Патент на изобретение №2358882

(54) УСТРОЙСТВО ПРОВЕРКИ ПОДЛИННОСТИ ДОКУМЕНТОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области проверки подлинности защищенных ценных бумаг, документов и других изделий, умеренно поглощающих излучение видимой или ближней инфракрасной области спектра. Устройство проверки подлинности документов содержит устройство управления и обработки, приемник изображения исследуемого документа, оптическую систему приема изображения, квантовый усилитель изображения документа, предназначенный для подсветки исследуемого документа и усиления яркости отраженного от исследуемого документа излучения, источник питания квантового усилителя. Устройство управления и обработки предназначено для управления работой квантового усилителя и приемника изображения и обработки принятого приемником изображения. Изобретение увеличивает яркость изображения и позволяет повысить отношение сигнала к шуму. 1 ил.

Изобретение относится к области проверки подлинности предварительно защищенных определенным образом ценных бумаг, документов и других изделий, умеренно поглощающих излучение видимой или ближней инфракрасной области спектра.

В последние годы бурное развитие вычислительной техники внесло свой вклад и в создание современных автоматизированных спектроскопических комплексов. Такие комплексы позволяют в автоматическом режиме проводить исследование оптических и люминисцентных свойств объектов в широком спектральном диапазоне. В частности, это относится к возможности выявления существующих оптических средств защиты ценных бумаг и документов, которые в большой степени построены на оптических спектроскопических методах. Существующие способы защиты используют классические красители и люминофоры, которые, будучи выявлеными, могут быть использованы для изготовления контрофактных копий защищаемых объектов.

Создание квантовой электроники открыло возможность разработки усилителей яркости света на основе лазеров. Оказалось, что подходящими характеристиками обладают импульсные лазеры на парах металлов (меди, золота, бария, свинца и ряда других).

В лазерном проекционном микроскопе трубка с усилителем яркости одновременно слабо освещает объект и, усиливая отраженный от него свет (несущий всю информацию о нем), обеспечивает яркое освещение экрана. При этом яркость увеличивается до 10 тысяч раз. Вся система работает только в течение коротких импульсов, длительность которых составляет несколько десятков наносекуд. Частота повторения импульсов может достигать нескольких килогерц, что означает, что в секунду может быть обследовано несколько десятков тысяч объектов. В отдельных сложных случаях на один объект может быть потрачено несколько импульсов запуска квантового усилителя яркости.

С помощью усилителя на парах меди получены яркие изображения микрообъектов с увеличением до 15 тысяч раз на экране площадью до 25 квадратных метров. Все это лежит далеко за пределами возможностей обычных оптических систем. Оптические системы с усилителями яркости – это новая область современной оптики.

Отсутствие усилителей яркости тормозило решение одной общей и очень злободневной проблемы – миниатюризации записи больших объемов информации. В настоящее время возможность такой записи имеется – голография, например, позволяет записывать одну страницу печатного текста на площади приблизительно один квадратный миллиметр. Но у этой проблемы есть другая сторона – извлечение информации из этих сверхминиатюрных объемов. Ведь так же, как и объект, находящийся под микроскопом, носитель информации (например, пленка) может не выдержать сильного освещения, необходимого для большого увеличения. Применение усилителей яркости света устранило бы многие из этих трудностей.

Поскольку квантовые усилители являются единственными существующими усилителями яркости объектов, причем усиление достигает 10⁴, при их использовании могут быть обнаружены отдельные наночастицы, что невозможно другими методами.

По этой причине возможно достижение:

1. использование малого количества маркеров;

2. возможно формирование из небольшого количества маркеров изображения, которое невозможно обнаружить другими методами.

В уровне техники известно устройство контроля подлинности документов (Свидетельство на полезную модель RU 11619, 01.03.1999), которое выбрано в качестве прототипа и в котором реализуется оптический способ распознавания меток, видимых только в инфракрасном свете. Для упрощения процесса идентификации в этом устройстве в оптическую схему введен электронно-оптический преобразователь, который преобразует невидимое инфракрасное излучение, содержащее информацию о защищаемом документе, в видимый диапазон, что позволяет визуализировать скрытые метки.

Такое устройство не увеличивает яркость изображения, а просто переносит его в другой спектральный диапазон. Шумовые характеристики сигнала при этом могут только ухудшаться.

Технический результат настоящего изобретения заключается в повышении отношения сигнала к шуму.

Технический результат достигается тем, что в устройство контроля подлинности документов, содержащее устройство управления и обработки; приемник изображения исследуемого документа, подключенного к устройству управления и обработки; оптическую систему приема изображения, оптически связанную с приемником изображения исследуемого документа, дополнительно вводят квантовый усилитель изображения документа, предназначенный для подсветки исследуемого документа и усиления яркости отраженного от исследуемого документа излучения; источник питания квантового усилителя изображения документа, соединенный с упомянутым устройством управления и обработки, причем устройство управления и обработки предназначено для управления работой квантового усилителя изображения документа и приемника изображения исследуемого документа и обработки принятого приемником изображения исследуемого документа изображения.

На фиг.1 представлена схема заявленного устройства, где 1 – проверяемый защищенный документ, 2 – объектив приемной системы, 3 – квантовый усилитель изображения, 4 – оптическая система приемника изображения, 5 – приемник изображения, 6 – система управления и обработки сигналов, 7 – источники питания квантового усилителя изображения.

Устройство работает следующим образом: по команде с системы управления и обработки сигналов (6) синхронно подаются сигналы на источник питания (7) и на приемник изображения (5) для начала рабочего цикла.

После получения электрического импульса накачки с источника питания (7) спонтанное излучение с возбужденных уровней квантового усилителя (3) через объектив (2) попадает на обследуемый защищенный объект (1). Отраженное от обследуемого защищенного объекта (1) излучение возвращается через объектив (2), усиливается в квантовом усилителе (3) и через оптическую систему (4) попадает на приемник изображения (5). После обработки сигнала в системе управления и обработки сигналов (6) принимается решение о подлинности проверяемого объекта.

Устройство использует достижения квантовой электроники, позволяет работать с ценными бумагами, документами и другими изделиями с использованием минимального количества наночастиц в пределе нескольких единиц или десятков штук.

Квантовый усилитель увеличивает яркость изображения в узкой спектальной области в несколько тысяч раз, в то время как в остальной области спектра, которая определяет шумовую составляющую для исследуемого сигнала, такого усиления не происходит или происходит с существенно меньшей эффективностью. Данное обстоятельство позволяет повысить отношение сигнала к шуму и распознавать полезные сигналы, которые классическими методами получены быть не могут, так как утоплены в шумах.

Мы предлагаем вместо электронно-оптического преобразователя использовать квантовый усилитель изображения, который может улучшать шумовые характеристики исследуемых сигналов, а значит, значительно облегчать процесс распознавания меток.

Формула изобретения

Устройство проверки подлинности документов, содержащее: устройство управления и обработки; приемник изображения исследуемого документа, подключенного к устройству управления и обработки; оптическую систему приема изображения, оптически связанную с приемником изображения исследуемого документа, отличающееся тем, что содержит квантовый усилитель изображения документа, предназначенный для подсветки исследуемого документа и усиления яркости отраженного от исследуемого документа излучения; источник питания квантового усилителя изображения документа, соединенный с упомянутым устройством управления и обработки, устройство управления и обработки предназначено для управления работой квантового усилителя изображения документа и приемника изображения исследуемого документа и обработки принятого приемником изображения исследуемого документа изображения.

РИСУНКИ