RU2444064C1 - Устройство для визуализации защитных меток на документе - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области проверки подлинности защищенных от подделки документов, например банкнот. Технический результат заключается в обеспечении удобства наблюдения за счет визуализации защитной метки и снятия ограничения на яркость визуализации. В устройстве в результате анализа электрического сигнала, получаемого от источника излучения обеспечивают управление свечением второго источника для сообщения пользователю об обнаружении у документа в зоне контроля скрытых оптических свойств, присущих защитной метке. Оптические тракты для передачи излучения от документа к приемнику излучения и от второго источника к документу могут содержать оптическую систему с положительной оптической силой. Второй источник может включаться в заданной периодической последовательности, характеризующей вид обнаруженной метки, а также менять цвет свечения, формировать видимый образ на поверхности документа, содержащий знак или информационное сообщение; приемник излучения может быть многоэлементным, а распределение интенсивности света второго источника по зоне контроля отражает распределение по ней значения физической величины, характеризующей защитную метку. 15 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к области проверки подлинности документов, защищенных от подделки, например банкнот. Документы защищаются от подделки различными способами, которые обычно придают документу особые свойства, которые затруднительно либо невозможно воспроизвести без использования специального оборудования, материалов и веществ. Один из самых распространенных способов защиты заключается в том, что часть рисунка банкноты выполняется с приданием ей особых оптических, магнитных, электрических и других свойств. Такую часть рисунка банкноты называют защитной меткой. Особые свойства некоторых защитных меток можно определить невооруженным глазом. Также широко применяются скрытые метки, для контроля особых свойств которых требуется специальное оборудование.

Подлинность документов часто определяют визуальным контролем. Для того чтобы визуально проконтролировать скрытую защитную метку, используют специальное оборудование, позволяющее сделать видимыми проявления особых свойств такой метки. Такое оборудование называют просмотровым детектором подлинности либо визуализатором защитных меток. При визуальном контроле решение о подлинности принимается проверяющим на основе множества органолептических признаков, таких как содержание рисунка банкноты, видимые защитные метки, хруст и звонкость бумаги, а также результатов проверки свойств невидимых защитных меток при помощи оборудования.

К числу наиболее широко используемых невидимых защитных меток относятся инфракрасные метки и метки с антистоксовской люминесценцией. Изобретение ориентировано, прежде всего, на визуализацию этих двух типов меток. Однако оно может быть использовано для визуализации и других видов защитных меток, таких, например, как метки инфракрасной люминесценции и ультрафиолетовые метки, возбуждаемые коротковолновым ультрафиолетовым излучением.

Инфракрасные метки печатаются при помощи красок, имеющих существенное различие между поглощением излучения в видимом диапазоне и в инфракрасном диапазоне. Например, композиционно единый графический элемент печатается двумя, визуально идентичными красками. Однако в инфракрасном диапазоне одна из красок практически не поглощает излучение, в то время как другая обладает повышенной оптической плотностью. В результате, в инфракрасном диапазоне часть графического элемента оказывается невидимой. Обычно, для визуального контроля таких меток используют светодиодный излучатель, облучающий документ в инфракрасном диапазоне, и систему технического телевидения, в которой применяют телевизионную камеру, воспринимающую изображение в инфракрасном (ИК) диапазоне. Проверяющий сопоставляет видимое изображение документа в зоне нахождения защитной метки с изображением на экране монитора системы технического телевидения, который показывает, как выглядит документ в инфракрасных лучах. Форму и размер участков рисунка, которые становятся невидимыми в инфракрасных лучах, сравнивают с известными эталонами. Совпадение с известным эталоном является для проверяющего одним из признаков подлинности, наряду с другими свойствами документа. Устройство для контроля инфракрасной метки описано, например, в патенте на полезную модель «Устройство для контроля подлинности банкнот» RU 15040 (МПК 7 G07D 7/00, опубл. 10.09.2000 г.).

Устройства, использующие систему технического телевидения, не являются компактными. Поэтому их применение разумно, когда габариты и занимаемое прибором место не являются определяющими. Для использования в стесненных или полевых условиях необходимо малогабаритное устройство, например карманного исполнения. Такое устройство описано в патенте RU 2395843 на изобретения «Способ контроля подлинности ценной бумаги и устройство для его осуществления» (МПК 8 G07D 7/12, опубл. 27.07.2010). Для проверки инфракрасной защитной метки устройство располагают на поверхности документа в области местонахождения метки. Контроль коэффициента отражения ведется в одной точке непосредственно в месте расположения прибора, при попеременном освещении поверхности документа ИК-излучением и видимым светом. Устройство перемещают по поверхности документа через область расположения защитной метки. В момент резкого изменения коэффициента отражения в ИК-диапазоне, при сохранении неизменным коэффициента отражения в видимом диапазоне, выдается световой и звуковой сигнал. Этот сигнал указывает на обнаружение защитной метки.

Общим недостатком известных устройств визуализации инфракрасной метки является сложность соотнесения отклика устройства с рисунком на поверхности банкноты, что создает неудобства для оператора. Например, в устройствах с использованием системы технического зрения, оператору необходимо переводить взгляд с документа на монитор устройства, чтобы визуально сопоставить документ с его изображением. В устройстве в соответствии с патентом RU 2395843 точка на документе, в которой ведется контроль, закрыта корпусом устройства и не видна оператору. Это создает затруднение в привязке позиции, в которой был выдан сигнал, к конкретному элементу рисунка документа.

Метки с антистоксовской люминесценцией основаны на использовании специальных красок, содержащих так называемый антистоксовский люминофор. Для антистоксовского люминофора характерно свечение в коротковолновой части спектра под действием возбуждающего излучения, относящегося к более длинноволновой части спектра. Наиболее часто применяют люминофоры, которые возбуждаются под действием инфракрасного излучения, но при этом испускают свет в видимом диапазоне. Для проверки такой защитной метки облучают поверхность документа мощным пучком ИК-излучения в диапазоне 940-1000 нм. В месте попадания этого излучения на метку с антистоксовской люминесценцией поверхность документа начинает светиться определенным цветом.

Известно изобретение «Прибор экспертный для контроля подлинности акцизных и специальных марок, защищенных бумаг и документов» в соответствии с патентом RU 2396600 (МПК 8 G07D 7/00, опубл. 10.08.2010), в котором используется лазерный источник ИК-излучения, направленный на документ, и лупа для наблюдения области на документе, освещаемой лазерным источником. При попадании излучения на защитную метку с антистоксовской люминесценцией возникающее излучение люминесценции становится видимым оператору через лупу.

Недостатком этого изобретения, как и многих других устройств с использованием лазерного источника, является недостаточное соблюдение требований лазерной безопасности. Дело в том, что лазер, необходимый для наблюдения метки с антистоксовской люминесценцией, должен обладать мощностью не менее, чем 30 мВт. Такой лазер обычно попадает в 3В класс лазерной опасности в соответствии с международным стандартом IEC 60825-1. Излучение лазера этого класса опасно для глаз и кожных покровов человека при прямом попадании. В устройстве согласно патенту RU 2396600 выход лазерного излучения в сторону оператора возможен в том случае, если оператор перевернет устройство и включит режим проверки метки с антистоксовской люминесценцией. При этом возможно попадание лазерного излучения в глаза и на кожные покровы оператора. В конструкции устройства затруднительно обеспечить блокировку выхода излучения лазера в сторону оператора. Для его защиты необходимо использование индивидуальных средств защиты (таких, как специальные очки), меры защиты от несанкционированного включения лазера (такие, как ключ доступа), специальное обучение персонала и другие подобные меры безопасности. Необходимость подобных сложных и дорогостоящих мер защиты резко сокращает возможности использования названного устройства в многочисленных странах, признающих стандарт IEC 60825-1.

На решение задачи обеспечения безопасности ориентировано изобретение «Способ визуализации скрытой информации на ценных бумагах и изделиях и лупа спектральная для его осуществления (варианты) в соответствии с патентом RU 2397546 (МПК 8 G07D 7/12, опубл. 20.08.2010). В данном устройстве используется светодиодный источник возбуждающего излучения, включаемый на короткие интервалы времени, следующие с небольшой частотой 3-6 Гц. В условиях защиты от внешней засветки, это устройство позволяет через лупу наблюдать вспышки свечения антистоксовского люминофора в защитной метке на поверхности документа. В полевых условиях, когда защита от внешней засветки затруднена, контраст метки может оказаться недостаточным для уверенного наблюдения, что является недостатком устройства. За счет высокой расходимости излучения светодиодов в названном устройстве обеспечено соответствие российским санитарным нормам по лазерной безопасности (СанПиН №5804-91). Тем не менее, соответствие нормам международных стандартов безопасности не может быть гарантировано, поскольку эти стандарты опираются на существенно отличающуюся методику определения опасности излучения. Это так же является недостатком устройства, поскольку ограничивает возможность его применения во многих странах.

Общим недостатком известных устройств визуализации антистоксовской метки является плохая видимость метки в условиях интенсивной внешней засветки, например, при использовании вне помещения, что создает неудобство для оператора. В случае применения лазера в качестве контрмеры применяют увеличенную мощность лазерного излучения, что еще более увеличивает опасность для глаз и кожи оператора. Следует отметить, что уровень облучающего излучения, необходимый для обнаружения ИК-меток, обычно находится в безопасных пределах.

Различные антистоксовские люминофоры отличаются друг от друга не только по длинам волны возбуждающего излучения и излучения люминесценции, но также и по характеристике послесвечения. Характеристика послесвечения отражает, в зависимости от времени, спадание излучения люминесценции после прекращения облучения возбуждающим излучением. Послесвечение обычно применяемых антистоксовских люминофоров имеет длительность в диапазоне от десятков микросекунд до единиц миллисекунд, поэтому его невозможно заметить при наблюдении глазом на существующих устройствах визуализации. В то же время определение характеристики послесвечения позволяет различить два люминофора, которые мало отличаются по спектральному составу излучения люминесценции. Это значительно повышает возможности обнаружения таких поддельных документов, в которых при подделке использовался антистоксовский люминофор, отличный от применяемого в подлинных документах.

Известно устройство и способ согласно патенту US 7,067,824 (МПК F21V 9/16, опубл. 27.06.2006), в котором защитная метка на документе возбуждается импульсом излучения, а затем через равные интервалы времени регистрируют интенсивность излучения люминесценции. Таким образом, получают характеристику послесвечения люминофора. При помощи встроенного процессора, характеристику послесвечения по точкам сравнивают с заранее полученными характеристиками послесвечения нескольких известных люминофоров, и на основе совпадения выносят заключение о принадлежности документа к какому-либо из известных классов подлинных документов. Это изобретение не относится к устройствам визуализации, поскольку решение о подлинности автоматически принимается самим устройством, а не оператором на основе сопоставления визуально определяемых параметров. Данное изобретение находит применение в составе автоматизированных устройств для контроля и обработки банкнот.

С точки зрения качества определения подлинности, контроль характеристики послесвечения в устройствах визуализации защитной метки является очень желательной функцией. Тем не менее, эта функция до сих пор оставалась нереализованной в известных устройствах визуализации.

В качестве прототипа изобретения было выбрано устройство, описанное в патенте RU 2396600.

Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение удобства наблюдения защитной метки, при использовании безопасных уровней излучения. Повышение удобства достигается как за счет визуализации защитной метки непосредственно на поверхности банкноты, так и за счет снятия ограничения на яркость визуализации, что позволяет проводить визуализацию даже в условиях интенсивной внешней засветки.

Дополнительным техническим результатом является возможность сообщения оператору расширенной информации о свойствах защитной метки.

Заявленный технический результат достигается за счет того, что устройство для визуализации защитных меток на документе, содержит первый источник излучения, выполненный с возможностью доставки излучения в зону контроля на документе, причем защитная метка проявляет скрытые оптические свойства под воздействием названного излучения, приемник излучения, предназначенный для преобразования излучения, исходящего из зоны контроля, в электрический сигнал, второй источник излучения, предназначенный для излучения в видимом диапазоне в направлении зоны контроля, устройство анализа электрического сигнала, получаемого от приемника излучения, причем устройство анализа выполнено с возможностью управления свечением второго источника для сообщения пользователю об обнаружении у документа в зоне контроля скрытых оптических свойств, присущих защитной метке.

В устройстве первый источник излучения может быть выполнен с возможностью работы в импульсном режиме.

В устройстве оптические тракты для передачи излучения от документа к приемнику излучения и от второго источника к документу могут иметь, по меньшей мере, один общий участок.

Общий участок оптического тракта для передачи излучения может содержать оптическую систему с положительной оптической силой.

Второй источник может быть выполнен с возможностью его включения в заданной периодической последовательности, характеризующей вид обнаруженной метки.

Второй источник может быть выполнен с возможностью изменения цвета его свечения.

Второй источник может быть выполнен с возможностью формирования видимого образа на поверхности документа; при этом приемник излучения может быть выполнен многоэлементным, а распределение интенсивности света второго источника по зоне контроля отражает распределение по ней значения физической величины, характеризующей защитную метку.

Видимый образ может содержать знак или информационное сообщение.

Защитная метка проявляет свои скрытые оптические свойства при облучении ее излучением первого источника. Скрытые оптические свойства защитной метки обнаруживаются при анализе излучения, исходящего из облучаемой зоны контроля на документе. В случае инфракрасной метки это диффузно-рассеянное излучение, позволяющее говорить о коэффициенте отражения поверхности документа в ИК-области. Диффузно-рассеянное излучение имеет ту же длину волны, что и излучение первого источника. В случае антистоксовской метки это излучение люминесценции, возникающее на меньшей длине волны, в сравнении с длиной волны первого источника.

Визуализация защитной метки обеспечивается вторым источником, свет которого направляется в зону контроля на документе. Интенсивность излучения второго источника ставится в зависимость от отклика приемника излучения на излучение первого источника. В предпочтительной реализации изобретения второй источник света включают, если уровень излучения, принятого приемником, превышает некоторый порог. Видимое излучение этого источника освещает поверхность документа в зоне контроля, и непосредственно воспринимается глазом оператора, рассматривающего поверхность документа. Таким образом, оператор имеет возможность непосредственно сопоставить внешний вид и расположение защитной метки, наблюдаемые в видимом свете, со скрытыми свойствами защитной метки, которые визуализируются излучением второго источника непосредственно на поверхности документа в области расположения защитной метки. Это повышает удобство пользования устройством.

Предельно достижимая яркость пятна от второго источника на поверхности документа непосредственно не зависит от уровня отклика защитной метки на излучение первого источника, а ограничивается мощностью самого второго источника. Эта мощность может всегда быть выбрана таким образом, чтобы даже при ярком солнечном свете пятно от второго источника было хорошо видно оператору. Таким образом, обеспечивается дополнительное удобство использования устройства.

В качестве второго источника можно применить светодиод видимого излучения, который позволяет легко обеспечить необходимый световой поток. Либо вторым источником может быть маломощный полупроводниковый лазер видимого диапазона, относящийся к классу 1 или 2 по стандарту IEC 60825-1, мощности которого всегда достаточно для обеспечения хорошей видимости. Второй источник является безопасным для кожи и глаз человека. Если в качестве второго источника применяется лазер упомянутых классов 1 или 2, то он безопасен, в соответствии со стандартом IEC 60825-1. Применение лазера, относящегося к любому из этих классов, не требует применения защитных мер. Излучение светодиода той же мощности, что и лазер класса 1 или 2, еще более безопасно, так как оно может быть сфокусировано на сетчатке глаза в предельное пятно большего размера, чем в случае лазера. Плотность мощности уменьшается в пятне большего размера что, в свою очередь, снижает степень опасности.

В известных визуализаторах антистоксовской метки видимое излучение, исходящее из облученной зоны документа, анализируется при помощи глаза оператора. В отличие от них, в заявленном изобретении анализ этого излучения производится при помощи приемника излучения, что имеет определенное преимущество. А именно, средняя мощность первого источника, необходимая для обнаружения защитной метки может быть существенно снижена. Это достигается за счет применения хорошо известных решений, таких, как работа первого источника излучения в импульсном режиме, а также использование приемника с высокой избирательностью по спектру принимаемого излучения. И то, и другое решение позволяют отсечь внешнюю засветку, мешающую измерению интенсивности, что позволяет устройству работать при малом уровне мощности первого источника. Кроме того, быстродействие приемника позволяет, в импульсном режиме источника, проводить измерения при коротких, относительно редко следующих импульсах. За счет этого необходимая средняя мощность первого источника существенно снижается.

Глаз наблюдателя, используемый для приема излучения защитной метки, имеет существенно меньшие быстродействие и спектральную избирательность, чем могут быть получены при использовании приемника излучения. Соответственно, для визуализации защитной метки, в этом случае требуется существенно более высокая средняя мощность облучающего источника, чем в случае использования приемника излучения. Эта мощность почти всегда выходит за безопасный уровень, определяемый международными стандартами безопасности. Если же применяется приемник излучения, то требуемая средняя мощность может быть снижена до безопасных пределов.

Совместное использование приемника устройства анализа электрического сигнала, и второго источника излучения дает возможность визуализации дополнительных параметров защитной метки. В случае антистоксовской метки приемник, вкупе с устройством анализа, позволяет определить время послесвечения люминофора. Приемник излучения и устройство анализа электрического сигнала имеют быстродействие, достаточное для точного определения времени послесвечения. Если защитная метка обладает какими-либо дополнительными характеристиками, которые могут быть определены на основе анализа излучения, исходящего из области контроля, то результаты этого анализа могут быть визуализированы за счет управления излучением второго источника.

Чтобы сообщить оператору информацию о найденных дополнительных характеристиках, может использоваться изменение цвета излучения второго источника в зависимости от той или иной характеристики. Либо, второй источник может включаться и выключаться в определенной периодической последовательности, а информация о дополнительных характеристиках кодируется видом этой последовательности.

В заявленном изобретении необходимо доставить к приемнику излучение, исходящее из зоны контроля, и одновременно доставить в зону контроля излучение второго источника. Для этого могут использоваться оптические тракты с общим участком, по которому излучение из зоны контроля к приемнику распространяется в одном направлении, а в противоположном направлении - от второго источника к зоне контроля. Использование общего участка оптических трактов повышает компактность устройства.

В частности, этот общий участок может содержать оптическую систему с положительной оптической силой, например линзовую или зеркальную. Такая оптическая система сопрягает зону контроля как с приемником, так и со вторым источником. Это ведет к упрощению конструкции, так как отпадает надобность в отдельных собирающих оптических системах для приемника и для источника.

В качестве второго источника может использоваться проекционная система, которая проецирует некоторый видимый образ на поверхность документа. Такая система может быть реализована, например, с использованием светодиода, жидкокристаллической матрицы и проекционного объектива. Либо, может применяться светодиодная матрица вместе с проекционным объективом. В обоих случаях, изображение на матрице формируется по сигналам устройства анализа электрического сигнала приемника. Проекционный объектив или его часть могут быть выполнены в виде оптической системы с положительной оптической силой, расположенной в общем участке оптического тракта. Проецируемый образ может представлять собой знак или информационное сообщение, характеризующее параметр или параметры защитной метки.

Приемник излучения может быть выполнен многоэлементным, например, в виде фотоприемной матрицы. В этом случае фотоприемная матрица может воспринимать распределение интенсивности излучения, исходящего из облучаемой зоны контроля на поверхности документа. Если это излучение является невидимым, как в случае контроля ИК-метки, то его распределение можно визуализировать на поверхности документа в виде образа, формируемого проекционной системой. Это дает возможность визуализации структуры защитной метки непосредственно на поверхности банкноты.

На фиг.1 изображена общая схема устройства для визуализации.

На фиг.2 изображены временные зависимости сигналов при определении антистоксовских меток.

На фиг.3 изображены временные зависимости сигналов при определении ИК-меток.

Для визуализации защитной метки и контроля подлинности документ 1 с защитной меткой 2 располагают таким образом, чтобы место расположения защитной метки попало в зону контроля 3 устройства. Расположение защитной метки обычно хорошо известно оператору, поскольку при выпуске документа в обращение публикуется карта расположения защитных меток. В описываемой реализации устройство выполнено с возможностью легкого перемещения по рабочему столу и расположением зоны контроля 3 непосредственно в плоскости опоры. Предполагается, что оператор размещает документ 1 на поверхности стола, а затем помещает устройство сверху на него. Конструкция корпуса устройства (не показана) позволяет глазу 4 оператора рассматривать документ 1 в зоне контроля 3.

При контроле подлинности оператор наблюдает видимый отклик на поверхности документа 1 и контролирует соответствие этого отклика тому, который ожидается от защитной метки на подлинном документе. Дополнительную точность контролю подлинности дает проверка отсутствия видимого отклика, характерного для защитной метки, в тех областях документа 1, где защитная метка не должна располагаться.

Первым источником излучения является лазер 5. Его излучение фокусируется в точке А, находящейся в зоне 3 контроля. Лазер 5 работает в импульсном режиме, причем длительность импульса существенно меньше периода следования импульсов. Он включается и выключается по команде блока 9 управления, выполняющего функцию устройства анализа электрического сигнала. Излучение, порожденное взаимодействием излучения лазера 5 с защитной меткой 2, собирается положительной линзой 6 на приемную площадку фотоприемника 7. Выходной сигнал фотоприемника 7 анализируется блоком 9 управления. Алгоритм анализа детально будет описан ниже. Блок 9 управления включает светодиод 8, выполняющий функцию второго источника, для визуализации защитной метки. Излучение светодиода 8 собирается линзой 6 и фокусируется в точку B в зоне 3 контроля. Линза 6 имеет фокусное расстояние F и расположена на расстоянии 2F как от зоны 3 контроля, так и от рабочих площадок фотоприемника 7 и светодиода 8. Таким образом, линза 6 обеспечивает сопряжение зоны 3 контроля с областью расположения фотоприемника 7 и светодиода 8, с единичным линейным увеличением. Светодиод 8 и фотоприемник 7 расположены, насколько возможно, близко друг к другу, поэтому расстояние между точками А и В мало. Глаз 4 оператора воспринимает видимое излучение светодиода 8, диффузно отраженное от точки В на поверхности документа 1. Поскольку видимое излучение приходит из зоны 3 контроля, оно интерпретируется оператором как результат попадания защитной метки 2 в зону 3 контроля. Если в зоне 3 контроля защитной метки нет, то светодиод 8 не включается, и оператор интерпретирует это как отсутствие защитной метки 2 в зоне 3 контроля.

Лазер 5 излучает на длине волны 980 нм в инфракрасном диапазоне. Он выполнен на основе полупроводникового лазерного диода, относимого к классу 3 В по стандарту IEC 60825-1, при условии, что лазерный диод излучает в непрерывном режиме. Однако длительность импульсов лазера 5 и частота их следования подобраны таким образом, чтобы средняя мощность и другие параметры излучения лазера 5 соответствовали нормам класса 1, считающегося безопасным. Цепи управления лазером 5 в блоке 9 ограничивают электропитание лазерного диода таким образом, что исключают выход параметров излучения за пределы класса 1 даже в случае единичной неисправности устройства.

Если метка 2 является антистоксовской, то излучение, исходящее из зоны 3 контроля, находится в видимом диапазоне. Однако за счет малой средней мощности, оно непосредственно не является видимым для оператора в условиях наблюдения. Малая величина расстояния АВ необходима для того, чтобы создать у оператора ощущение того, что видимое им излучение исходит из защитной метки 2. Возможно, однако, что на границе защитной метки 2, точка А может попасть на метку, в то время как точка В будет находиться вне метки. Если расстояние АВ велико, то видимое излучение светодиода 8, приходящее в глаз 4 оператора из точки В, может вызвать ошибочную интерпретацию расположения защитной метки. Чтобы исключить ошибочную интерпретацию, необходимо, чтобы размер пятна видимого света от светодиода 8 в точке В был бы близок к расстоянию АВ.

Расстояние АВ может быть уменьшено до приемлемых пределов, если и светодиод 8, и фотоприемник 7 выполнены в миниатюрных корпусах для поверхностного печатного монтажа, имеющих ширину менее 1 мм, и расположены на печатной плате вплотную друг к другу. Наименьшее расстояние можно получить, если полупроводниковые кристаллы обоих этих элементов размещены в общем миниатюрном корпусе.

Блок 9 управления имеет два алгоритма работы, позволяющих обнаруживать антистоксовские метки и ПК-метки соответственно. Выбор нужного алгоритма оператор делает при помощи специального переключателя (не показан).

Режим обнаружения антистоксовской метки проиллюстрирован на Фиг.2. В начальный момент Т₀ источники излучения 5 и 8 отключены, и в фотоприемник 7 попадает только излучение внешней засветки. Отклик Ud фотоприемника на излучение внешней засветки запоминается в блоке 9 управления и используется в последующем для внесения поправок в значения отклика на излучение, исходящее из зоны 3 контроля. В течение интервала времени T₁-Т₂ лазер 5 кратковременно включается. Так как мощность лазерного излучения очень велика, то фотоприемник 7 в это время входит в насыщение. С момента Т₂ выключения лазера начинается послесвечение антистоксовского люминофора. В момент времени Т₃ блок 9 управления замеряет отклик Um фотоприемника. Небольшая задержка Т₂-Т₃ необходима для выхода фотоприемника из насыщения. Если величина (Um-Ud) превышает заранее установленный порог, то блок 9 управления интерпретирует это как признак необходимости визуализации метки. Для визуализации метки, он в момент Т₄ включает светодиод 8. Светодиод 8 остается включенным вплоть до момента Т₅, после чего он выключается и цикл повторяется заново с момента Т₆. Если же установленный порог не был достигнут, то в течение интервала Т₄-Т₅ светодиод остается выключенным. Длительность периода включения светодиода лишь незначительно меньше периода цикла Т₀-Т₆, за счет чего достигается высокая видимая оператором яркость пятна в точке В. Во время свечения светодиода 8 фотоприемник 7 приходит в насыщение под действием излучения светодиода, отраженного от поверхности документа. Интервал Т₅-Т₆ необходим для выхода фотоприемника 7 из насыщения. В интервале Т₃-Т₄ отклик фотоприемника 7 продолжает относительно медленно спадать, за счет продолжающегося процесса послесвечения. Процесс послесвечения в большинстве случаев можно описывать как экспоненциальный спад интенсивности, характеризуемый постоянной времени послесвечения. Если расширить интервал Т₃-Т₄ и добавить в него дополнительный замер отклика фотоприемника 7, то по отношению двух полученных значений отклика фотоприемника и по длительности интервала времени между замерами можно вычислить постоянную времени послесвечения. Значение постоянной времени послесвечения может быть визуализировано, например, если в качестве светодиода 8 применить светодиод с переменным цветом свечения. Различные значения постоянной времени могут быть закодированы различными цветами. Этот способ дает достаточно грубый результат, однако позволяет различать люминофоры, существенно отличающиеся по значению постоянной времени послесвечения.

Режим обнаружения ИК-метки метки проиллюстрирован на Фиг.3. Излучение светодиода 8 визуализирует отсутствие поглощения ИК-излучения поверхностью документа 1. Если оператор наблюдает светящееся пятно в зоне 3 контроля, проецируемое на видимый красочный слой, то это обозначает, что красочный слой является ИК-прозрачным. В начальный момент Т'₀ источники излучения 5 и 8 отключены, и в фотоприемник 7 попадает только излучение внешней засветки. Величина Ud этого отклика запоминается, аналогично режиму обнаружения антистоксовской метки.

В течение интервала времени T′₁-T′₂ лазер 5 кратковременно включается. Этот импульс существенно короче импульса Т₁-Т₂, из-за чего фотоприемник 7 не успевает войти в насыщение. Отклик Um фотоприемника 7 в момент времени Т′₂ пропорционален количеству дошедшего до него излучения лазера 5, и, таким образом, пропорционален коэффициенту отражения поверхности документа 1 в зоне 3 контроля в ИК-диапазоне. Свечение антистоксовской метки, если она окажется в зоне 3 контроля, практически не влияет на значение Um, поскольку при малой длительности импульса лазера 5 излучение люминесценции имеет пренебрежимо малую интенсивность. Если величина (Um-Ud) превышает заранее установленный порог, то блок 9 управления интерпретирует это как признак отсутствия поглощения поверхностью документа в ИК-диапазоне. Для визуализации, он в момент Т′₃ включает светодиод 8. Светодиод 8 остается включенным вплоть до момента Т′₄, после чего он выключается и цикл повторяется заново с момента Т′₅. Если же установленный порог не был достигнут, то в течение интервала Т′₃-Т′₄ светодиод 8 остается выключенным.

Для дополнительного повышения информативности средняя интенсивность свечения второго источника может быть поставлена в зависимость от величины отклика фотоприемника 7. Управление средней интенсивностью свечения достигается за счет изменения длительности интервала свечения светодиода Т₄-Т₅ (либо Т′₃-Т′₄) без изменения периода цикла. Например, длительность интервала свечения может устанавливаться пропорционально величине (Um-Ud). Это позволяет оператору увидеть не только наличие отклика метки, но также оценить его интенсивность.

Claims (16)

1. Устройство для визуализации защитных меток на документе, содержащее первый источник излучения, выполненный с возможностью доставки излучения в зону контроля на документе, причем защитная метка проявляет скрытые оптические свойства под воздействием названного излучения, приемник излучения, предназначенный для преобразования излучения, исходящего из зоны контроля, в электрический сигнал, второй источник излучения, предназначенный для излучения в видимом диапазоне и выполненный с возможностью доставки излучения в зону контроля на документе, устройство анализа электрического сигнала, получаемого от приемника излучения, причем устройство анализа выполнено с возможностью управления свечением второго источника для сообщения пользователю об обнаружении у документа в зоне контроля скрытых оптических свойств, присущих защитной метке.

2. Устройство по п.1, в котором первый источник излучения выполнен с возможностью работы в импульсном режиме.

3. Устройство по любому из пп.1 и 2, в котором оптические тракты для передачи излучения от документа к приемнику излучения и от второго источника к документу имеют, по меньшей мере, один общий участок.

4. Устройство по п.3, в котором общий участок оптических трактов содержит оптическую систему с положительной оптической силой.

5. Устройство по любому из пп.1, 2, 4, в котором второй источник выполнен с возможностью его включения в заданной периодической последовательности, характеризующей вид обнаруженной защитной метки.

6. Устройство по п.3, в котором второй источник выполнен с возможностью его включения в заданной периодической последовательности, характеризующей вид обнаруженной защитной метки.

7. Устройство по любому из пп.1, 2, 4, в котором второй источник выполнен с возможностью изменения цвета его свечения.

8. Устройство по п.3, в котором второй источник выполнен с возможностью изменения цвета его свечения.

9. Устройство по любому из пп.1, 2, 4, в котором второй источник выполнен с возможностью формирования видимого образа на поверхности документа.

10. Устройство по п.3, в котором второй источник выполнен с возможностью формирования видимого образа на поверхности документа.

11. Устройство по п.9, в котором видимый образ содержит знак.

12. Устройство по п.10, в котором видимый образ содержит знак.

13. Устройство по п.9, в котором видимый образ содержит информационное сообщение.

14. Устройство по п.10, в котором видимый образ содержит информационное сообщение.

15. Устройство по п.9, в котором приемник излучения выполнен многоэлементным, а распределение интенсивности света второго источника по зоне контроля отражает распределение по ней значения физической величины, характеризующей защитную метку.

16. Устройство по п.10, в котором приемник излучения выполнен многоэлементным, а распределение интенсивности света второго источника по зоне контроля отражает распределение по ней значения физической величины, характеризующей защитную метку.

Images