нити, симметрично относительно луча лазера, либо расположенных симметрично относительно луча лазера и в плоскостях Q₁ и Q₂, каждая из которых наклонена к плоскости банкноты на угол , меньший чем 60 градусов так, что линия пересечения плоскостей параллельна направлению движения банкноты, при этом яркие отрезки изображения пересекают линейки фотодиодов.

3. Устройство для контроля подлинности бумаги с оптическими защитными метками на банкнотных нитях, включающее лазерный диод, излучающий лазерный луч перпендикулярно плоскости банкноты, систему детектирования, электронный блок регистрации информации, электронный блок, осуществляющий автоматизированный контроль подлинности, при этом система детектирования состоит из 4-х линеек фотодиодов, расположенных либо в плоскости, параллельной плоскости банкноты так, что линейки фотодиодов расположены на оси, параллельной банкнотной нити, симметрично относительно луча лазера, либо расположенных симметрично относительно луча лазера и расположенных попарно в плоскостях Q₁ и Q ₂, каждая из которых наклонена к плоскости банкноты на угол , меньший чем 60 градусов так, что линия пересечения плоскостей параллельна направлению движения банкноты, при этом яркие отрезки изображения пересекают линейки фотодиодов.

Описание изобретения к патенту

Заявляемое изобретение относится к технологии бумажного производства для удостоверения подлинности изделий и может быть эффективно использовано для защиты от подделок банкнот.

Современные оптические технологии предлагают широкий набор защитных признаков для визуального контроля, таких как 2D/3D элементы, 3D элементы, эффекты смены изображений и т.д. К новым оптическим технологиям относятся технология motion (патент US № 7,468,842 и № 7,333,268) и технология mobile (EA 201000535 (A1)), которые предлагают эффективные визуальные признаки контроля подлинности бумаги банкнот.

Оптические технологии предлагают и большой набор скрытых изображений, контролировать которые можно с помощью специальных устройств. К таким изображениям относятся различные микро- и нанотексты, микроэффекты смены изображений и т.д. В зависимости от размера микроизображений, последние контролируются визуально с помощью лупы или микроскопа. Широкое распространение получила так называемая CLR (covert laser readable) технология, когда в оптические защитные метки включаются плоские фазовые оптические элементы, содержащие скрытые изображения, визуализируемые с помощью лазерного излучения. Известны портативные приборы визуализации CLR изображений (Патент РФ на промышленный образец № 74441. Прибор контроля многоградационного скрытого изображения на голограммах).

Целью настоящей заявки является разработка оптических защитных технологий для автоматизированного контроля банкнот на счетно-сортировальных машинах. В настоящее время для скоростного автоматизированного контроля подлинности банкнот используются различные магнитные, оптические, ультразвуковые и иные детекторы свойств банкнот. Как правило, в стандартных системах автоматизированного контроля применяются:

- сканеры видимой области спектра для считывания и анализа цветного изображения банкноты в видимом спектре с обеих ее сторон, и для считывания символов серийных номеров банкнот с целью их распознавания;

- сканеры УФ люминесценции для считывания и анализа монохромного изображения банкноты в УФ спектре с обеих ее сторон;

- сканеры ИК области спектра, работающие на отражение, для считывания и анализа монохромного изображения банкноты в ИК спектре,

- сканеры ИК области спектра, работающие на просвет, для считывания и анализа монохромного изображения оптической проницаемости банкноты в ИК спектре;

- магнитные детекторы для считывания и анализа объектов с магнитными свойствами;

- детекторы наличия металлизированных объектов для считывания и анализа металлических и металлизированных объектов;

- детекторы сдвоенности для регистрации банкнот, оптическая проницаемость которых превышает заданную величину.

Контроль защитных признаков в счетно-сортировальных машинах должен осуществляться на высоких скоростях вплоть до 10 метров в секунду. При этом должна обеспечиваться высокая вероятность распознавания подлинности признаков. Как правило, допустимая ошибка идентификации не должна превышать 1 банкноты на 1000. В трактах транспортировки банкноты в счетно-сортировальных машинах допустим поворот банкноты в пределах 10 градусов. Соответственно способ контроля должен быть инвариантен относительно поворота банкноты в заданных пределах.

Разработка устройств автоматизированного контроля на основе плоских оптических дифракционных элементов сопряжена с целым рядом трудностей. Использование оптических эффектов в отраженном от плоского оптического элемента дневном свете представляется малоперспективным, поскольку полученные изображения сильно зависят от условий освещения. Более перспективным представляется использование CLR технологии, где в качестве источника излучения, формирующего изображения, используются лазерные диоды. Использование плоских оптических элементов, формирующих скрытые CLR изображения, имеет ряд преимуществ по сравнению со стандартными технологиями контроля в счетно-сортировальных машинах. Технология синтеза оптических элементов, формирующих CLR изображения, наукоемка и мало распространена. С другой стороны, эти элементы можно тиражировать, что обеспечивает их невысокую стоимость при массовом изготовлении.

Известно устройство (патент US 2003/0034400 A1) для контроля изображений, визуализируемых с помощью лазерного излучения, на CD дисках. В данном патенте CD диск контролируется после его загрузки в стандартное устройство считывания информации на CD диске, снабженное дополнительным модулем для чтения скрытых, визуализируемых с помощью лазерного излучения изображений.

Устройство для оптического контроля специальных меток на пластиковых картах с целью идентификации их подлинности приведено в патенте EP 0533448 (A2). В указанном изобретении оптическая защитная метка может смещаться относительно прибора контроля строго вдоль некоторой оси, однако поворот пластиковой карты относительно прибора контроля не допустим. Аналогичным недостатком обладает и устройство контроля оптических защитных меток (патент WO 2006069723 A2). Формируемая в этом патенте защитная метка также не допускает поворота относительно регистрирующей системы.

Известны способы контроля защитных меток, инвариантные относительно сдвига и поворота устройства контроля, в которых в клеевые составляющие оптических защитных меток (голограмм) добавляют магнитные краски, краски ультрафиолетового свечения и т.п. Так, в патенте RU 2156491 (C1) способ контроля заключается в добавлении в клеевые составляющие оптических антистоксовских добавок, которые при облучении оптической защитной метки невидимым для глаза ультрафиолетовым излучением дают видимое свечение в дневном диапазоне. Такой способ открывает широкие возможности для инвариантного контроля, однако антистоксовские добавки в настоящее время широко распространены и доступны, технология их нанесения проста, в связи с чем не обеспечивается надежная защита оптических меток от подделок.

Наиболее близким изобретением (прототип) является заявка на патент «Способ защиты и идентификации оптических защитных меток (варианты) и устройство для его осуществления» (EA 201100415 (A1)), в котором описан способ защиты и идентификации оптических защитных меток, заключающийся в том, что в защитные метки включают фрагменты плоского оптического элемента с асимметричным микрорельефом, который при освещении его лазерным излучением формирует в фокальной плоскости, параллельной плоскости защитной метки, асимметричное изображение, состоящее из n кольцевых секторов или точек на окружности с центром на оси падающего лазерного излучения, с заданными угловыми расстояниями между секторами и на основе контроля сформированного на окружности изображения, полученного в отраженном от защитной метки лазерном свете, осуществляют идентификацию подлинности оптической защитной метки путем формирования инвариантного относительно поворота оптической защитной метки признака подлинности, представляющего собой последовательность угловых расстояний между кольцевыми секторами или точками на окружности, который сравнивают с заранее заданным эталоном. Предложены также варианты устройств для реализации способа, содержащие лазерный диод, блок детектирования, расположенный в плоскости, параллельной плоскости защитной метки, включающий в себя кольцевой детектор, электронный блок обработки сигналов детекторов, включающий в себя АЦП, интерфейс, задающий эталоны, микроконтроллер, формирующий инвариантный признак контроля, а также обеспечивающий сравнение инвариантного признака с эталоном.

Предложенные в заявке на патент EA 201100415 (A1) методы автоматизированного контроля инвариантны относительно поворота контролирующего устройства на любой угол от 0 до 360 градусов. Недостатком предложенного способа и устройства является использование кольцевого детектора, который не позволят обеспечить высокую скорость и высокую надежность распознавания признаков, необходимые для использования в счетно-сортировальных машинах.

Изобретение направлено на создание способа и устройств, позволяющих обеспечить автоматизированный контроль бумаги и оптических защитных меток на нити, визуализируемых с помощью лазера, инвариантный относительно сдвига банкноты и ее поворота в пределах 10 градусов, с высокой надежностью и на высоких скоростях вплоть до 10 метров в секунду. При этом оптические элементы должны быть надежно защищены от подделок.

Задачей настоящего изобретения является создание способа и устройств (варианты), позволяющих обеспечить автоматизированный контроль оптических защитных меток, визуализируемых с помощью лазера, инвариантный относительно сдвига банкноты и ее поворота в пределах 10 градусов. При этом достигается технический результат, заключающийся в повышении защищенности используемых оптических меток от подделок, обеспечении высокой надежности распознавания и инвариантности процедуры контроля на высоких скоростях движения банкноты в тракте счетно-сортировальной машины вплоть до скоростей порядка 10 м/с.

Поставленная задача с обеспечением достижения указанного технического результата решается в настоящей заявке тем, что предложены:

способ контроля бумаги, включающий в себя синтез плоского оптического элемента, в котором для обеспечения автоматизированного контроля, инвариантного относительно сдвига банкноты и ее поворота в пределах 10 градусов, при освещении защитной метки лазерным лучом, перпендикулярным плоскости банкноты, формируется асимметричное изображение, представляющее собой яркие отрезки (предпочтительно три), параллельные направлению движения банкноты в тракте счетно-сортировального устройства, расположенных в фокальной плоскости, параллельной плоскости банкноты, либо в плоскостях Q_i и Q₂, каждая из которых наклонена к плоскости банкноты на угол , меньший чем 60 градусов, причем линия их пересечения параллельна направлению движения банкноты, а контролируемым признаком для идентификации служат расстояния от каждого из отрезков до луча лазера;

а также устройство для контроля подлинности бумаги с оптическими защитными метками на банкнотных нитях, состоящее из лазерного диода, излучающего лазерный луч перпендикулярно плоскости банкноты, системы детектирования, электронного блока регистрации информации с линеек фотодиодов и электронного блока, осуществляющего автоматизированный контроль подлинности, при этом система детектирования состоит из 2-х линеек фотодиодов, расположенных либо в плоскости, параллельной плоскости банкноты так, что линейки фотодиодов расположены на оси, параллельной банкнотной нити, симметрично относительно луча лазера, либо расположенных симметрично относительно луча лазера и в плоскостях Q₁ и Q₂, каждая из которых наклонена к плоскости банкноты на угол , меньший чем 60 градусов, так, что линия их пересечения параллельна направлению движения банкноты, при этом яркие отрезки на изображении меток пересекают линейки фотодиодов;

и вторым вариантом устройства для контроля подлинности оптических защитных меток на банкнотных нитях, состоящего из лазерного диода, излучающего лазерный луч перпендикулярно плоскости банкноты, системы детектирования, из электронного блока регистрации информации с линеек фотодиодов и электронного блока, осуществляющего автоматизированный контроль подлинности, при этом система детектирования состоит из 4-х линеек фотодиодов, расположенных в плоскости, параллельной плоскости банкноты так, что ось каждой линейки параллельна банкнотной нити и расположение линеек симметрично относительно луча лазера, либо симметричных относительно луча лазера и расположенных попарно в плоскостях Q₁ и Q₂, каждая из которых наклонена к плоскости банкноты на угол , меньший чем 60 градусов, так, что линия их пересечения параллельна направлению движения банкноты, при этом каждый отрезок на изображении метки пересекает 2 линейки фотодиодов.

Формирование асимметричных изображений, состоящих из трех ярких отрезков, параллельных друг другу, представляет собой сложную задачу, даже если отрезки формируются в одной плоскости.

Формирование асимметричного изображения, состоящего из параллельных отрезков, не лежащих в одной плоскости, представляет собой еще более сложную задачу.

В заявляемом изобретении для формирования изображений, визуализируемых с помощью лазерного излучения, предлагается использовать многоградационные CLR изображения, формируемые оптическими метками, имеющими асимметричный микрорельеф. Технология синтеза таких оптических защитных элементов хорошо защищена от подделки.

Использование асимметричного микрорельефа для формирования CLR изображений позволяет надежно защитить скрытое изображение, формируемое для автоматизированного контроля, от подделок. В настоящее время существуют сотни компаний, работающие в области голографических защитных технологий. Практически все они для записи оригиналов голограмм используют оптические методы (технологии dotmatrix, kinemax, kinegram и др.). Для всех этих технологий принципиальным моментом является то, что все они могут формировать только симметричный микрорельеф, а стало быть только симметричные изображения. С помощью этих технологий невозможно изготовить элементы, формирующие асимметричные изображения, представленные в настоящей заявке. Для формирования микрорельефа оптических защитных меток предлагается использовать электронно-лучевую литографию. Среди компаний, работающих в области защитных технологий, всего несколько имеют установки для электронно-лучевой литографии. Стоимость таких устройств очень велика. Их использование требует специальных помещений и высокой квалификации персонала. Технология изготовлений многоградационных CLR изображений, используемых в настоящем изобретении, наукоемка. Все это обеспечивает высокую защищенность предлагаемого способа защиты от подделок.

Согласно изобретению, область CLR изображения разбивается на элементарные подобласти, размером меньше диаметра луча лазера. Каждая элементарная область формирует целиковое изображение, состоящее из трех отрезков, а не отдельные его яркие точки. Такое формирование изображения обеспечивает инвариантность идентификации относительно сдвига и более надежный результат распознавания при деформациях оптических защитных меток, повреждении микрорельефа, небольших наклонах банкнот и т.п.

Формирование скрытых изображений, используемое в данном изобретении, получило название многоградационных киноформов. Киноформ, как оптический элемент, был представлен в работе (L.B. Lesem, P.M. Hirsch, J.A. Jr. Jordan, The kinoform: a new wavefront reconstruction device, IBM J. Res. Dev., 13 (1969), 105-155). Многоградационный киноформ - это тонкий фазовый синтезированный оптический элемент, который несет однозначную информацию о фазовой составляющей объектной волны, т.е. отраженного от киноформа излучения, и позволяет восстанавливать ее при освещении опорной волной, т.е. падающего на киноформ излучения. Многоградационный киноформ формирует заданное изображение, но в отличие от тонких голограмм, записанных путем регистрации интерференционной картины, многоградационный киноформ формирует на заданной длине волны только одно асимметричное изображение и при этом весь падающий на него свет дифрагирует в один порядок дифракции. Таким образом, многоградационный киноформ имеет максимальную теоретическую эффективность при формировании произвольных изображений. В отличие от объемных фазовых голограмм, обладающих также 100%-ой дифракционной эффективностью, многоградационный киноформ допускает массовое тиражирование с оригинала, при этом энергетическая эффективность тиражных копий также близка к 100%.

Существующие алгоритмы позволяют рассчитать микрорельеф дифракционного оптического элемента - многоградационного киноформа, если заданы геометрические параметры, характеристики источников света и задано в фокальной плоскости изображение, которое необходимо сформировать (A.V. Goncharsky, A.A. Goncharsky Computer Optics & Computer Holography Moscow University Press 2004).

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где на фиг.1 приведена оптическая схема устройства автоматизированного контроля изобретения; фиг.2 также иллюстрирует оптическую схему устройства автоматизированного контроля изобретения - вид сбоку; на фиг.3 приведена оптическая схема устройства автоматизированного контроля изобретения; фиг.4 также иллюстрирует оптическую схему устройства автоматизированного контроля изобретения - вид сбоку; на фиг.5 приведена оптическая схема устройства автоматизированного контроля изобретения; фиг.6 также иллюстрирует оптическую схему устройства автоматизированного изобретения - вид сбоку; на фиг.7 приведена оптическая схема устройства автоматизированного контроля изобретения; фиг.8 также иллюстрирует оптическую схему устройства автоматизированного контроля изобретения - вид сбоку; на фиг.9 приведено изображение, формируемое плоским оптическим элементом; на фиг.10 приведено изображение, формируемое плоским оптическим элементом; на фиг.11 приведена схема разбиения плоского фазового оптического элемента на элементарные области; на фиг.12 приведен фрагмент структуры микрорельефа элементарной области; фиг.13 иллюстрирует симметричный и асимметричный микрорельефы плоского фазового элемента; фиг.14 иллюстрирует формирование изображения при повороте банкноты на угол 10°; на фиг.15 приведена блок-схема обработки сигналов системы детектирования; на фиг.16 приведены оцифрованные сигналы с 4-х линеек фотодиодов для изображения, представленного на фиг.10.

На фигурах с первой по восьмую цифрами обозначены: 1 - плоскость банкноты, 2 - ныряющая нить, 3 - лазер, 4 - лазерный луч, 5 - линейки фотодиодов, 6 - элементы изображения (три ярких отрезка), формируемого плоским оптическим элементом, 7 - направление движения банкноты в тракте счетно-сортировальной машины. На фиг.9 цифрами обозначены: 6 - элементы изображения (три ярких отрезка), формируемого плоским оптическим элементом, 8 - нулевой порядок формируемого изображения. На фиг.10 представлено асимметричное изображение, состоящее из трех отрезков, параллельных направлению движения банкноты, при этом в плоскости Q₁ лежит один отрезок, а в плоскости Q₂ - два отрезка. На фиг.11 цифрами обозначены: 9 - элементарная область плоского оптического элемента, 10 - сечение лазерного пучка в плоскости оптического элемента.

Банкнота 1, включающая ныряющую нить 2, освещается лазерным излучением лазерного диода 3. Излучение от лазера 4, попадая на оптический элемент, формирует на детекторах - линейках фотодиодов 5 асимметричное изображение, состоящее из трех светящихся отрезков 6, параллельных направлению движения банкноты 7 в тракте счетно-сортировальной машины.

Система детектирования устройства состоит из 2-х линеек фотодиодов в плоскости, параллельной плоскости банкноты так, что линейки фотодиодов расположены на оси, параллельной банкнотной нити, симметрично относительно луча лазера, при этом яркие отрезки на изображении формулы изобретения пересекают линейки фотодиодов. Система детектирования устройства по п.5 формулы изобретения также состоит из двух линеек, которые расположены в плоскостях Q₁ и Q₂, каждая из которых наклонена к плоскости банкноты на угол так, что линия их пересечения параллельна направлению движения банкноты. При этом длина каждого из отрезков не менее половины длины линейки фотодиодов.

Система детектирования устройства другого варианта отличается тем, что состоит из 4-х линеек фотодиодов в плоскости, параллельной плоскости банкноты, так, что линейки фотодиодов расположены на оси, параллельной банкнотной нити, симметрично относительно луча лазера, при этом каждый из ярких отрезков на изображении пересекают 2 линейки фотодиодов. Система детектирования устройства, которая состоит из 4-х линеек, которые расположены попарно в плоскостях Q ₁ и Q₂, каждая из которых наклонена к плоскости банкноты на угол так, что линия их пересечения параллельна направлению движения банкноты. При этом длина каждого из отрезков не менее чем в 1,5 раза превосходит расстояние между осями линеек фотодиодов.

Выбор длины отрезков формируемого изображения гарантирует инвариантность процедуры идентификации при поворотах банкноты в пределах 10 градусов. Использование линеек фотодиодов, промышленно изготавливаемых в настоящее время, обеспечивает считывание изображения так, что расстояние между двумя активными элементами (фоточувствительными площадками) в линейке не превосходит 12% от размеров самого активного элемента линейки фотодиода, что обеспечивает высокое разрешение при регистрации сформированного изображения. Последнее обеспечивает более высокую надежность распознавания по сравнению с прототипом, в котором использован кольцевой детектор, в котором расстояние между приемными элементами определяется толщиной корпуса фотодиодов и может составлять от 50 до 100% от размеров светочувствительной площадки фотоприемника.

Изготовленные с помощью современных электронных технологий линейки фотодиодов обеспечивают высокую скорость считывания информации, необходимую для регистрации сформированных изображений на скоростях движения банкноты порядка 10 м/с.

Описанные системы детектирования отличаются энергетической эффективностью. Угол наклона плоскостей Q ₁ и Q₂ - - определяется геометрией оптической схемы и не превышает 60 градусов.

На фиг.9 представлено изображение, формируемое плоским оптическим элементом. Изображение состоит из трех светящихся отрезков 6, параллельных направлению движения банкноты в тракте счетно-сортировальной машины, и не является симметричным относительно нулевого порядка 8. Соответственно изображение 6 на фиг.10, формируется областью плоского оптического элемента, освещенного лазерным лучом 4, и расположено в плоскостях Q₁ и Q₂, каждая из которых наклонена к плоскости банкноты на угол так, что линия их пересечения параллельна направлению движения банкноты 7. При этом изображение 6 создается совокупностью повторяющихся элементарных областей 9 плоского оптического элемента, освещенных пучком лазерного излучения, граница которого 10, показана на фиг.11. Каждая из элементарных областей 9 на фиг.11 имеет размер меньше диаметра лазерного пучка 10 и формирует одно и то же изображение, состоящее из трех отрезков параллельных прямых, при этом перемещение банкноты без поворота не будет менять изображение в фокальной плоскости. Фрагмент плоского оптического элемента, формирующего это изображение, приведен на фиг.12.

Синтезированный описанным выше образом плоский оптический элемент обладает таким свойством, что при параллельном сдвиге прибора относительно любой оси формируемое изображение остается неизменным. Однако при повороте банкноты на угол ±10° относительно устройства контроля, формируемое изображение будет поворачиваться на угол ±10° относительно неподвижных линеек фотодиодов. Параметры изображения (длины отрезков) выбраны так, что светящиеся отрезки все равно пересекают чувствительные элементы линеек фотодиодов. Фиг.14 иллюстрирует инвариантность признака при повороте банкноты в пределах ±10° на примере варианта устройства. Фиг.14а соответствует нормальному положению банкноты (без поворота), а фиг.14б демонстрирует изображение при повороте банкноты в тракте счетно-сортировальной машины на угол 10°.

Контролируемым признаком могут быть расстояния отрезков до оси лазера и/или корреляция измеренных профилей сигнала на линейках фотодиодов с эталонными профилями.

На фиг.15 изображена блок-схема обработки сигналов: 11 - детекторы - линейки фотодиодов, 12 - аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), 13 - микроконтроллер.

Сигналы от линеек фотодиодов 11 поступают в АЦП 12. Оцифрованные данные поступают в микроконтроллер 13. Микроконтроллер 13 решает следующие основные задачи: формирует инвариантный признак контроля, осуществляет процедуру распознавания подлинности банкноты и обеспечивает интерфейс с компьютером, управляющим счетно-сортировальной машиной.

Формирование несимметричных относительно центра изображений в оптическом диапазоне представляет сложную проблему. Микрорельеф, формирующий подобные структуры, должен быть несимметричным, как это показано на фиг.13. Точность расчета и изготовления таких микроструктур в оптическом диапазоне должна составлять порядка 20 нанометров. В настоящее время существует технология, которая позволяет формировать микрорельеф для поставленной задачи с нужными точностями. Такой технологией является электронно-лучевая литография, которая позволяет решать задачи синтеза плоских оптических элементов, формирующих несимметричные изображения. Именно этот класс изображений и соответственно плоских оптических элементов и является предпочтительным для гарантии высокой защищенности предложенной технологии от подделки. Оптическая метка может состоять целиком из CLR изображения, либо CLR изображение может составлять лишь часть оптической защитной метки.

Для массового тиражирования защитных элементов может быть использована стандартная технология массового тиражирования оптических защитных элементов. Элементы этой технологии (мультипликация, прокатка, нанесение клеевых покрытий и т.п.) позволяют поддерживать на всех ее этапах необходимую точность воспроизведения микрорельефа (A.V. Goncharsky, A.A. Goncharsky Computer Optics & Computer Holography Moscow University Press 2004).

Таким образом, основными отличиями настоящего изобретения от прототипа, непосредственно влияющими на достижение указанного технического результата, являются:

1) использование плоских оптических элементов с асимметричным микрорельефом, формирующих изображение, состоящее из не менее трех отрезков параллельных прямых,

2) использование в качестве детекторов линеек фотодиодов.

Нижеприведенные примеры конкретного выполнения изобретения подтверждают возможность осуществления изобретения, не ограничивая его объем.

Для демонстрации эффективности предложенного в патенте способа автоматизированного контроля и устройства автоматизированного контроля были изготовлены варианты устройства автоматизированного контроля в счетно-сортировальной машине согласно формуле изобретения. В качестве активных элементов - фоточувствительных площадок - использовались шестнадцатиэлементные линейки фотодиодов с размером фоточувствительных площадок 0,7×2 мм и расстояниями между элементами 0,1 мм. Ширина ныряющей нити 2 мм. Аналоговый сигнал с системы детектирования преобразовывался АЦП в 8-разрядный цифровой поток, который по шине данных поступал в микроконтроллер с тактовой частотой 32 МГц. Тактовая частота работы АЦП - 250 кГц для скорости движения банкноты 2,5 м/с и 1Мгц для скорости 10 м/с. Частота считывания изображения с линеек фотодиодов составляла не менее 30 кГц для 2,5 м/с и 125 кГц - для 10 м/с.

Для демонстрации эффективности изобретения были изготовлены оптические защитные метки, содержащие скрытое изображение, состоящее из трех отрезков прямых, параллельных направлению движения банкноты в тракте счетно-сортировальной машины. Длина отрезков составляла 28 мм. На фиг.16 приведены профили оцифрованных сигналов с линеек фотодиодов для варианта устройства, использующего 4 линейки фотодиодов, расположенных в плоскостях Q₁ и Q₂, наклоненных на 41° к плоскости банкноты. Профили, показанные на фиг.16а и фиг.16в, соответствуют линейкам фотодиодов, лежащим в плоскости Q₂, а на фиг.16б и фиг.16г - в плоскости Q₁ . Схема устройства приведена на фиг.7, а схема формируемого изображения - на фиг.10. Фрагмент оптического элемента приведен на фиг.12. Высокая защищенность оптического защитного элемента от подделки связана с тем, что структура микрорельефа оптического защитного элемента является асимметричной. Для изготовления оптического элемента использовалась электронно-лучевая технология - электронно-лучевой генератор с разрешением 0,1 микрона. Точность изготовления такого микрорельефа должна составлять порядка 20 нанометров.

Идентификация скрытых изображений производилась на счетно-сортировальной машине на скоростях 2,5 м/с и 10 м/с. Проведенные испытания показали высокую эффективность заявляемых способа и устройств автоматизированного контроля оптических защитных меток на ныряющих нитях в банкнотах.