Способ и устройство для определения подлинности документов и товаров
Формула / Реферат
1. Способ для определения подлинности предмета, такого как ценный документ, дорогостоящий товар или упаковка, причем на предмете нанесена метка, меняющая спектр отражения света в зависимости от угла обзора, при этом способ предусматривает следующие этапы:
a) освещение указанной метки по меньшей мере первым источником света, имеющим первую спектральную характеристику;
b) сбор света, отраженного указанной меткой по меньшей мере под двумя заданными разными углами наблюдения по отношению к плоскости метки, и измерение его соответствующих интенсивностей;
c) в случае необходимости, сохранение значений интенсивности, измеренных на этапе b), в постоянной цифровой памяти;
d) освещение указанной метки с использованием по меньшей мере второго источника света, имеющего вторые спектральные характеристики;
e) сбор света, отраженного указанной меткой по меньшей мере под двумя заданными различными углами наблюдения по отношению к плоскости метки, и измерение его соответствующих интенсивностей;
f) в случае необходимости, сохранение значений интенсивности, измеренных на этапе е), в постоянной цифровой памяти;
g) сравнение указанных измеренных значений интенсивности, измеренных на этапах b) и е), с ранее сохраненными соответствующими эталонными значениями, в соответствии с заданным алгоритмом, и получение индикатора подлинности по результату сравнения с использованием заранее установленного критерия принятия решения;
характеризующийся тем, что освещение на этапах а) и d) представляет собой освещение под широким углом.
2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что указанное освещение метки под широким углом обеспечивают с использованием устройства, которое само не формирует изображение, предпочтительно с использованием параболоторического фокона (ПТФ).
3. Способ по любому из пп.1-2, характеризующийся тем, что первый из указанных по меньшей мере двух заданных углов наблюдения выбирают в диапазоне от 0 до 45ш, предпочтительно от 0 до 35ш, и второй из указанных углов наблюдения выбирают в диапазоне от 45 до 90ш, более предпочтительно от 50 до 80ш, по отношению к нормали плоскости метки.
4. Способ по любому из пп.1-3, характеризующийся тем, что указанный свет, отраженный указанной меткой под указанными углами наблюдения, собирают с помощью световодов.
5. Способ по любому из пп.1-4, характеризующийся тем, что интенсивность указанного света, отраженного указанной меткой под указанными углами наблюдения, измеряют после пропускания указанного света через оптический фильтр.
6. Способ по п.5, характеризующийся тем, что указанный оптический фильтр представляет собой фильтр с левосторонней или правосторонней круговой поляризацией.
7. Способ по любому из пп.1-6, характеризующийся тем, что по меньшей мере одно из указанных освещений, имеющих разные спектральные характеристики, обеспечивают с помощью светодиода (СД).
8. Способ по любому из пп.1-7, характеризующийся тем, что по меньшей мере одно из указанных освещений, имеющих отличающиеся спектральные характеристики, обеспечивается с использованием лазерного диода (ЛД).
9. Способ по любому из пп.1-8, характеризующийся тем, что по меньшей мере одно из указанных освещений, имеющих разные спектральные характеристики, обеспечивают с помощью источника света, оборудованного оптическим фильтром.
10. Способ по любому из пп.1-9, характеризующийся тем, что в дополнение к указанному спектру отражения света, зависимому от угла обзора, измеряют быструю или задержанную эмиссию фотолюминесценции от указанной метки, в УФ, видимом или ИК-диапазоне электромагнитного спектра.
11. Способ по любому из пп.1-10, характеризующийся тем, что магнитное свойство метки измеряют в дополнение к указанному спектру отражения света, зависимому от угла обзора.
12. Способ по любому из пп.1-11, характеризующийся тем, что указанные измеренные значения и указанные заранее записанные соответствующие эталонные значения получают с использованием того же физического устройства.
13. Устройство для определения подлинности предмета, такого как ценный документ, дорогостоящий товар или упаковка, на который нанесена метка, меняющая спектр отражения света, в зависимости от угла обзора; причем указанное устройство содержит по меньшей мере два источника света, имеющие разные спектральные характеристики, предназначенные для последовательного освещения указанной метки; по меньшей мере два фотодетектора, в случае необходимости, с оптикой для сбора света, отраженного указанной меткой по меньшей мере под двумя заданными, отличающимися углами наблюдения, и передачи электрического сигнала, соответствующего интенсивности собранного света; средство аналого-цифрового преобразования, обработки, управления и памяти, предназначенное для управления источниками света, преобразования в цифровую форму и сохранения значений отраженной интенсивности, для сравнения указанных значений интенсивности с заранее сохраненными соответствующими эталонными значениями и для получения индикатора подлинности по результату сравнения, в соответствии с заданным алгоритмом и с использованием заранее установленного критерия принятия решения; характеризующееся тем, что это устройство содержит широкоугольную оптику для освещения, предназначенную для направления света от указанных источников света на указанную метку.
14. Устройство по п.13, характеризующееся тем, что указанная широкоугольная оптика для освещения представляет собой устройство, не создающее изображение, предпочтительно параболоторический фокон (ПТФ).
15. Устройство по любому из пп.13-14, характеризующееся тем, что первый из указанных по меньшей мере двух заданных углов наблюдения выбирают в диапазоне от 0 до 45ш, более предпочтительно от 0 до 35ш, и второй из указанных углов наблюдения выбирают в диапазоне от 45 до 90ш, более предпочтительно от 50 до 80ш, по отношению к вектору нормали плоскости метки.
16. Устройство по любому из пп.13-15, характеризующееся тем, что оно содержит по меньшей мере один световод, предназначенный для сбора указанного света, отраженного указанной меткой, под указанными углами наблюдения.
17. Устройство по любому из пп.13-16, характеризующееся тем, что оно содержит по меньшей мере один оптический фильтр, посредством которого измеряют указанный свет, отраженный указанной меткой, под указанными углами наблюдения.
18. Устройство по п.17, характеризующееся тем, что указанный оптический фильтр является фильтром с левосторонней или правосторонней круговой поляризацией.
19. Устройство по любому из пп.13-18, характеризующееся тем, что по меньшей мере один из указанных источников света представляет собой светодиод (СД).
20. Устройство по любому из пп.13-19, характеризующееся тем, что по меньшей мере один из указанных источников света представляет собой лазерный диод (ЛД).
21. Устройство по любому из пп.13-20, характеризующееся тем, что по меньшей мере один из указанных источников света оборудован оптическим фильтром.
22. Устройство по любому из пп.13-21, характеризующееся тем, что оно поддерживает запрограммированный "режим обучения", предназначенный для определения отраженных значений интенсивности от эталонного предмета и сохранения их в качестве эталонных значений в цифровой памяти, и запрограммированный "режим проверки", предназначенный для определения значений интенсивности отражения от проверяемого предмета, и сравнения их с указанными заранее определенными и сохраненными эталонными значениями, что, таким образом, обеспечивает указанный индикатор подлинности.
Текст
008454 Область техники, к которой относится изобретение Изобретение относится к способу и соответствующему устройству определения подлинности ценной бумаги, дорогостоящего товара или упаковки, на которые нанесена метка, имеющая спектр отражения света, зависимый от угла обзора. Уровень техники Ценные бумаги и дорогостоящие товары маркируют материалами, проявляющими особые физические или химические свойства (защитные свойства), которые используют для определения подлинности помеченных предметов путем детектирования наличия указанных свойств. Обычный способ маркировки ценной бумаги или дорогостоящего товара предусматривает внедрение одного или нескольких маркирующих материалов в чернила для печати или состав покрытия, которые затем наносят на указанный документ или товар, если необходимо, в форме знаков. Альтернативные способы маркировки изделия содержат внедрение одного или нескольких маркирующих материалов в объем (пластмассы, бумаги, жидкости и т.д.) изделия. Физические свойства, которые используются в настоящее время, как свойства защиты, включают, в частности, спектрально избирательное поглощение света в ультрафиолетовом (УФ, UV), видимом и инфракрасном (ИК, IR) диапазонах волн, а также в виде быстрой и задержанной УФ, видимой и ИК люминесценции, как раскрыто, например, в американских патентах US 3473027; US 3412245; US 3582623; US 3663813; US 3650400; US 3566120; US 3455577 и US 4202491. Свойства защиты, обеспечивающие возможность бесконтактного детектирования, в частности, считывания меток, например, с помощью оптических средств, всегда рассматривались как предпочтительный вариант. Метки, имеющие спектр отражения света, зависимый от угла обзора ("оптически переменные элементы", ОПЭ (OVD используется как эффективное средство против копирования банкнот и ценных бумаг. Среди ОПЭ, особое место занимают оптически переменные чернила (ОVI; ЕР 227,423 В 1), поскольку они были первыми внедрены для использования на денежных знаках в 1987 г. Такие чернила составлены на основе оптически переменного пигмента (ОПП, OVP), и предпочтительно такой ОПП представляет собой слоистый тонкопленочный поляризационно-интерференционный элемент, как описано в американских патентах US 4705300; US 4705356; US 4721217; US 4779898; US 4930866; US 5084351 и в связанных с ними документах. Другие полезные типы ОПП содержат частицы с множественным покрытием, описанные в US 5624486 и US 5607504. Еще один полезный тип оптически переменных пигментов получают путем фотополимеризации тонкой пленки холестерического (то есть, хирально-нематического) жидкокристаллического материала,после чего полимерную пленку измельчают для получения пигмента, как описано, например, в US 5807497 и US 5824733. Указанные пигменты на основе жидких кристаллов (ЖК) имеют дополнительное свойство отражения, зависимое от их внутренней хиральности, т.е. избирательности к правосторонней или левосторонней круговой поляризации света, как раскрыто в ЕР 899 119 В 1. Поскольку ЖК пигменты могут быть приготовлены как с правосторонней, так и с левосторонней хиральностью, восприятие круговой поляризации света, отраженного от ЖК пигмента, можно использовать для придания дополнительного, скрытого защитного свойства документу или изделию. Еще один тип оптически переменных устройств может быть реализован на основе дифракционных решеток, например, в форме тисненых голограмм или аналогичных устройств, установленных на металлизированной полимерной пленке, которую наносят на документ или на изделие. Такая полимерная пленка с тиснением также может быть измельчена с получением пигмента, и ее можно использовать, как"блестки" в составе покрытия. В еще одном, несколько менее эффективном способе, дифракционную решетку формируют тиснением на предварительно сформированных металлических (алюминиевых) чешуйках, имеющих размер частиц пигмента. Во всех этих вариантах выполнения требуемая структура дифракционной решетки имеет промежутки между линиями, сравнимые с длиной волны дифрагируемого света, то есть, обычно порядка 300-500 нм, что соответствует 2000 или больше линий на мм. Оптически переменные пигменты, чернила и печатные свойства, а также оптические дифракционные устройства, могут быть идентифицированы путем оценки их свойств спектрального отражения, по меньшей мере, для двух различных углов обзора. Такую информацию обычно получают в лаборатории с использованием гонио-спектрометра (например, производства компании Zeiss), как описано в публикации R. MAisch and M. Weigand in "Perlglanzpigmente", 2nd edition, Die Bibliothek der Technik, Vol 56, Verlag Moderne Industrie AG, Landsberg/Lech, 1992 и в приведенных в ней ссылочных документах. Гониоспектрометр позволяет, в частности, исследовать образец с использованием любой комбинации углов освещения и углов спектрального анализа. В предпочтительной технологии для снижения стоимости детектирования не используют спектрометры, а применяют методику последовательного освещения светодиодами, раскрытую в US 4204765. В этом документе описано устройство, предназначенное для проверки цветных ценных бумаг, таких как бумаги, на которых напечатаны цветные области. Множество светодиодов (СД, LED), каждый из которых излучает свет в различном диапазоне длин волн, последовательно освещают определенную область на указанной бумаге, которая в большей или меньшей степени отражает падающий свет. Каждый из фотодетекторов принимает свет, отраженный бумагой, и передает электрический сигнал, соответствующий-1 008454 интенсивности отраженного света. Сравнивая измеренные сигналы от различных СД с заданными эталонными значениями, получают сведения о подлинности указанной бумаги. Эта технология раскрыта в US 4204765, и хотя она очень подходит для недорогостоящего устройства, она не пригодна для проверки оптически переменных защитных свойств из-за ее конструкции с одним углом наблюдения. Система для автоматической проверки оптически переменных свойств ценных документов, банкнот и т.д. раскрыта в WO 01/54077. В соответствии с этим изобретением, элемент, обладающий оптически переменными свойствами, и освещают, по меньшей мере, с использованием первого и второго лучей света, и анализируют отраженный от него свет, по меньшей мере, под первым и вторым углами наблюдения. Однако, технология автоматической проверки, раскрытая в WO 01/54077, имеет множество недостатков, которые не позволяют, в частности, использовать ее на практике в недорогостоящих автоматических считывающих устройствах. Первый недостаток технологии, раскрытой в WO 01/54077, связан с геометрией измерения. Известное устройство освещает элемент с оптически переменными свойствами под заданными углами падения с использованием направленных лучей света и выполняет спектральный анализ света, отраженного от освещаемого элемента под заданными углами отражения, соответствующими указанным углам падения. Для оптически переменных чернил, падающие и отраженные лучи света, приблизительно, соответствуют закону отражения, то есть углы падения и отражения приблизительно равны. Но этот закон нельзя применять для элементов с оптически переменными свойствами, построенных на основе голографических дифракционных решеток, в которых угол падения и угол отражения могут отличаться друг от друга. Изза конструктивно фиксированных углов падения и отражения, систему в соответствии с WO 01/54077 можно использовать только для определения подлинности отдельных типов ОПУ, для которых она была предназначена. Второй недостаток технологии в соответствии с WO 01/54077 состоит в том, что в ней используются дорогостоящие компоненты. Два или больше спектрометров, в частности, требуются для анализа света, принимаемого под двумя или несколькими различными углами отражения. Стоимость устройства определения подлинности, содержащего спектрометры, вероятно, не позволит его использовать в торговых автоматах для проверки дешевых продуктов. Третий основной недостаток технологии в соответствии с WO 01/54077 состоит в невозможности миниатюризации устройства. В частности, анализ данных спектрального отражения при углах падения,близких к углу скольжения, вероятно, приводит к необходимости использовать громоздкую измерительную установку. Это в свою очередь ограничивает возможность применения в торговых автоматах, накладывающих жесткие ограничения по габаритам. Раскрытие изобретения В настоящем изобретении раскрыт способ и соответствующее устройство, предназначенные для определения подлинности элементов с оптически переменными свойствами на документах или изделиях,в частности, на упаковках коммерческих товаров, с помощью которых преодолеваются недостатки известного уровня техники. Раскрытое устройство благодаря возможности его миниатюризации и пониженной стоимости является, в частности, пригодным для применения в торговых автоматах, автоматических считывателях и портативных проверочных устройствах. Кроме того, оно предназначено для общего применения для определения подлинности ОПЭ любого типа, с использованием одной и той же конструктивной схемы. Устройство для определения подлинности предмета, такого, как ценный документ, дорогостоящий товар или упаковка, на который нанесена метка, проявляющая спектр отражения света, зависимый от угла обзора, содержит по меньшей мере два источника света с разными спектральными характеристиками, которые обеспечивают освещение указанной метки; широкоугольную оптику, предназначенную для направления света от указанных источников света на указанную метку; по меньшей мере два фотодетектора, в которых может использоваться оптика для сбора света, отраженного указанной меткой по меньшей мере под двумя заданными различными углами наблюдения и передающая электрический сигнал, соответствующий интенсивности собранного света; аналого-цифровой преобразователь, средство обработки, средство управления и блок памяти, которые позволяют управлять источниками света, для преобразования сигналов в цифровую форму и сохранения значений отраженной интенсивности, а также для сравнения указанных значений интенсивности с заранее сохраненными соответствующими эталонными значениями и для получения индикации подлинности по результату сравнения, все это в соответствии с заданным алгоритмом и с использованием заранее установленного критерия принятия решения. Устройство отличается тем, что оно содержит широкоугольную оптику, предназначенную для направления света от указанных источников света на указанную метку. Предпочтительно, широкоугольная оптика позволяет освещать метку одновременно под множеством различных углов падения в диапазоне от прямого угла падения до угла скольжения. В соответствии с настоящим изобретением оптически переменный элемент (ОПЭ), то есть, прове-2 008454 ряемую метку, освещают с использованием относительно простой и недорогостоящей широкоугольной оптики. В указанную широкоугольную оптику подают различный свет, то есть, свет от множества спектрально отличающихся источников света, таких как СД, которые последовательно включают и выключают. Таким образом, ОПЭ получает свет под различными углами падения от ортогонального до угла скольжения с одновременным последовательным изменением цвета. Таким образом, все угловое распознавание цвета выполняется исключительно в цепи детектирования, куда свет, отраженный от ОПУ, собирают под двумя или больше различными заданными углами, и где его интенсивность преобразуют с помощью фотодетекторов в соответствующие электрические сигналы. Такой способ обработки имеет преимущество, состоящее в том, что реализующее его устройство можно использовать без модификации для определения подлинности всех типов ОПУ, как типа "оптически переменных чернил", так и типа "дифракционной решетки". Широкоугольную оптику, в соответствии с изобретением, можно выбрать из всех видов устройств,которые позволяют диффузно освещать часть поверхности одновременно под всеми углами падения с использованием света от одного или нескольких заданных "точечных" источников света. Широкоугольные оптические устройства известны в данной области техники и являются коммерчески доступными,например, в форме диффузионных пластин, диффузионных сфер освещения, оптических элементов, не формирующих изображение и т.д. Предпочтительное оптическое широкоугольное устройство в контексте настоящего изобретение представляет собой параболоторический фокон (ПТФ, СРС, также называемый "оптическим трансформатором угла восприятия"), такой как описан в публикации R. Winston et al. in"Selected Papers on NoniMAging Optics" SPIE publication MS 106,1995. Параболоторический фокон (ПТФ) характеризуется тем, что контур его продольного сечения ограничен двумя параболическими элементами (Р 1, Р 2; фиг. 1 с), имеющими параллельные оси, и установленными так, чтобы точки (f1, f2) фокусирования указанных параболических элементов располагались на каждом соответствующем другом параболическом элементе. ПТФ может быть изготовлен в форме 2 мерной пластины или в форме 3-мерного конуса (тело вращения). Он, кроме того, может быть изготовлен как полое тело с внутренним отражением, или как твердое диэлектрическое тело, на внешнюю поверхность которого может быть дополнительно нанесено отражающее покрытие или зеркало. ПТФ имеет первую (А 1) и вторую (А 2) области апертуры, и первый и второй углы восприятия для падающего или выходящего света, причем указанная первая область апертуры выполнена широкой и имеет узкий угол восприятия, а указанная вторая область апертуры является узкой и имеет широкий угол восприятия. Свет, падающий на первую область апертуры ПТФ в пределах его угла восприятия, излучается через вторую область апертуры ПТФ с ее углом восприятия, и наоборот. Поступающий в ПТФ свет, кроме того, скремблируется, так, что одиночный источник света, расположенный в любой точке перед указанной первой областью апертуры ПТФ, будет освещать всю вторую область апертуры ПТФ под всеми углами, которые составляют ее угол восприятия. ПТФ, и в более общем случае, любое соответствующее не формирующее изображение оптическое устройство можно использовать для преобразования излучения от множества СД, расположенных перед ее первой, большей областью апертуры, для полусферического диффузного освещения образца, расположенного перед ее второй, меньшей областью апертуры. В соответствии с изобретением, ПТФ или другой не формирующий изображение оптический элемент, предпочтительно, изготовлен из твердого диэлектрического материала, такого, как акриловое стекло (полиметилметакрилат, ПММА, РММА) или аналогичный оптический полимер. При этом используется преимущество таких материалов в отношении прочности всего устройства и упрощения его механической сборки. Освещающие источники света устанавливают перед большей областью апертуры ПТФ,например, внутри отверстий, высверленных в его теле. Указанные источники света, предпочтительно,выбирают так, чтобы они представляли собой источники с широким углом излучения. Необходимы, по меньшей мере, два спектрально отличающихся источника света; их, предпочтительно, выбирают из светодиодов (СД). В предпочтительном варианте выполнения изобретения устройство содержит множество СД, то есть от четырех до двенадцати СД с разными длинами волн излучения. СД, предпочтительно, выбирают так, чтобы они излучали свет в диапазоне от УФ (300 нм) до дальней области ДИС (NIR, длинноволновой области инфракрасного спектра) (2500 нм), более предпочтительно от УФ (300 нм) до близкой области ДИС (1100 нм). В случае необходимости, на указанных светодиодах(СД) могут быть установлены оптические фильтры, которые отрезают часть исходного спектра излучения для получения специальных профилей спектра излучения. Таким образом, указанный оптический фильтр может представлять собой полосовой (включая многополосный) фильтр, фильтр верхних частот или фильтр нижних частот. Кроме СД можно использовать также другие источники света, такие, как источники света с лампами накаливания, на которых установлены требуемые оптические фильтры. В случае необходимости в качестве источников света можно использовать лазерные диоды, когда требуется обеспечить особенно узкий спектральный профиль освещения. Выходной свет лазерного диода, в соответствии с настоящим изобретением, не коллимируют каким-либо оптическим элементом для формирования луча, но скорее используют в режиме рассеивания и дополнительно диффугируют с использованием оптики. Устройство-3 008454 также может включать источники света, излучающие в УФ диапазоне с длиной волны меньше 200 нм или в ИК-диапазоне с длиной волны больше 2500 нм. В соответствии с настоящим изобретением, задача миниатюризации решается путем использования,по меньшей мере, двух оптических световодов, предназначенных для сбора отраженного света от оптически переменного элемента, как под углом, близким к ортогональному углу (предпочтительно от 0 до 45; еще более предпочтительно от 0 до 35), так и под углом, близким к углу скольжения (предпочтительно от 45 до 90; еще более предпочтительно от 50 до 80), относительно к нормали к плоскости метки. В частности, такие световоды можно изгибать, что позволяет уменьшить физический размер конструкции, требуемой для детектирования под углом скольжения. С точки зрения миниатюризации более предпочтительно использовать комбинацию не формирующего изображение оптического элемента для освещения, выполненного из твердого диэлектрика, по меньшей мере с двумя оптическими световодами, предназначенными для сбора света, которые внедрены в его тело. В таком узле фиксированные углы сбора поддерживаются с помощью механической конструкции устройства для освещения, в результате чего получается очень прочная конструкция. Указанные по меньше мере два световода для сбора света собирают свет от образца под определенными углами обзора и в конусе оптической апертуры соответствующих торцов световодов и передают его на соответствующие фотодетекторы, расположенные перед областью большей апертуры ПТФ, например в отверстиях, высверленных в его теле. Указанный фотодетектор предпочтительно представляет собой фотодиод. Кроме того предпочтительно для снижения электронных шумов измерений построить фотодетектор как интегрированный блок фотодетектора, который содержит фотодиод и соответствующий усилитель сигнала, а также, в случае необходимости, оптический фильтр. Усилитель сигнала может представлять собой трансимпедансный усилитель. Оптический фильтр может представлять собой полосовой фильтр (включая многополосный фильтр), высокочастотный или низкочастотный фильтр. Соответствующие фотодетекторы и блоки фотодетекторов известны специалисту в данной области техники и коммерчески поставляются несколькими изготовителями, например компанией Hamamamtsu, Япония. Кремниевые фотодиоды, в частности, можно использовать для диапазона длин волн от УФ до близкой области ДИС (от 200 до 1100 нм). Германиевые и InGaAs фотодиоды можно использовать для диапазона длин волн в дальней области ДИС (от 900 до 1700 нм или 2500 нм, соответственно). GaAsP фотодиоды можно использовать для УФ и видимого диапазона длин волн (от 200 нм до 700 нм). Наконец,GaN, SIC и GaP фотодиоды можно использовать для УФ диапазона длин волн (меньше 400 нм). В конкретном варианте выполнения указанный фотодетектор содержит фильтр круговой поляризации, передающий левостороннюю или правостороннюю фракцию отраженного и собранного света. Распознавание круговой поляризации является особенно интересным в случае ОПЭ, которые основаны на материалах из холестерических жидких кристаллов (ЖК), которые могут быть изготовлены так, чтобы они отражали свет, поляризованный одной или обеими круговыми поляризациями, или отражали свет с обеими указанными типами поляризации. Соответствующее устройство определения подлинности может содержать четыре фотодетектора, то есть, фотодетектор, чувствительный к левосторонней поляризации,и фотодетектор, чувствительный к правосторонней поляризации, как для угла падения, близкого к ортогональному, так и для угла падения, близкого к углу скольжения. Круговой поляризатор, таким образом,может быть установлен в любом месте на пути света, от отражающих меток в оптических средствах для сбора и направления света до указанного фотодетектора. Указанное устройство для определения подлинности документов и товаров также содержит процессор (выполненный, например, в виде электронной схемы, содержащей интегральную схему микроконтроллера), включающий аналогово-цифровой преобразователь (для получения цифровых, пригодных для сохранения значений, на основе выходных сигналов первичных фотодетекторов), элемент памяти (предназначенный для записи программы, эталонных значений и измеренных данных), средства привода (для включения и выключения внешних нагрузок), средство управления (для приема входных команд пользователя) и средство индикации (для отображения результатов для пользователя), а также необходимый источник питания (например, батарею). Указанный процессор может включать или выключать отдельные СД осветителя для считывания, преобразования в цифровую форму и сохранения выходных сигналов фотодетекторов, для получения входных команд пользователя (например, от двух или больше нажимаемых вручную кнопок) и для отображения выходного результата (например, с использованием индикаторных СД "прошел" и "не прошел" проверку). В соответствии с записанной внутри устройства программой, указанный процессор может выполнять полный цикл измерений/определения подлинности,включая конечную индикацию результата. Технические устройства с таким выполнением известны специалисту в области применения микроконтроллеров. Записанная внутри устройства программа, в частности, может быть составлена так, чтобы это устройство поддерживало "режим обучения", предназначенный для измерения величин интенсивности отражения эталонного образца и постоянного сохранения их во внутренней памяти, и "режим проверки",предназначенный для определения подлинности испытуемого предмета путем измерения величин интенсивности отражения от него и сравнения их с указанными ранее измеренными и сохраненными эталон-4 008454 ными величинами, таким образом получая и отображая результат. Каждый из обоих режимов может быть активирован с помощью соответствующего выключателя управления. Устройство для определения подлинности предметов может дополнительно содержать еще одно средство управления (например, клавиатуру для ввода более сложных команд пользователя), дополнительное средство индикации (например, панель для отображения знаков; зуммер), электрические и/или оптические соединители, предназначенные для подачи питания и передачи данных, средство передачи данных (например, ИК и/или радиоканал связи), а также внутренний источник питания (например, батарею или аккумулятор), который обеспечивает автономную работу устройства. Средство ручного управления может использоваться для включения или выключения источника питания, для включения процедуры получения эталонных значений или проверочной процедуры, для выбора предпочтительных эталонных значений и т.д. Средство индикации может использоваться для индикации состояния устройства и результата выполняемых циклов измерения. Соединители позволяют передавать данные между устройством и внешними блоками, а также используются для соединения устройства с внешним источником питания. Средство передачи данных позволяет обеспечить передачу данных по беспроводному каналу (то есть, для технического обслуживания) между устройством и внешними блоками. Кроме того, в контексте настоящего изобретения, можно использовать устройство определения подлинности для комбинированной оценки элементов с оптически переменными свойствами с использованием дополнительных оптических свойств защиты. С использованием различных программ средства обработки, одно и то же устройство можно применять для измерений и оценки этих дополнительных оптических свойств, которые могут представлять собой быструю или задержанную фотолюминесцентную эмиссию в УФ, в видимом или в ИК-диапазонах спектра, и которые могут включать измерение зависимых от времени характеристик нарастания и затухания задержанной люминесцентной эмиссии. Это свойство оказалось особенно полезно для определения подлинности посредством люминесцентных оптически переменных элементов, раскрытых в WO 01/60924. В другом варианте устройство может быть скомпоновано так, что оно будет использоваться как комбинация описанных выше элементов оптического датчика с элементом магнитного датчика. Такая конструкция, в частности, оказалась полезна для определения подлинности посредством магнитных оптически переменных элементов, раскрытых в WO 02/073250. В настоящем описании, под ультрафиолетовым излучением (УФ) следует понимать излучение с длиной волны от 200 и 400 нм, под видимым светом следует понимать свет с длиной волны от 400 и 700 нм, под излучением в близкой длинноволновой области инфракрасного спектра - излучение с длиной волны от 700 и 1100 нм и под излучением в дальней длинноволновой области инфракрасного спектра свет с длиной волны от 1100 до 2500 нм. Инфракрасный (ИК) свет означает излучение с длиной волны больше 700 нм. Быстрая люминесцентная эмиссия или флюоресценция определяется как флюоресценция, имеющая время затухания интенсивности характеристической люминесценции, менее 1 мкс. Задержанная люминесцентная эмиссия или фосфоресценция определяется как флюоресценция, имеющая время затухания интенсивности характеристической люминесценции, более 1 мкс. Углы падения обозначены по отношению к нормали к плоскости элемента с оптически переменными свойствами, то есть к линии, ортогональной в точке наблюдения к плоскости, касательной поверхности элемента с оптически переменными свойствами. По существу, ортогональный угол падения должен означать угол падения, который отклоняется не больше чем на 10 от нормали к указанной плоскости. По существу угол скольжения должен означать угол, который отклоняется не больше чем на 10 от указанной плоскости. Изобретение дополнительно направлено на создание способа определения подлинности предмета,такого, как ценный документ, дорогостоящий товар или упаковка, на котором нанесена метка, проявляющая спектр отражения света, зависимый от угла, причем этом способ содержит следующие этапы.a) освещение указанной метки по меньшей мере первым источником света, имеющим первую спектральную характеристику;b) сбор света, отраженного указанной меткой по меньшей мере под двумя заданными различными углами наблюдения по отношению к плоскости метки, и измерение его соответствующих интенсивностей;c) в случае необходимости, сохранение значений интенсивности, измеренных на этапе b), в постоянной цифровой памяти;d) освещение указанной метки с использованием по меньшей мере второго источника света, имеющего вторые спектральные характеристики;e) сбор света, отраженного указанной меткой по меньшей мере под двумя заданными различными углами наблюдения по отношению к плоскости метки, и измерение интенсивности;f) в случае необходимости, сохранение значений интенсивности, измеренных на этапе е), в постоянной цифровой памяти; иg) сравнение указанных измеренных на этапах b) и е) значений интенсивности с ранее сохраненны-5 008454 ми соответствующими эталонными значениями в соответствии с заданным алгоритмом, и получение индикатора подлинности по результату сравнения, с использованием заранее установленного критерия принятия решения. Этот способ, в частности, отличается тем, что освещение на этапах а) и d) представляет собой широкоугольное освещение. Предпочтительно, этапы а) и d) выполняют последовательно один за другим. Измерения интенсивности выполняют в соответствии с данной процедурой измерения, и они могут включать такие этапы, как последующая обработка первичного сигнала для получения характерных цифровых значений, промежуточное сохранение значений и их коррекцию для устранения систематических ошибок измерения, таких, как характеристики инструмента, интенсивность фонового освещения и т.д. В частности, первоначально измеренные значения интенсивности отражения могут быть выражены в виде значения оптической плотности D = log10 (Iw/I); где Iw представляет собой интенсивность света,отраженного от белого эталонного фона, и I представляет собой интенсивность света, отраженную от метки. Значения D оптической плотности пропорциональны концентрации напечатанного поглотителя. Способ в соответствии с изобретением непосредственно связан с указанными требованиями для определения подлинности элемента с оптически переменными свойствами, а также с описанным выше устройством. Освещение оптически переменной метки обеспечивается одновременно под всеми углами падения луча света в диапазоне от, по существу, ортогонального (0) угла падения до, по существу, угла(90) скольжения. Это достигается путем использования широкоугольной оптики для освещения в виде не формирующего изображение оптического элемента предпочтительно, параболоторического фокона(ПТФ). Способ дополнительно характеризуется тем, что отраженный свет собирают по меньшей мере под двумя заданными углами наблюдения, то есть, под первым углом, близким к ортогональному углу падения (предпочтительно от 0 до 45; еще более предпочтительно от 0 до 35) и под вторым углом, близким к углу скольжения (предпочтительно от 45 до 90; еще более предпочтительно от 50 до 80). Указанный отраженный свет, кроме того, предпочтительно собирают с помощью световодов, которые передают его на соответствующие фотодетекторы. Освещение, то есть параметры качества света, имеющие различные спектральные характеристики,можно обеспечить с использованием излучения светодиодов (СД), лазерных диодов (ЛД, LD), или других источников света. Можно также использовать свет, полученный с использованием обычных оптических фильтров. При этом в контексте настоящего изобретения нет необходимости в использовании света с узкополосным спектром; единственное требование состоит в том, чтобы различное, последовательно используемое освещение, то есть качество света, имело существенно отличающиеся оптические спектры в пределах диапазона чувствительности используемых фотодетекторов, с тем чтобы можно было определять измеряемый эффект на имеющих соответствующий цвет метках. Также в контексте настоящего изобретения можно комбинировать проверку подлинности элементов с оптически переменными свойствами с измерением и оценкой дополнительных оптических элементов защиты. При использовании различных программ этот же способ может включать измерение и оценку таких оптических свойств, как быстрая или задержанная эмиссия фотолюминесценции в УФ, в видимом диапазоне или в инфракрасном диапазоне спектра, включая измерение зависящих от времени характеристик нарастания и затухания задержанной люминесцентной эмиссии. Это свойство особенно полезно для определения подлинности люминесцентных оптически переменных устройств, раскрытых в WO 01/60924. В другом варианте способа используют комбинацию раскрытого способа определения подлинности элементов с оптически переменными свойствами с дополнительной проверкой подлинности магнитного защитного элемента. Такой подход особенно полезен для определения подлинности магнитных оптически переменных устройств, раскрытых в WO 02/073250. В еще одном варианте способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет различать свет,отраженный от метки, с правосторонней и левосторонней круговой поляризацией. В другом варианте способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет определять и сохранять эталонные значения, которые требуются для определения подлинности проверяемого элемента с оптически переменными свойствами, с использованием одного и того же устройства физического измерения и определения подлинности. Важный дополнительный недостаток способов и устройств определения подлинности в известном уровне техники, в частности, возникает из-за разброса их общих инструментальных характеристик (допусков при изготовлении различных устройств одного типа). Такой разброс общих характеристик является неизбежным и возникает из-за разброса характеристик отдельных электрических и оптических компонентов устройства, в частности, СД, фотодиодов и аналоговых электронных элементов. В результате такого разброса различные устройства определения подлинности одного типа воспринимают одно и то же свойство защиты несколько по-разному. Преодоление проблемы допуска в известном уровне техники требует сложной конечной калибровки каждого отдельного устройства для приведения его в соответствие со спецификациями.-6 008454 Этот недостаток преодолевается в соответствии с настоящим изобретением путем выполнения "режима обучения" и "режима проверки" в форме соответствующих запрограммированных алгоритмов, установленных в устройстве. Указанный "режим обучения", в частности, представляет собой процедуру получения эталонных значений, при которой интенсивность света, отраженного от эталонного образца, измеряют по меньшей мере для двух заданных различных углов наблюдения и, по меньшей мере, для двух различных параметров освещения, и соответствующие результаты сохраняют как цифровые значения в схеме внутренней постоянной памяти устройства определения подлинности. В случае необходимости, указанная процедура получения эталонных значений может дополнительно обеспечивать автоматическое определение статистически усредненных значений (ожидаемых значений) и среднеквадратичных отклонений. С этой целью определенное количество подлинных образцов"показывают" устройству, которое измеряет их и рассчитывает указанные статистические значения, которые затем можно использовать как критерии для принятия/отбраковки образца. Указанный "режим проверки" представляет собой испытательную процедуру, в которой интенсивности света, отраженного от проверяемого образца, измеряют по меньшей мере под двумя заданными различными углами наблюдения и по меньшей мере для двух различных параметров освещения, и соответствующие результаты сравнивают с ранее сохраненными соответствующими эталонными значениями, с использованием заданного алгоритма сравнения и с получением результата проверки. Если оба набора значений соответствуют заранее установленным критериям принятия решения, то генерируется первый выходной сигнал, обозначающий подлинность образца, или то, что образец прошел проверку; в противном случае, генерируется второй выходной сигнал, который обозначает, что образец не является подлинным или не прошел проверку. Использование "режима обучения" и "режима проверки" в одном и том же способе, в частности, позволяет обеспечить гибкость и всесторонность использования устройства определения подлинности, которое не требуется перепрограммировать для каждого другого варианта применения и которое не должно содержать объемную библиотеку эталонных данных. Повторное программирование устройства может быть выполнено простейшим способом, только "показывая" ему один или несколько подлинных образцов. После получения эталонных значений можно выполнить большое количество операций проверки,если требуется проверять документы или товары одного типа. Возможность получения эталонных значений независимо от операций проверки также может быть полезной в контексте, когда изготовитель желает определить эталонные значения в месте технического обслуживания, так что при этом персоналу,проводящему проверку, не требуется представлять эталонные образцы ("оригиналы"). Следует понимать, что устройство определения подлинности, в котором используется этот способ,может быть изготовлено с использованием самых разных "особенностей", то есть, различные последовательности устройств определения подлинности могут быть по-разному оборудованы с использованием разных элементов, излучающих и принимающих свет, а также с использованием разных программ (алгоритмов), для обеспечения соответствия различным требованиям заказчика и вариантам применения. Преимущества раскрытого способа и соответствующего устройства над известным уровнем техники заключаются, в частности, в следующем:(i) устройства одного типа можно использовать в различных вариантах применения (универсальная технология);(ii) проверяемые и эталонные характеристики измеряют с использованием одних и тех же аппаратных средств, что в значительной степени устраняет влияние инструмента, и, таким образом, устраняет соответствующий разброс рабочих характеристик при измерениях (надежная технология);(iii) не требуется выполнять какие-либо дополнительные описания в отношении состава и свойств защитных меток; единственное требование для выполнения проверки состоит в том, что необходимо иметь сертифицированную оригинальную метку (надежность технологии). Краткое описание чертежей Изобретение далее иллюстрируется на чертежах и на примерах вариантов его выполнения. На фиг. 1 а показан пример схемы физической компоновки варианта выполнения устройства определения подлинности; на фиг. 1b - увеличенная схема измерительной головки устройства по фиг. 1 а; на фиг. 1 с - принцип работы устройства параболоторического фокона (ПТФ); на фиг. 2 - пример схемы электронной цепи варианта выполнения устройства; на фиг. 3 а - схемы этапов получения эталонных значений, выполняемых для различных эталонных образцов; на фиг. 3b - схема последовательности выполнения этапов операции получения эталонных образцов, выполняемых для различных эталонных образцов и сохранения измеренных данных в памяти устройства определения подлинности; на фиг. 4 а - схема последовательности выполнения операций процесса определения подлинности; и на фиг. 4b - схема последовательности выполнения операций процесса определения подлинности с-7 008454 использованием ранее полученных и сохраненных эталонных значений. Осуществление изобретения Показанное на фиг. 1 а и 2 портативное устройство определения подлинности, работающее от батареи, предназначено для электронного сравнения при определении подлинности оптически переменной метки М, состоящей из предмета I, с соответствующей эталонной меткой. Устройство 1 определения подлинности (показанное на фиг. 1 а, 1b) состоит из корпуса 1, выполненного в форме авторучки 2, и имеет чувствительную головку 3, которую прикладывают поверх проверяемой метки М. Указанный передний конец 3 представляет собой плоский параболоторический фокон(ПТФ), изготовленный из акрилового стекла (ПММА). Указанный ПТФ обеспечивает широкоугольное освещение метки М под всеми углами падения от, по существу, ортогонального угла до, по существу,угла скольжения, с использованием каждого из множества спектрально различных источников 4', 4" света. Два световода О', О", расположенные под углами 0 (что соответствует, приблизительно, ортогональным точкам отражения) и 60 (что соответствует, приблизительно, точке отражения луча под углом скольжения), по отношению к нормали к плоскости метки, собирают отраженный свет от метки и передают его на два фотодетектора 5', 5". Как показано на фиг. 1b, параболоторический фокон (ПТФ) выполнен так, что он обеспечивает расхождение угла выходного луча света, равное 180, обеспечивая, таким образом, однородное освещение под широким углом оптически переменной метки М, под всеми углами падения, независимо от положения источника (СД) света на его противоположном конце. ПТФ 3 представляет собой ПТФ типа 2 мерной пластины и содержит две пластины 31, 32 из акрилового стекла одинаковой формы, которые склеены вместе на их внутренних поверхностях с помощью акрилового клея. Две канавки, выточенные на внутренних поверхностях пластин, предназначены для установки двух световодов О', О", предназначенных для сбора отраженного света приблизительно под ортогональным углом (0) и приблизительно под углом скольжения (90), соответственно, с поверхности метки и передачи его на фотодетекторы 5',5". ПТФ 3, кроме того, содержит металлическое покрытие на его внешних поверхностях, которые не предназначены для передачи света. В варианте, показанном на фиг. 1 с, вместо ПТФ из ПММА можно использовать полый ПТФ 3',предпочтительно изготовленный из алюминия, с полированными внутренними поверхностями Р 1 и Р 2. Свет (показанный стрелками) от источника света (не показан) поступает в ПТФ 3' через апертуру А 1 и выходит через апертуру А 2. В случае необходимости можно использовать ПТФ конической формы (тело вращения), либо в форме твердого диэлектрического конуса из ПММА, который, кроме того, может быть выполнен с соответствующим образом покрытыми или зеркальными внешними поверхностями, или в виде полого ПТФ, имеющего, предпочтительно, полированную внутреннюю поверхность. Источники 4', 4" света, предпочтительно, выбирают из коммерчески доступных СД, которые обеспечивают излучение света с длинами волн в диапазоне от УФ (300 нм) до среднего ИК (5000 нм и больше). Эти СД предпочтительно излучают с широким углом излучения. В предпочтительном варианте выполнения 8 экземпляров СД выбирают с длинами волн в диапазоне от 350 до 2500 нм и еще более предпочтительно от 350 до 1100 нм, например в виде следующего набора СД, поставляемого компанией Roithner Lasertechnik, Вена, Австрия: Диапазон Тип Длина волны; УФ: 380D30 380 нм, 20 мА, 30, 5 мм пластмасса Голубой:HURD-5101L 660 нм, 20 мА, 18, 5 мм пластмасса ИК 1:ELD-740-524 740 нм, 100 мА, 20, 5 мм пластмасса ИК 2: ОРЕ 5 Т 85 840 нм, 100 мА, 15, 5 мм пластмасса ИК 3:ELD-950-525 950 нм, 100 мА, 20, 5 мм пластмасса Эти длины волн выбрали таким образом, чтобы перекрыть область от 350 до 1100 нм, приблизительно с равными промежутками, а также чтобы обеспечить совместимость с вариантом выполнения устройства, описанным ниже. СД для конкретных вариантов применения можно выбрать таким образом, чтобы содержалось больше СД в определенном диапазоне длин волн, например, в ИК-диапазоне от 700 до 1100 нм, следующим образом (используют СД из того же источника, что и выше): Диапазон Тип Длина волны УФ: 380D30 380 нм ИК 1LED-1050-03 1050 нм Этот вариант выполнения наиболее пригоден для измерения множества невидимых инфракрасных свойств (инфракрасных цветов) в диапазоне от 700 до 1100 нм, с использованием инфракрасной люминесцентной эмиссии, возбуждаемой УФ светом, с длиной волны (360-400 нм). Вариант выполнения также может содержать набор СД, излучающих в более дальнем инфракрасном диапазоне (1100 - 2500 нм), таких, как (тот же источник): Тип Длина волныLED23 2300 нм; 0,75 мВт 80 мА; Устройство, в соответствии с настоящим изобретением, содержит по меньшей мере два фотодетектора. В предпочтительном варианте выполнения, каждый из указанных фотодетекторов чувствителен к свету в диапазоне длин волн от 200 до 2500 нм, но также возможно использовать детекторы, которые чувствительны к длинам волн выше или ниже этого диапазона. Фотодетектор может, кроме того, представлять собой любое твердотельное устройство или устройство другого типа, то есть, фотодиод, лавинно-пролетный диод, фототранзистор, фоторезистор, устройство с зарядовой связью, фотоумножитель,болометрический датчик, детектор термопрофиля или пироэлектрический детектор и т.д., и он может иметь широкополосную или узкополосную спектральную чувствительность. В предпочтительном варианте выполнения фотодетектор представляет собой фотодиод, подключенный к усилителю с преобразованием тока в напряжение (трансимпедансный усилитель), для передачи сигнала в полезном диапазоне напряжений в следующую после него схему аналогово-цифрового преобразования. В наиболее предпочтительном варианте выполнения используют кремниевые фотодиоды PN типа или PIN типа; они имеют собственную чувствительность в диапазоне длин волн от 200 до 1100 нм. Устройства такого рода помимо других поставщиков поставляются, например, компанией HamamamtsuS7329-01 PIN от 320 до 1060 нм, 2,0 х 2,0 мм активной поверхности Для конкретного варианта применения предпочтительно использовать фотодиод с интегрированным предварительным усилителем, для ограничения влияния шумов электрической среды, например: интегрированные фотодетекторы типа Hamamamtsu S8745 или Hamamamtsu S8746. Для измерения характеристик спектра в расширенном ИК-диапазоне (от 900 до 2500 нм) можно использовать фотодиоды InGaAs, например Hamamamtsu G8372-03, работающие в диапазоне от 900 до 2100 нм. Фотодиоды GaAsP пригодны для диапазона видимого света (400-760 нм), например устройствоHamamamtsu G1736; и фотодиоды GaP пригодны для диапазона от УФ до зеленого цвета (190-550 нм),например, устройство Hamamamtsu G1962. Детекторы SIC производства компании Laser Components,США, имеют собственную чувствительность только к УФ (210-380 нм) диапазоне длин волн. Устройство определения подлинности, в соответствии с вариантом выполнения, содержит электронную схему, построенную на основе процессора 7 типа PICl6F872. Этот процессор имеет 35 элементный набор инструкций ВСНК (RISC, вычисления с сокращнным набором команд) 2K х 14 слов программной памяти типа флэш, 128 х 8 байт памяти данных ОЗУ, 64 х 8 байт памяти данных ЭСППЗУ(EEPROM электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство), встроенный 5-канальный 10-битовый А/Ц преобразователь, и может работать с тактовой частотой до 20 МГц. Процессор, кроме того, является полностью внутренне последовательно программируемым, что позволяет выполнять его программирование или перепрограммирование, независимо от изготовителя. Он поставляется, как стандартная микросхема в корпусе DIL (плоский корпус с двухрядным расположением выводов) с 28 ножками, и работает от одного источника питания 5 В. В варианте выполнения, процессор 7 PIC управляет до 8 осветительными СД 4', 4", с различной длиной волны излучения (подключены к ножкам 21-28), двумя индикаторными СД 91, 92 (например,зеленым и красным СД; которые подключены в ножкам 17, 18), и, в случае необходимости, зуммером(для вывода звука, например, подключенным к ножке 15). Дополнительная линия выхода (ножка 16) предназначена для функции "автоматического удержания питания" через схему 8 управления мощностью. Выходные ножки процессора поддерживают нагрузку до 25 мА в режиме нагрузки по току, что позволяет непосредственно подавать питание без буфера на СД и зуммер. Процессор 7 PIC имеет интегрированный 10-битный А/Ц преобразователь (обеспечивающий 1024 цифровых ступеньки между двумя выбираемыми опорными значениями напряжения; в качестве которых обычно используют 0 В и стабилизированный источник 5 В), аналоговый вход которого может быть назначен 5 различным ножкам входа/выхода. Устройство детектирования, таким образом, может быть обо-9 008454 рудовано двумя или больше фотодетекторами 5', 5", каждый из которых подключен к входу соответствующего преобразователя каскада 6', 6" преобразователя тока в напряжение/усилителя. Фотодетекторы 5', 5" в соответствии с настоящим вариантом выполнения представляют собой фотодиоды, которые питаются либо в фотогальваническом режиме или в фотопроводящем режиме; в данном примере (фиг. 2) используется фотогальванический режим. Преобразователи 6', 6" тока в напряжение имеют соответствующим образом отрегулированные коэффициенты усиления для передачи сигнала в полезном диапазоне напряжений на входы (ножки 2-5. А/Ц преобразователя процессора. В случае необходимости, для этих усилителей также можно обеспечить функцию переменного усиления посредством управления процессора 7. В конкретном варианте выполнения распознавания отраженного света с правосторонней и левосторонней круговой поляризацией используют четыре фотодиода, установленные после четырех фильтров круговой поляризации, в частности, каждый из фотодиодов для ортогонального угла и для угла зрения,близкого к углу скольжения, которые установлены позади каждого из левостороннего и правостороннего фильтров круговой поляризации. Фильтры круговой поляризации, конечно, могут быть установлены также в другом месте, на оптическом пути между отражающей меткой и фотодиодами. Две линии цифрового входа (ножки 11, 12) PIC процессора 7 используют для считывания сигналов нажимных выключателей R и Т - "Эталон", и "Проверка". Оба указанных выключателя, кроме их указанной функции, независимо подают питание на устройство через схему 8 управления питанием и опосредованно включают функцию автосброса PIC процессора 7. Функции, выполняемые при включении питания, выполнены в форме электронного выключателя, который действует на общую схему 8 питания устройства. После включения процессор 7 выполняет самоинициализацию и устанавливает ножку удержания питания в состоянии "включено", перед считыванием состояния выключателей R и Т и начинает соответствующую последовательность обработки ("получение эталонного значения" или "проверка"). Ножка удержания питания поддерживает общее питание во включенном состоянии, даже если нажимная кнопка будет отпущена через некоторое время. После окончания последовательности обработки, включая вывод результата работы в течение заданного периода ожидания, процессор 7 переключает ножку удержания питания в состояние выключено,что приводит к отключению всего устройства определения подлинности. Функция входа/выхода процессора PIC, таким образом, обеспечивается следующим образом: 8 ножек для управления осветительными СД (выход) 1 ножка для управления выключателем удержания питания (выход) 2 ножки для управления индикаторными СД (выход) 1 ножка для управления зуммером (в случае необходимости) (выход) 2 ножки для считывания состояния нажимных кнопок (вход) 4 ножки для считывания до 4 фотодиодов (вход А/Ц),2 ножки для внутреннего программирования (вход) в результате чего в сумме используется от 19 до 20 линий входа /выхода. Дополнительные линии входа/выхода процессора могут быть назначены вспомогательным функциям, в частности, для соединителя последовательной передачи данных для передачи, отслеживания и отладки программы. На фиг. 1 а показана электронная схема устройства, установленная на печатной плате (ПП, РСВ),содержащая процессор 7 PIC16F872, стабилизатор 8 с напряжением 5 В, кварцевый резонатор (4 МГц, не показан), компоненты функции "автоматического удержания питания", два нажимных выключателя (R,Т), два индикаторных СД 91, 92 с резисторами, (в случае необходимости) зуммер (не показан), восемь осветительных СД 4', 4" с различными длинами волн (УФ, голубой, зеленый, желтый, оранжевый,красный, ИК 1, ИК 2) с соответствующими резисторами, два фотодиода 5', 5", два трансимпедансных операционных усилителя 6', 6" с соответствующими резисторами обратной связи, а также соединители для внутреннего программирования и мониторинга (не показаны). Устройство определения подлинности дополнительно содержит два нажимных выключателя R и Т(помеченных как "Эталон" и "Проверка"), причем каждый из них позволяет включать источник 8 питания устройства при нажатии, и, кроме того, включает свою соответствующую функцию "определения эталонного значения" и "проверки образца", соответственно. Источник 8 питания остается активным после того, как нажимная кнопка будет отпущена, пока процессор 7 сам не отключится после окончания операции. Устройство содержит два СД индикатора, зеленый индикатор 91 для результата "прошел" и красный индикатор 92 для результата "не прошел", обозначающих результат операции. В случае необходимости, также может быть установлен зуммер, который выводит звуковой контрольный сигнал. Когда нажимают на нажимную кнопку R ("Эталон"), устройство измеряет оптические характеристики эталонного образца и сохраняет соответствующие цифровые значения в постоянной памяти процессора 7. Индикатор 91 "Прошел" установлен для индикации успешного окончания получения эталонного значения. Устройство самостоятельно отключается через заданный короткий период времени ожидания. Когда на- 10008454 жимают на нажимную кнопку Т ("Проверка"), устройство измеряет оптические характеристики проверяемого образца и выполняет сравнение соответствующих цифровых значений с заранее записанными значениями эталонного образца, в соответствии с заданным алгоритмом, который записан в памяти процессора 7. Зеленый индикатор 91 "прошел" установлен для индикации положительного результата определения подлинности, в то время как красный индикатор 92 "не прошел" установлен для индикации отрицательного результата определения подлинности, в соответствии с предварительным критерием. Устройство самостоятельно отключается через определенный короткий период времени ожидания. Устройство в соответствии с примером варианта выполнения, было разработано для работы со стандартным блоком 10 батареи 9 В, напряжение которой стабилизируют с помощью схемы 8 управления питанием для получения требуемого рабочего напряжения 5 В. Вся печатная плата (ПП) установлена внутри корпуса 2, который также содержит держатель 10 батареи для батареи с напряжением 9 В, и ПТФ 3 ПММА в качестве оптического компонента для освещения/сбора света. Такое модульное устройство определения подлинности, в котором используется способ, в соответствии с изобретением используется для определения подлинности сертифицированных эталонных образцов путем сравнения интенсивности отраженного света под двумя различными углами для 8 или больше различных параметров качества освещения в УФ, в видимом диапазоне или в области ДИС, является основным. Эти показатели качества освещения, в частности, определяются спектрами эмиссии соответствующих осветительных СД 4, ', 4", которые, таким образом, можно выбрать так, чтобы они соответствовали любому конкретному типу применения. Специалист в данной области техники на основе приведенного здесь описания может рассмотреть большое количество альтернативных вариантов выполнения. В частности, он может использовать более чем 8 шт. СД, для улучшения спектральной разрешающей способности, или он может выбрать использование меньше чем 8 шт. СД и назначить свободные ножки ввода /выхода для ввода и вывода дополнительных функций, таких, как дополнительные фотодетекторы или блок дисплея. Он также может использовать более чем два световода О для сбора света и фотодетектора 5', для того, чтобы дополнительно улучшить разрешающую способность устройства в отношении спектральных переменных свойств, зависимых от угла. Ниже будет описан способ определения подлинности предмета, на котором нанесена метка, проявляющая заданные определенные оптические характеристики. Более подробно, способ можно рассматривать как содержащий первую часть, "получение эталонного значения" и вторую "проверочную" часть,которые можно выполнять независимо и отдельно по времени и в пространстве друг от друга. На фиг. 3 а и 3b подробно представлена часть получения эталонных значений при этом способе, в котором используется устройство определения подлинности для измерения и сохранения эталонных данных по отражающей способности метки на эталонном предмете:a) последовательное освещение указанной метки с использованием по меньшей мере двух источников света, имеющих различные спектральные характеристики;b) для каждого этапа а) наблюдение света, отраженного указанной меткой по меньшей мере под двумя заранее определенными различными углами по отношению к плоскости метки и измерение его интенсивности;c) сохранение значений интенсивности, измеренных на этапе b), в цифровой памяти. Как показано на фиг. 3 а, получение эталонных значений выполняют отдельно для каждого эталонного предмета U, V Устройство определения подлинности можно использовать для одновременного определения подлинности только одного определенного предмета. Во втором примере получения эталонных значений, в соответствии с фиг. 3b, выполняют измерение для нескольких эталонных предметов U, V, и их данные сохраняют вместе в одном устройстве определения подлинности, которое можно затем использовать для определения подлинности множества различных предметов. На фиг. 4 а и 4b подробно представлена проверочная часть способа определения подлинности в соответствии с изобретением, в котором устройство определения подлинности, содержащее заранее сохраненные эталонные данные, используют для сравнения данных по отражающей способности метки на проверяемом предмете, с использованием указанных заранее записанных эталонных данных:d) последовательное освещение указанной метки с использованием по меньшей мере двух источников света, имеющих различные спектральные характеристики, как на этапе а);e) для каждого этапа освещения, в соответствии с этапом d), наблюдение света, отраженного указанной меткой по меньшей мере под двумя заданными различными углами наблюдения по отношению к плоскости метки, и измерение его интенсивности;f) сравнение указанных измеренных значений интенсивности на этапе е) с заранее сохраненными соответствующими эталонными значениями, в соответствии с заданным алгоритмом, и получение индикатора подлинности по результату сравнения, с использованием заранее установленного критерия принятия решения. В варианте выполнения, показанном на фиг. 4 а, пользователь может проверять защитные метки без необходимости самостоятельного предварительного получения эталонных данных или калибровки уст- 11008454 ройства определения подлинности. Полученные соответствующие данные для предмета U' сравнивают с сохраненными цифровыми эталонными данными для предмета U в соответствии с заранее запрограммированным алгоритмом и критерием принятия решения, и отображают индикацию в отношении подлинности метки ("прошел" или "не прошел"). Вариант выполнения, показанный на фиг. 4b позволяет пользователю самому получать эталонные данные отражающей способности с использованием эталонного предмета U, перед проверкой подлинности проверяемого предмета U' с использованием одного и того же устройства определения подлинности. Аналогично, проверочные и эталонные данные сравнивают в цифровой форме с использованием заранее запрограммированного алгоритма и критерия принятия решения, и индикацию в отношении подлинности защитных меток получают и отображают ("прошел" или "не прошел"). Преимущество раскрытого здесь способа по сравнению со способом известного уровня техники состоит в его значительной устойчивости к флуктуациям параметров аппаратных средств устройства: одно и то же устройство используют для сравнения проверяемого предмета с сертифицированным подлинным эталонным предметом. Такая задача не требует использования абсолютных значений физических величин, которые измеряют и сравнивают; действительно, достаточно сравнить проверяемый предмет, так,как его видит соответствующее устройство определения подлинности, с эталонным предметом, так, как его видит то же устройство определения подлинности. Это, в частности, позволяет ослабить строгие спецификации для компонентов и поэтому снизить стоимость производства устройства определения подлинности. Устройство определения подлинности, в соответствии с изобретением, может быть скомпоновано для проведения измерений и сравнения вспомогательных оптических свойств, в дополнение к свойствам диффузной отражающей способности оптически переменных (изменяющих цвет) поверхностей; причем указанные дополнительные свойства включают быструю и задержанную эмиссию люминесценции и зависимые от времени характеристики люминесценции. Это может быть обеспечено с использованием соответствующей программы процессора или контроллера, совместно с использованием соответствующих аппаратных средств, для выполнения требуемых последовательностей детектирования освещения и процедур анализа сигнала. Оценку магнитных свойств можно обеспечить аналогично путем добавления магнитного датчика к устройству и подключения его выхода после соответствующего предварительного усиления к входу А/Ц преобразователя схемы микроконтроллера, и с использованием соответствующей программы устройства. В соответствии с вариантом выполнения способа определения подлинности, и со ссылкой на фиг. 2,проверяют образец, имеющий метку, проявляющую спектр отражения света, зависимый от угла обзора. Устройство определения подлинности имеет измерительную головку в соответствии с фиг. 1b, содержащую 8 различных СД 4', 4", 4, подключенную к 8 выходным линиям процессора 7 (ножки 21 - 28), и излучающих свет в УФ, видимом и инфракрасном диапазоне спектра (от 350 до 1050 нм). Устройство дополнительно имеет два фотодиода 5', 5", которые чувствительны ко всему диапазону излучения (от 350 до 1050 нм), указанных СД. Указанные фотодиоды 5', 5" подключены к трансимпедансным усилителям 6', 6" со средним коэффициентом усиления, которые в свою очередь передают выходной сигнал в аналого-цифровой преобразователь (А/Ц) процессора 7 (ножки 2, 3). Измерительную головку устройства определения подлинности прикладывают к метке, и процедуру определения подлинности начинают путем нажатия на кнопку "Проверка", или на нажимную кнопку"Эталон". После включения и инициализации, процессор 7 последовательно включает 8 СД 4', 4", и для каждого этапа i в этой последовательности, считывает в свою рабочую память два цифровых значения,Io(i) и Ig(i), которые получают по сигналам, подаваемым от фотодиодов 5', 5" через усилители 6', 6", А/Ц преобразователи процессора 7 (ножки 2, 3). Указанные значения представляют интенсивность света, отраженного от поверхности метки по направлению, близкому к ортогональному (Io (i и по направлению,близкому к направлению скольжения (Ig (i для данного параметра i качества освещения. Наконец, получают 16 значений, соответствующих результатам интенсивности для 8 СД, которые составляют грубое представление диффузионного спектра отражения образца, как по направлению, близкому к ортогональному, так и по направлению, близкому к направлению скольжения, для проверяемых параметров качества освещения. В альтернативном варианте выполнения способа указанные измеряемые величины могут быть дополнительно скорректированы для учета систематических ошибок измерения, таких, как влияние фонового излучения или медленно изменяющихся параметров инструментов (интенсивность света и т.д.). Данные, алгоритмы и параметры для выполнения такой коррекции могут содержаться во внутренней памяти устройства. В варианте выполнения получение эталонных значений также может быть выполнено в отношении белого эталонного цвета, и значение D оптической плотности может быть получено в соответствии с формулой D = log10(Iw/I); Iw = отраженная интенсивность белого эталонного света; I = отраженная интенсивность метки при тех же условиях. Белые эталонные величины Iw предпочтительно сохраняют для использования с той же целью в следующих проверочных операциях. В "цикле" получения эталонного значения, полученные величины теперь передают как эталонные- 12008454 значения IoR (i), IgR (i) в постоянную память процессора 7, и после этого операция заканчивается. Через короткое время ожидания, процессор 7 выключает устройство. В "проверочном" цикле пары Io(i), Ig(i) величин теперь сравнивают с сохраненными парами IoR(i),IgR(i) эталонных значений, полученных ранее с использованием эталонного образца, с применением той же геометрии измерений, условий и оборудования. Такое сравнение может быть выполнено на основе разности do(i) = Io(i) - IoR(i), dg(i) = Ig(i) - IgR(i) с последующим суммированием квадратов отклонений:S =do(i)+dg(i)(Сумма по всем i),при этом значение S представляет собой меру соответствия измеренных и эталонных значений, которую окончательно проверяют на соответствие с использованием заданного критерия для определения,является ли проверяемый образец подлинным или нет. Результат определения подлинности отображают,и на этом операция заканчивается. Через короткое время ожидания процессор 7 отключает устройство. Учитывая мгновенный отклик отражения света на динамику освещения и относительно большие доступные интенсивности сигнала, весь цикл измерений или последовательность может быть выполнена достаточно быстро, обычно она продолжается не более, чем, приблизительно, миллисекунду. Это делает способ и устройство в равной степени пригодными как для определения подлинности с высокой скоростью, так и с низкой скоростью. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ для определения подлинности предмета, такого как ценный документ, дорогостоящий товар или упаковка, причем на предмете нанесена метка, меняющая спектр отражения света в зависимости от угла обзора, при этом способ предусматривает следующие этапы:a) освещение указанной метки по меньшей мере первым источником света, имеющим первую спектральную характеристику;b) сбор света, отраженного указанной меткой по меньшей мере под двумя заданными разными углами наблюдения по отношению к плоскости метки, и измерение его соответствующих интенсивностей;c) в случае необходимости, сохранение значений интенсивности, измеренных на этапе b), в постоянной цифровой памяти;d) освещение указанной метки с использованием по меньшей мере второго источника света, имеющего вторые спектральные характеристики;e) сбор света, отраженного указанной меткой по меньшей мере под двумя заданными различными углами наблюдения по отношению к плоскости метки, и измерение его соответствующих интенсивностей;f) в случае необходимости, сохранение значений интенсивности, измеренных на этапе е), в постоянной цифровой памяти;g) сравнение указанных измеренных значений интенсивности, измеренных на этапах b) и е), с ранее сохраненными соответствующими эталонными значениями, в соответствии с заданным алгоритмом, и получение индикатора подлинности по результату сравнения с использованием заранее установленного критерия принятия решения; характеризующийся тем, что освещение на этапах а) и d) представляет собой освещение под широким углом. 2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что указанное освещение метки под широким углом обеспечивают с использованием устройства, которое само не формирует изображение, предпочтительно с использованием параболоторического фокона (ПТФ). 3. Способ по любому из пп.1-2, характеризующийся тем, что первый из указанных по меньшей мере двух заданных углов наблюдения выбирают в диапазоне от 0 до 45, предпочтительно от 0 до 35, и второй из указанных углов наблюдения выбирают в диапазоне от 45 до 90, более предпочтительно от 50 до 80, по отношению к нормали плоскости метки. 4. Способ по любому из пп.1-3, характеризующийся тем, что указанный свет, отраженный указанной меткой под указанными углами наблюдения, собирают с помощью световодов. 5. Способ по любому из пп.1-4, характеризующийся тем, что интенсивность указанного света, отраженного указанной меткой под указанными углами наблюдения, измеряют после пропускания указанного света через оптический фильтр. 6. Способ по п.5, характеризующийся тем, что указанный оптический фильтр представляет собой фильтр с левосторонней или правосторонней круговой поляризацией. 7. Способ по любому из пп.1-6, характеризующийся тем, что по меньшей мере одно из указанных освещений, имеющих разные спектральные характеристики, обеспечивают с помощью светодиода (СД). 8. Способ по любому из пп.1-7, характеризующийся тем, что по меньшей мере одно из указанных освещений, имеющих отличающиеся спектральные характеристики, обеспечивается с использованием лазерного диода (ЛД).- 13008454 9. Способ по любому из пп.1-8, характеризующийся тем, что по меньшей мере одно из указанных освещений, имеющих разные спектральные характеристики, обеспечивают с помощью источника света,оборудованного оптическим фильтром. 10. Способ по любому из пп.1-9, характеризующийся тем, что в дополнение к указанному спектру отражения света, зависимому от угла обзора, измеряют быструю или задержанную эмиссию фотолюминесценции от указанной метки, в УФ, видимом или ИК-диапазоне электромагнитного спектра. 11. Способ по любому из пп.1-10, характеризующийся тем, что магнитное свойство метки измеряют в дополнение к указанному спектру отражения света, зависимому от угла обзора. 12. Способ по любому из пп.1-11, характеризующийся тем, что указанные измеренные значения и указанные заранее записанные соответствующие эталонные значения получают с использованием того же физического устройства. 13. Устройство для определения подлинности предмета, такого как ценный документ, дорогостоящий товар или упаковка, на который нанесена метка, меняющая спектр отражения света, в зависимости от угла обзора; причем указанное устройство содержит по меньшей мере два источника света, имеющие разные спектральные характеристики, предназначенные для последовательного освещения указанной метки; по меньшей мере два фотодетектора, в случае необходимости, с оптикой для сбора света, отраженного указанной меткой по меньшей мере под двумя заданными, отличающимися углами наблюдения,и передачи электрического сигнала, соответствующего интенсивности собранного света; средство аналого-цифрового преобразования, обработки, управления и памяти, предназначенное для управления источниками света, преобразования в цифровую форму и сохранения значений отраженной интенсивности,для сравнения указанных значений интенсивности с заранее сохраненными соответствующими эталонными значениями и для получения индикатора подлинности по результату сравнения, в соответствии с заданным алгоритмом и с использованием заранее установленного критерия принятия решения; характеризующееся тем, что это устройство содержит широкоугольную оптику для освещения, предназначенную для направления света от указанных источников света на указанную метку. 14. Устройство по п.13, характеризующееся тем, что указанная широкоугольная оптика для освещения представляет собой устройство, не создающее изображение, предпочтительно параболоторический фокон (ПТФ). 15. Устройство по любому из пп.13-14, характеризующееся тем, что первый из указанных по меньшей мере двух заданных углов наблюдения выбирают в диапазоне от 0 до 45, более предпочтительно от 0 до 35, и второй из указанных углов наблюдения выбирают в диапазоне от 45 до 90, более предпочтительно от 50 до 80, по отношению к вектору нормали плоскости метки. 16. Устройство по любому из пп.13-15, характеризующееся тем, что оно содержит по меньшей мере один световод, предназначенный для сбора указанного света, отраженного указанной меткой, под указанными углами наблюдения. 17. Устройство по любому из пп.13-16, характеризующееся тем, что оно содержит по меньшей мере один оптический фильтр, посредством которого измеряют указанный свет, отраженный указанной меткой, под указанными углами наблюдения. 18. Устройство по п.17, характеризующееся тем, что указанный оптический фильтр является фильтром с левосторонней или правосторонней круговой поляризацией. 19. Устройство по любому из пп.13-18, характеризующееся тем, что по меньшей мере один из указанных источников света представляет собой светодиод (СД). 20. Устройство по любому из пп.13-19, характеризующееся тем, что по меньшей мере один из указанных источников света представляет собой лазерный диод (ЛД). 21. Устройство по любому из пп.13-20, характеризующееся тем, что по меньшей мере один из указанных источников света оборудован оптическим фильтром. 22. Устройство по любому из пп.13-21, характеризующееся тем, что оно поддерживает запрограммированный "режим обучения", предназначенный для определения отраженных значений интенсивности от эталонного предмета и сохранения их в качестве эталонных значений в цифровой памяти, и запрограммированный "режим проверки", предназначенный для определения значений интенсивности отражения от проверяемого предмета, и сравнения их с указанными заранее определенными и сохраненными эталонными значениями, что, таким образом, обеспечивает указанный индикатор подлинности.
МПК / Метки
Метки: устройство, товаров, подлинности, документов, определения, способ
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/18-8454-sposob-i-ustrojjstvo-dlya-opredeleniya-podlinnosti-dokumentov-i-tovarov.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ и устройство для определения подлинности документов и товаров</a>
Предыдущий патент: Устройство для непрерывной нейтрализации широкого спектра электромагнитных излучений
Следующий патент: Способ каталитического разложения n2o на n2 и о2, реализуемый при высокой температуре
Случайный патент: Крошка для покрытия пищевых продуктов, способ ее производства и покрытый крошкой пищевой продукт