EA028631B1 - Method of automated control of the authenticity of optical protective marks on banknote threads and device for its implementation - Google Patents

Method of automated control of the authenticity of optical protective marks on banknote threads and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
EA028631B1
EA028631B1 EA201500091A EA201500091A EA028631B1 EA 028631 B1 EA028631 B1 EA 028631B1 EA 201500091 A EA201500091 A EA 201500091A EA 201500091 A EA201500091 A EA 201500091A EA 028631 B1 EA028631 B1 EA 028631B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
banknote
optical
authenticity
image
photodetectors
Prior art date
Application number
EA201500091A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201500091A2 (en
EA201500091A3 (en
Inventor
Антон Александрович ГОНЧАРСКИЙ
Антон Александрович Гончарский
Александр Владимирович ГОНЧАРСКИЙ
Александр Владимирович Гончарский
Святослав Радомирович ДУРЛЕВИЧ
Святослав Радомирович Дурлевич
Дмитрий Владимирович Мельник
Алексей Васильевич ЧЕРНЫШЕВ
Алексей Васильевич Чернышев
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Центр Компьютерной Голографии"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Центр Компьютерной Голографии" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Центр Компьютерной Голографии"
Priority to EA201500091A priority Critical patent/EA028631B1/en
Publication of EA201500091A2 publication Critical patent/EA201500091A2/en
Publication of EA201500091A3 publication Critical patent/EA201500091A3/en
Publication of EA028631B1 publication Critical patent/EA028631B1/en

Links

Landscapes

  • Inspection Of Paper Currency And Valuable Securities (AREA)

Abstract

The invention relates primarily to technologies used to authenticate banknotes. The invention provides both visual and automated control of optical protective marks on banknote threads. According to the claimed invention, a method is proposed for controlling authenticity of banknotes with optical protective marks on banknote threads, combining automated and visual control. The optical protective mark is a diffractive optical element with an asymmetric microrelief. To provide automated control when the protective mark is illuminated with a laser beam perpendicular to the plane of the banknote, in the focal plane parallel to the plane of the banknote an image, asymmetric with respect to the zero diffraction order is formed, which represents n homogeneous round regions of equal brightness with centers in specified points. To identify authenticity of the banknote, illuminance is measured on 2n photodetectors located in the focal plane symmetrically with respect to the zero order. Visual control is performed when the banknote is lit with white light. A device is proposed for automated control of authenticity of banknotes with optical protective marks.

Description

Оптические технологии в настоящее время широко используются для защиты банкнот, пластиковых карт, ценных бумаг, акцизных марок, брендов. Впервые оптические технологии были использованы в проекте по защите пластиковых карт У18А более 30 лет назад. Эти технологии получили название голографических защитных технологий благодаря способу записи оригиналов оптических защитных элементов. Голографические защитные элементы массово тиражируются, что обеспечивает их низкую цену при больших тиражах. Г олографические технологии широко используются и в настоящее время для защиты банкнот, паспортов, пластиковых карт и брендов.Optical technologies are currently widely used to protect banknotes, plastic cards, securities, excise stamps, and brands. For the first time, optical technologies were used in the U18A plastic card protection project more than 30 years ago. These technologies are called holographic security technologies due to the method of recording the originals of optical security elements. Holographic security elements are massively replicated, which ensures their low price for large print runs. Holographic technologies are widely used and are currently used to protect banknotes, passports, plastic cards and brands.

Голографические технологии предлагают широкий набор визуальных защитных признаков, таких как 2Ό/3Ό и 3Ό элементы, эффекты смены изображений и т.п. Вместе с визуальными защитными признаками используются и признаки для экспертного контроля. К таким признакам относятся микроизображения, микронадписи и т.п. Контроль на экспертном уровне требует высокой квалификации, дорогостоящего оборудования и больших затрат времени. Основной проблемой голографических защитных технологий является их широкое распространение, доступность оборудования и, как следствие, недостаточный уровень защиты от подделок.Holographic technologies offer a wide range of visual security features, such as 2Ό / 3Ό and 3Ό elements, image changing effects, etc. Along with visual security features, features are also used for expert control. Such signs include microimages, micro-inscriptions, etc. Control at the expert level requires high qualification, expensive equipment and a lot of time. The main problem of holographic protective technologies is their wide distribution, equipment availability and, as a result, insufficient level of protection against fakes.

В последние 10 лет разработаны принципиально новые оптические защитные технологии с кинематическими эффектами движения фрагментов изображений при изменении положения оптического элемента относительно источника света и/или наблюдателя. К таким технологиям относятся технология Μοΐίοη, защищенная патентами и§7468842 и И873332б8, и технология МоЪйе (ЕА201000535 (А1)). Технологии Μοίίοη и МоЪПе предназначены для визуального контроля.In the last 10 years, fundamentally new optical protective technologies have been developed with kinematic effects of the movement of image fragments when the position of the optical element relative to the light source and / or observer changes. Such technologies include the Μοΐίοη technology, protected by patents §§7468842 and I873332b8, and the MoE technology (EA201000535 (A1)). Technologies Μοίίοη and MoЪPe are intended for visual control.

Все перечисленные выше технологии как для контроля визуальных признаков, так и для контроля на экспертном уровне являются субъективными, поскольку требуют участия человека, причем результат идентификации подлинности в значительной мере зависит от квалификации эксперта. В настоящее время актуальной задачей является разработка автоматизированных методов контроля подлинности банкнот. Технологии автоматизированного контроля подлинности банкнот существуют и широко используются. В этих технологиях используются магнитные краски, антистоксовские добавки (КИ2156491 (С1)) и т.п. К недостаткам таких методов автоматизированного контроля относятся широкое распространение и доступность технологий.All of the above technologies, both for controlling visual signs and for controlling at the expert level, are subjective, since they require the participation of a person, and the result of authentication is largely dependent on the qualification of the expert. Currently, the urgent task is to develop automated methods for controlling the authenticity of banknotes. Automated banknote authentication technologies exist and are widely used. These technologies use magnetic paints, anti-Stokes additives (KI2156491 (C1)), etc. The disadvantages of such automated control methods include the widespread availability of technology.

Задачей настоящего изобретения является создание способа и устройства, позволяющих обеспечить автоматизированный контроль оптических защитных меток на банкнотах. Основные требования, предъявляемые к технологиям автоматизированного контроля подлинности оптических защитных меток, можно сформулировать следующим образом:The objective of the present invention is to provide a method and device that allows for automated control of optical security labels on banknotes. The basic requirements for automated authentication technologies for optical security tags can be formulated as follows:

1) оптические защитные элементы должны быть надежно защищены от подделок;1) optical protective elements must be reliably protected from fakes;

2) способ и устройство автоматизированного контроля должны обеспечивать высокую вероятность правильной идентификации - не хуже одной ошибки на 1000 банкнот;2) the method and device of automated control should provide a high probability of correct identification - no worse than one error per 1000 banknotes;

3) устройства автоматизированного контроля должны быть компактными, дешевыми и надежными в эксплуатации.3) automated control devices should be compact, cheap and reliable in operation.

Важнейшим из перечисленных требований является надежная защита оптических элементов от подделки. Если оптический элемент можно подделать или имитировать, то автоматизированный контроль теряет свой смысл.The most important of these requirements is reliable protection of optical elements from counterfeiting. If an optical element can be faked or simulated, then automated control loses its meaning.

Прорывной технологией в области защиты банкнот, пластиковых карт, ценных бумаг, акцизных марок, брендов являются нанооптические защитные технологии, в которых для изготовления оригинала оптических защитных элементов используется электронно-лучевая литография. Эта технология принципиально отличается от голографической. Нанооптические технологии не являются распространенными. Технология синтеза нанооптических защитных меток является наукоемкой. Оборудование для электронно-лучевой литографии, используемое для изготовления оригиналов, стоит в сотни раз выше соответствующего голографического оборудования. Уникальность нанооптических технологий заключается в том, что для массового тиражирования вполне подходят технологии массового тиражирования и оборудование, используемые в голографических технологиях. Именно эта технология - технология синтеза нанооптических защитных элементов - используется в настоящем изобретении.A breakthrough technology in the field of protection of banknotes, plastic cards, securities, excise stamps, brands are nano-optical security technologies, in which electron beam lithography is used to produce the original optical security elements. This technology is fundamentally different from holographic. Nano-optical technologies are not common. The technology for the synthesis of nano-optical security labels is high technology. The equipment for electron beam lithography used for the manufacture of originals is hundreds of times higher than the corresponding holographic equipment. The uniqueness of nano-optical technologies lies in the fact that mass replication technologies and equipment used in holographic technologies are quite suitable for mass replication. It is this technology — the synthesis technology of nano-optical security elements — that is used in the present invention.

Близким по совокупности признаков к заявляемому изобретению является патент Способ защиты и идентификации оптических защитных меток (варианты) и устройство для его осуществления (ЕА201100415 (А1)). В этом патенте предложен способ защиты и идентификации оптических защитных меток, заключающийся в том, что в защитные метки включают фрагменты плоского оптического элемента с асимметричным микрорельефом, который при освещении его лазерным излучением формирует в фокальной плоскости, параллельной плоскости защитной метки, асимметричное изображение, состоящее из N кольцевых секторов, расположенных на окружностях с центром в нулевом порядке дифракции. В устройстве автоматизированного контроля используется кольцевой блок детекторов - фотоприемников, в котором детекторы располагаются вплотную друг к другу. Электронный блок детектирования регистрирует изображение, полученное в отраженном от оптической защитной метки лазерном свете, и формирует признак контроля. Признак контроля представляет собой последовательность угловых расстояний между фрагментами изображения (угловые сектора) на кольце детекторов. Процедура контроля инвариантна относительно поворота прибора или оптической метки на любой угол от 0 до 360°. Патент ориен- 1 028631 тирован на ручной контроль, в котором угол поворота прибора относительно оптической метки может быть любым. Для изготовления оптических защитных элементов используется электронно-лучевая литография.Closely related to the totality of the features of the claimed invention is a patent. The method of protection and identification of optical security labels (options) and a device for its implementation (EA201100415 (A1)). This patent proposes a method for protecting and identifying optical security labels, which consists in the fact that the security labels include fragments of a planar optical element with an asymmetric microrelief, which when illuminated by laser radiation forms an asymmetric image in the focal plane parallel to the plane of the security label, consisting of N ring sectors located on circles centered in the zeroth diffraction order. The automated control device uses an annular block of detectors - photodetectors, in which the detectors are located close to each other. The electronic detecting unit registers the image obtained in the laser light reflected from the optical protective mark, and forms a sign of control. The control sign is a sequence of angular distances between image fragments (angular sectors) on the ring of detectors. The control procedure is invariant with respect to the rotation of the device or optical mark at any angle from 0 to 360 °. Patent 1 028631 focuses on manual control, in which the angle of rotation of the device relative to the optical mark can be any. For the manufacture of optical protective elements, electron beam lithography is used.

Наиболее близким по совокупности признаков (прототип) к заявляемому изобретению является патент (заявка № 2012156308/05(089029)) Способ защиты и идентификации оптических защитных меток на банкнотах (варианты) и устройство для его осуществления (получено решение о выдаче патента). Патент ориентирован на использование счетно-сортировальных машин для автоматизированного контроля подлинности банкнот. Счетно-сортировальные машины являются сложными устройствами, спецификой которых является высокая скорость прохождения банкнот, вплоть до 10 м/с. При таких скоростях допустимые повороты банкноты в тракте находятся в пределах 10°, поэтому технические решения, заложенные в патент, предусматривали необходимость разработки способа и устройств автоматизированного контроля, инвариантных относительно поворота в указанных пределах.The closest in combination of features (prototype) to the claimed invention is a patent (application No. 2012156308/05 (089029)) A method for the protection and identification of optical security labels on banknotes (options) and a device for its implementation (a decision was issued to grant a patent). The patent is focused on the use of counting and sorting machines for automated banknote authentication. Counting and sorting machines are complex devices, the specifics of which is the high speed of passing banknotes, up to 10 m / s. At such speeds, the permissible turns of the banknote in the path are within 10 °, therefore, the technical solutions incorporated in the patent provided for the need to develop a method and devices for automated control that are invariant with respect to rotation within the specified limits.

Поставленная в прототипе задача решается тем, что в прототипе предложен способ контроля подлинности оптических защитных меток на банкнотах, включающий в себя синтез плоского оптического элемента, в котором при освещении защитной метки лазерным лучом, перпендикулярным плоскости банкноты, формируется асимметричное изображение, представляющее собой три отрезка, параллельных направлению движения банкноты в тракте счетно-сортировального устройства, а контролируемым признаком для идентификации служат расстояния от каждого из отрезков до луча лазера.The task of the prototype is solved by the fact that the prototype proposes a method for authenticating optical security labels on banknotes, which includes the synthesis of a flat optical element, in which when the security label is illuminated with a laser beam perpendicular to the banknote plane, an asymmetric image is formed, which consists of three segments, parallel to the direction of movement of the banknote in the path of the counting and sorting device, and the controlled sign for identification is the distance from each of the segments d a laser beam.

В качестве варианта устройства в прототипе предлагается устройство для контроля подлинности оптических защитных меток на банкнотных нитях, состоящее из лазерного диода, излучающего лазерный луч перпендикулярно плоскости банкноты, системы детектирования, которая состоит из двух или четырех линеек фотодиодов, при этом три отрезка изображения пересекают линейки фотодиодов, а также электронного блока, осуществляющего автоматизированный контроль подлинности.As a variant of the device, the prototype proposes a device for authenticating optical security labels on banknote filaments, consisting of a laser diode emitting a laser beam perpendicular to the plane of the banknote, a detection system that consists of two or four lines of photodiodes, while three segments of the image intersect the line of photodiodes , as well as an electronic unit that performs automated authentication.

Принципиальным моментом в прототипе является подача банкнот в тракте счетно-сортировальной машины в направлении, перпендикулярном банкнотной нити. Оптическая схема устройства в этом случае при движении банкноты в тракте счетно-сортировальной машины обеспечивает сканирование оптической защитной метки перпендикулярно банкнотной нити. При этом на подлинность контролируется лишь небольшой фрагмент защитной нити.The fundamental point in the prototype is the supply of banknotes in the path of the counting and sorting machine in the direction perpendicular to the banknote thread. The optical scheme of the device in this case, when the banknote moves in the path of the counting and sorting machine, scans the optical security mark perpendicular to the banknote thread. At the same time, only a small fragment of the security thread is controlled for authenticity.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа и устройства автоматизированного контроля подлинности оптических защитных меток в устройствах, в трактах которых движение банкноты осуществляется вдоль банкнотной нити. К таким устройствам относятся, в первую очередь, купюроприемники. Настоящий способ и устройство для контроля подлинности банкнот обеспечивает сканирование оптической защитной метки вдоль банкнотной нити. Этот момент с точки зрения защиты от подделки является принципиальным, поскольку в заявляемом изобретении обеспечивается контроль подлинности оптической защитной метки на всех видимых фрагментах банкнотной нити, что позволяет полностью исключить использование фрагментов банкнотной нити с подлинной банкноты для изготовления нескольких подделок, ориентированных на использование в купюроприемниках. Как и в прототипе, в качестве технологии синтеза оптического защитного элемента в заявляемом изобретении используется электроннолучевая технология, наукоемкость которой в совокупности с высокой стоимостью оборудования надежно защищает оптические элементы от подделок.The objective of the present invention is to develop a method and device for automated authentication of optical security tags in devices in the paths of which the movement of the banknote is carried out along the banknote thread. Such devices include, first of all, bill acceptors. The present method and apparatus for checking the authenticity of banknotes provides scanning of an optical security mark along a banknote thread. This point from the point of view of protection against counterfeiting is fundamental, since the claimed invention ensures the authenticity of the optical security mark on all visible fragments of a banknote thread, which completely eliminates the use of fragments of a banknote thread from a genuine banknote for the manufacture of several fakes oriented to use in bill acceptors. As in the prototype, as the synthesis technology of the optical security element in the claimed invention, electron beam technology is used, the high technology of which, together with the high cost of the equipment, reliably protects the optical elements from fakes.

Скорость подачи банкнот в купюроприемниках не является настолько высокой в сравнении со счетно-сортировальными машинами, однако важнейшей характеристикой разрабатываемых устройств автоматизированного контроля является их простота, компактность и невысокая стоимость при массовом изготовлении. Это требование является естественным, поскольку количество купюроприемников, используемых в банкоматах, торговых автоматах и т.д., в сотни раз превышает количество счетносортировальных машин. Как и в прототипе, к оптическим меткам предъявляются высокие требования по защищенности от подделки.The feed rate of banknotes in bill acceptors is not so high in comparison with counting and sorting machines, however, the most important characteristic of the developed automated control devices is their simplicity, compactness and low cost in mass production. This requirement is natural, since the number of bill acceptors used in ATMs, vending machines, etc., is hundreds of times greater than the number of counting and sorting machines. As in the prototype, optical tags are subject to high requirements for security against falsification.

Поставленная задача с обеспечением достижения указанного технического результата решается в настоящей заявке на изобретение тем, что предложен новый способ контроля подлинности банкноты с оптическими защитными метками на банкнотных нитях, совмещающий автоматизированный и визуальный контроль. Для обеспечения автоматизированного контроля осуществляют сканирование лазерным лучом, перпендикулярным плоскости банкноты, вдоль всей банкнотной нити. При этом в фокальной плоскости, параллельной плоскости банкноты, формируется асимметричное относительно нулевого порядка дифракции изображение, представляющее собой η однородных круглых областей одинаковой яркости с центрами в заданных точках (х1, у1), ΐ=1...η. Для идентификации подлинности банкноты измеряют освещенность на 2η фотодетекторах, расположенных в фокальной плоскости. Признаком подлинности банкноты является наличие освещенности на фотодетекторах в точках (х;, у;), ΐ=1...η, и отсутствие освещенности на фотодетекторах в точках (-хг,-уО, ΐ=1...η. Визуальный контроль осуществляют при освещении банкноты белым светом.The task with the achievement of the specified technical result is solved in the present application for the invention by the fact that a new method for checking the authenticity of banknotes with optical security tags on banknotes is proposed, combining automated and visual control. To ensure automated control, a laser beam is scanned perpendicular to the plane of the banknote along the entire banknote thread. In this case, in the focal plane parallel to the banknote plane, an asymmetric image with respect to the zero diffraction order is formed, representing η homogeneous circular regions of the same brightness with centers at given points (x 1 , y 1 ), ΐ = 1 ... η. To identify the authenticity of the banknote, the illumination is measured on 2η photodetectors located in the focal plane. A sign of authenticity of a banknote is the presence of illumination on photodetectors at points (x ;, y;), ΐ = 1 ... η, and the lack of illumination on photodetectors at points (-xg, -yO, ΐ = 1 ... η. Visual control carried out by lighting the banknote with white light.

В настоящей заявке на изобретение предложено устройство для автоматизированного контроля подлинности банкноты, содержащее оптический блок детектирования изображений, устройство позиционирования оптического блока на оси банкнотной нити, включающее в себя два фотоприемника, ис- 2 028631 точник света и привод позиционирования, и электронный блок, включающий в себя АЦП и микроконтроллер, осуществляющий управление устройством позиционирования и принимающий решение о подлинности контролируемой банкноты. Оптический блок детектирования изображений включает в себя лазерный диод, расположенный перпендикулярно плоскости банкноты, и модуль детектирования, состоящий из 2п детекторов - фотоприемников, расположенных в фокальной плоскости. В каждой ί-й паре детекторов, 1=1...п, фотоприемники располагаются попарно симметрично относительно нулевого порядка дифракции в точках (х1, у1) и (-х1, -у1), 1=1...п.The present invention proposes a device for automated verification of banknote authenticity, comprising an optical image detection unit, an optical unit positioning device on the axis of a banknote filament, including two photodetectors, a light source and a positioning drive, and an electronic unit including ADC itself and a microcontroller that controls the positioning device and decides on the authenticity of the controlled banknote. The optical block for detecting images includes a laser diode located perpendicular to the plane of the banknote, and a detection module, consisting of 2n detectors - photodetectors located in the focal plane. In each ίth pair of detectors, 1 = 1 ... n, the photodetectors are arranged pairwise symmetrically with respect to the zero diffraction order at the points (x 1 , y 1 ) and (-x 1 , -y 1 ), 1 = 1 ... P.

В заявляемом изобретении для формирования изображений, визуализируемых с помощью лазерного излучения, предлагается использовать многоградационные СЬК (Соуей Ьакег КеабаЫе) изображения, формируемые оптическими метками, имеющими асимметричный микрорельеф. Такие оптические элементы формируют асимметричные относительно нулевого порядка дифракции изображения. Изображения состоят из п однородных областей одинаковой яркости. Центр каждой светящейся области изображения (х11), 1=1...п, совпадает с центром одного из детекторов. Детекторы в устройстве автоматизированного контроля расположены парами. В каждой ί-й паре, 1=1...п, детекторы располагаются симметрично относительно нулевого порядка дифракции в точках с координатами (х1, у1) и (-х1, -у1) на расстоянии г1, от нулевого порядка. Изображение является симметричным, если для любой точки (х, у), принадлежащей изображению, точка (-х, -у) также принадлежит изображению. В заявке на патент используются только асимметричные изображения. Расположение детекторов парами позволяет легко контролировать симметричность или асимметричность изображения. Контролируемым признаком подлинности банкноты при автоматизированном контроле является наличие освещенности на фотодетекторах в точках (х1, у1), ί=1...η (которые являются центрами однородных ярких областей формируемого изображения) и отсутствие освещенности на фотодетекторах в точках (-хг,-уО, ί=1...ηIn the claimed invention, for the formation of images visualized by laser radiation, it is proposed to use multi-gradation CK (Sawey Lackega Keabe) images formed by optical marks having an asymmetric microrelief. Such optical elements form an image asymmetric with respect to the zeroth diffraction order. Images consist of n uniform regions of equal brightness. The center of each luminous region of the image (x 1 , y 1 ), 1 = 1 ... n, coincides with the center of one of the detectors. The detectors in the automated control device are arranged in pairs. In each ί-th pair, 1 = 1 ... n, the detectors are located symmetrically with respect to the zero diffraction order at points with coordinates (x 1 , y 1 ) and (-x 1 , -y 1 ) at a distance of r 1 , from zero order. An image is symmetric if, for any point (x, y) belonging to the image, the point (s, y) also belongs to the image. Only asymmetric images are used in a patent application. The arrangement of detectors in pairs makes it easy to control the symmetry or asymmetry of the image. A controlled sign of banknote authenticity in automated control is the presence of illumination on photodetectors at points (x 1 , y 1 ), ί = 1 ... η (which are the centers of uniform bright areas of the generated image) and the lack of illumination on photo detectors at points (-hg, -yO, ί = 1 ... η

Использование асимметричного микрорельефа для формирования СЬК-изображений позволяет надежно защитить оптические защитные метки от подделок. Для формирования микрорельефа оптических защитных меток предлагается использовать электроннолучевую литографию. Среди сотен компаний, работающих в области защитных технологий, всего несколько имеют установки для электронно-лучевой литографии. Стоимость таких устройств очень велика. Их использование требует специальных помещений и высокой квалификации персонала. Технология изготовления многоградационных СЬКизображений, используемых в заявляемом изобретении, наукоемка. Все это обеспечивает высокую защищенность предлагаемого способа от подделки.The use of an asymmetric microrelief for the formation of CK images allows one to reliably protect optical security marks from fakes. It is proposed to use electron beam lithography to form the microrelief of optical protective marks. Among hundreds of companies working in the field of protective technologies, only a few have installations for electron beam lithography. The cost of such devices is very high. Their use requires special facilities and highly qualified personnel. The manufacturing technology of multi-gradation CK images used in the claimed invention is high technology. All this provides high security of the proposed method from a fake.

Формирование изображений для автоматизированного контроля осуществляется с помощью многоградационных киноформов. Киноформ как оптический элемент был представлен в работе (Ь.В. Ьекет, Р.М. НйксЬ, ТА. 1г. 1огбап. ТЬе киюГогт: а пей \уауеГгоп1 гесопкйисйоп Ьеу1ее. 1ВМ 1. Кек. Эеу.. 13 (1969), 105-155). Многоградационный киноформ - это тонкий фазовый синтезированный оптический элемент. Многоградационный киноформ формирует заданное изображение, но в отличие от тонких голограмм, записанных путем регистрации интерференционной картины, многоградационный киноформ формирует на заданной длине волны только одно изображение, и при этом весь падающий на него свет дифрагирует в один порядок дифракции. Таким образом, многоградационный киноформ имеет максимальную теоретическую эффективность при формировании произвольных изображений. В отличие от объемных фазовых голограмм, обладающих также 100%-ной дифракционной эффективностью, многоградационный киноформ допускает массовое тиражирование с оригинала, при этом энергетическая эффективность тиражных копий также близка к 100%.Image formation for automated control is carried out using multi-gradation kinoforms. Kinoform as an optical element was presented in the work (L.V. Leket, R.M. Nyks, TA. 1d. 1Gbap. Tie kiyogogt: but Pei \ uyeGgop1 gesopkyisyop Lue1. 1BM 1. Kek. Eee .. 13 (1969), 105-155). Multi-gradation kinoform is a thin phase synthesized optical element. Multi-gradation kinoform forms a given image, but unlike thin holograms recorded by registering an interference pattern, multi-gradation kinoform generates only one image at a given wavelength, and all the light incident on it diffracts by one diffraction order. Thus, multi-gradation kinoform has maximum theoretical efficiency in the formation of arbitrary images. Unlike volume phase holograms, which also have 100% diffraction efficiency, multi-gradation kinoforms can be mass-replicated from the original, while the energy efficiency of printed copies is also close to 100%.

Существующие алгоритмы позволяют рассчитать микрорельеф дифракционного оптического элемента - многоградационного киноформа, если заданы геометрические параметры, характеристики источников света, и задано изображение, которое необходимо сформировать в фокальной плоскости (А.У. ОопсЬагкку, А.А. ОопсЬагкку. СотрШег Орйск & СотрШег Но1одгарЬу. Моксо\у Цтуегейу Ргекк, 2004).Existing algorithms make it possible to calculate the microrelief of a diffractive optical element - a multi-gradation kinoform, if geometric parameters, characteristics of light sources are specified, and an image that needs to be formed in the focal plane is specified (A.U. Oopskyagkka, A.A. Mokso \ u Tstuegeyu Rgekk, 2004).

Задача расчета и изготовления микрорельефа оптических элементов, формирующих скрытое изображение, является наукоемкой. Точность расчета и изготовления микрорельефа должна составлять порядка 20 нм (Гончарский А.А. Об одной задаче синтеза нанооптических элементов// Вычислительные методы и программирование, т. 9, 2008, с. 405-408). Использованные в заявляемом изобретении оптические элементы для формирования многоградационных СЬК-изображений имеют асимметричный микрорельеф и обеспечивают высокую защищенность оптических защитных меток от подделки.The task of calculating and manufacturing the microrelief of optical elements forming a latent image is knowledge-intensive. The accuracy of the calculation and manufacture of the microrelief should be about 20 nm (A. Goncharsky, On one problem of the synthesis of nano-optical elements // Computational Methods and Programming, vol. 9, 2008, pp. 405-408). Used in the claimed invention, the optical elements for the formation of multi-gradation CK images have an asymmetric microrelief and provide high security of the optical security tags from counterfeiting.

Формирование визуальных изображений, видимых наблюдателю в белом свете, осуществляется с помощью фрагментов дифракционных решеток, частично или полностью заполняющих область оптической метки, не заполненную киноформом.The formation of visual images visible to the observer in white light is carried out using fragments of diffraction gratings that partially or completely fill the region of the optical mark that is not filled with the kinoform.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 приведен фрагмент увеличенного изображения области оптической защитной метки на банкнотной нити; на фиг. 2 приведен пример асимметричного изображения для автоматизированного контроля подлинности, формируемого многоградационным киноформом; на фиг. 3 приведен пример фрагмента микрорельефа многоградационного киноформа; на фиг. 4а приведен пример расположения детекторов в фокальной плоскости; на фиг. 4б приведен пример условной нумерации детекторов; на фиг. 5 приведен профиль асимметричного микрорельефа многоградационного киноформа; на фиг. 6 приведена оптическая схема формированияThe invention is illustrated by graphic materials, where in FIG. 1 is a fragment of an enlarged image of an optical security mark region on a banknote; in FIG. 2 shows an example of an asymmetric image for automated authentication generated by multi-gradation kinoform; in FIG. 3 shows an example of a fragment of the microrelief of a multi-gradation kinoform; in FIG. 4a shows an example of the location of detectors in the focal plane; in FIG. 4b shows an example of conditional numbering of detectors; in FIG. 5 shows a profile of an asymmetric microrelief of a multi-gradation kinoform; in FIG. 6 shows the optical formation scheme

- 3 028631 асимметричного изображения; на фиг. 7 приведен увеличенный фрагмент области оптического элемента, освещенного лучом лазера; на фиг. 8 показана схема наблюдения визуальных изображений; на фиг. 9 приведен вариант двухцветного 20-изображения, формируемого дифракционными решетками при освещении защитной метки белым светом; фиг. 10-12 иллюстрируют работу устройства позиционирования оптического блока детектирования изображений на оси банкнотной нити.- 3,028,631 asymmetric images; in FIG. 7 shows an enlarged fragment of a region of an optical element illuminated by a laser beam; in FIG. 8 shows a visual image observation circuit; in FIG. 9 shows a variant of a two-color 20-image formed by diffraction gratings when the protective mark is illuminated with white light; FIG. 10-12 illustrate the operation of the positioning device of the optical image detection unit on the axis of the banknote.

На фиг. 1 приведен фрагмент увеличенного изображения области оптической защитной метки. Цифрой 1 обозначены элементарные области Рг содержащие киноформ, формирующий при освещении оптической защитной метки лазерным излучением изображение для автоматизированного контроля. Цифрой 2 обозначены фрагменты дифракционных решеток. На фиг. 2 приведен пример асимметричного изображения для автоматизированного контроля подлинности. Изображение состоит из трех областей равномерной яркости с центрами в точках (х1, у;), 1=1...3. Однородные области обозначены на чертеже цифрой 3. На фиг. 3 приведен фрагмент многоградационного киноформа в элементарной области Κ), формирующего изображение, представленное на фиг. 2. Глубина микрорельефа в каждой точке фрагмента киноформа, показанного на фиг. 3, пропорциональна потемнению в этой точке.In FIG. 1 shows a fragment of an enlarged image of the area of the optical security label. The number 1 denotes elementary regions of R g containing kinoforms, which forms an image for automated control when the optical protective mark is illuminated with laser radiation. Numeral 2 denotes fragments of diffraction gratings. In FIG. Figure 2 shows an example of an asymmetric image for automated authentication. The image consists of three areas of uniform brightness with the centers at the points (x 1 , y;), 1 = 1 ... 3. Homogeneous regions are indicated by 3 in the drawing. In FIG. 3 shows a fragment of a multi-gradation kinoform in the elementary region Κ) forming the image shown in FIG. 2. The depth of the microrelief at each point of the fragment of the kinoform shown in FIG. 3 is proportional to the darkening at this point.

На фиг. 4а приведен пример расположения детекторов в фокальной плоскости. Детекторы, обозначенные цифрой 4, располагаются парами. В каждой ί-й паре детекторы располагаются симметрично на расстоянии г1 от нулевого порядка дифракции. Центры детекторов на фиг. 4а расположены в точках (х1, у1) и (-х1,-у1), 1=1...3. На фиг. 4б приведен пример условной нумерации детекторов. На фиг. 5 показан пример профиля асимметричного микрорельефа многоградационного киноформа, сформированного в элементарных областях Рг принадлежащих области оптической защитной метки. Именно асимметричность микрорельефа является признаком, обеспечивающим решение одной из поставленных задач обеспечение надежной защиты оптических защитных меток от подделки. На фиг. 6 приведена оптическая схема формирования асимметричного изображения, показанного на фиг. 2. В схеме лазерный луч 5, перпендикулярный плоскости оптической защитной метки 6, которая находится на поверхности банкноты 7, после отражения от оптической защитной метки приобретает диаграмму направленности 8, формируя в фокальной плоскости 9, параллельной плоскости оптической защитной метки, изображение, например, в виде трех однородных областей одинаковой яркости (см. фиг. 2). На фиг. 7 приведен увеличенный фрагмент области оптического элемента, освещенного лучом лазера. При освещении лазерным лучом 5, перпендикулярным плоскости оптической защитной метки, киноформ, расположенный в элементарных областях Рг попадающих в сечение лазерного луча, формирует в фокальной плоскости 9, параллельной плоскости оптической защитной метки, асимметричное изображение для автоматизированного контроля. На фиг. 8 приведена схема наблюдения визуального изображения. Оптическая защитная метка 6 освещается источником белого света 10 и формирует визуальное изображение, которое видит наблюдатель 11. На фиг. 9 приведен вариант двухцветного 2О-изображения, формируемого дифракционными решетками, расположенными в области оптической защитной метки. На фиг. 10 приведена оптическая схема устройства позиционирования. Источник света обозначен цифрой 12. Детекторы 13 и источник света располагаются по разные стороны от банкноты. Пятно засветки на банкноте обозначено цифрой 14. Принцип действия устройства позиционирования иллюстрируется фиг. 11 и 12. При нормальном позиционировании банкноты источник света засвечивает оба детектора (фиг. 11). При смещении оси банкнотной нити один из детекторов перекрывается, как показано на фиг. 12. Микроконтроллер электронного блока вырабатывает команду на привод позиционирования, который обеспечивает точное совмещение оси оптического блока детектирования изображений и оси банкнотной нити.In FIG. 4a shows an example of the location of the detectors in the focal plane. The detectors, indicated by the number 4, are arranged in pairs. In each ίth pair, the detectors are located symmetrically at a distance of r 1 from the zero diffraction order. The centers of the detectors in FIG. 4a are located at points (x 1 , y 1 ) and (-x 1 , y 1 ), 1 = 1 ... 3. In FIG. 4b shows an example of conditional numbering of detectors. In FIG. 5 shows an example of an asymmetric microrelief profile of a multi-gradation kinoform formed in the elementary regions P g belonging to the region of the optical security mark. It is the asymmetry of the microrelief that is a sign that provides a solution to one of the set tasks, ensuring reliable protection of the optical protective marks from counterfeiting. In FIG. 6 is an optical diagram of the asymmetric image formation shown in FIG. 2. In the scheme, the laser beam 5, perpendicular to the plane of the optical security mark 6, which is located on the surface of the banknote 7, after reflection from the optical security mark acquires a radiation pattern 8, forming in the focal plane 9 parallel to the plane of the optical security mark, an image, for example, in in the form of three homogeneous regions of the same brightness (see Fig. 2). In FIG. 7 is an enlarged fragment of a region of an optical element illuminated by a laser beam. When illuminated with a laser beam 5 perpendicular to the plane of the optical security label, the kinoform located in the elementary regions P g falling into the cross section of the laser beam forms an asymmetric image in the focal plane 9 parallel to the plane of the optical security label for automated control. In FIG. 8 shows a visual image observation circuit. The optical security mark 6 is illuminated by a white light source 10 and forms a visual image that is seen by the observer 11. In FIG. Figure 9 shows a variant of a two-color 2O image formed by diffraction gratings located in the region of the optical security mark. In FIG. 10 is an optical diagram of a positioning device. The light source is indicated by the number 12. Detectors 13 and the light source are located on opposite sides of the banknote. The spot light on the banknote is indicated by the number 14. The principle of operation of the positioning device is illustrated in FIG. 11 and 12. During normal positioning of the banknote, the light source illuminates both detectors (Fig. 11). When the axis of the banknote is displaced, one of the detectors overlaps, as shown in FIG. 12. The microcontroller of the electronic unit generates a command for the positioning drive, which ensures the exact alignment of the axis of the optical image detection unit and the axis of the banknote.

Области Κ), формирующие изображения для автоматизированного контроля, имеют размеры меньше диаметра луча лазера. При освещении оптического защитного элемента в пятно лазера попадает не менее 5 элементарных областей Р,. Каждая из элементарных областей Ру, _)=1...т при освещении лазерным лучом, перпендикулярным плоскости оптической защитной метки, формирует в фокальной плоскости, параллельной плоскости оптической защитной метки, одно и то же изображение. В способе, представленном в изобретении, для обеспечения автоматизированного контроля подлинности лазерный луч при перемещении банкноты в тракте купюроприемника сканирует оптическую защитную метку вдоль банкнотной нити.Areas Κ), forming images for automated control, are smaller than the diameter of the laser beam. When illuminating an optical protective element, at least 5 elementary regions P, get into the laser spot. Each of the elementary regions P y _) = 1 ... at a laser beam light, the plane perpendicular to the optical security mark, forms a focal plane parallel to the plane of the optical watermark, the same image. In the method presented in the invention, to ensure automated authentication, the laser beam scans the optical security mark along the banknote thread while moving the banknote in the bill acceptor path.

Визуальное изображение формируется дифракционными решетками. Размер элементарных областей Рг _)=1...т, не превосходит 50 мкм - предел визуального разрешения человеческого глаза. Наблюдатель не может видеть структуру разбиения микрооптической системы на элементарные области Р,. Поэтому, если, например, фрагменты дифракционных решеток заполняют всю оставшуюся часть защитной метки, наблюдатель при освещении метки белым светом будет видеть визуальное изображение на всей области защитной метки.The visual image is formed by diffraction gratings. The size of the elementary regions P g _) = 1 ... t, does not exceed 50 microns - the limit of the visual resolution of the human eye. The observer cannot see the structure of the partition of the micro-optical system into elementary regions P ,. Therefore, if, for example, fragments of diffraction gratings fill the rest of the protective mark, the observer will see a visual image over the entire area of the protective mark when the mark is illuminated with white light.

Для формирования микрорельефа оптических защитных меток в заявляемом изобретении используется технология, заимствованная из микроэлектроники. Такой технологией является электронно-лучевая литография, которая позволяет решать задачи синтеза плоских оптических элементов для формирования как визуальных, так и СГР-изображений. Именно асимметричные СГР-изображения являются предпочтительными для гарантии высокой защищенности предложенной технологии от подделки. Асимметричные СГР-изображения невозможно подделать или имитировать с помощью стандартных голографиче- 4 028631 ских технологий.For the formation of the microrelief of optical protective marks in the claimed invention uses technology borrowed from microelectronics. Such technology is electron beam lithography, which allows us to solve the problems of synthesis of planar optical elements for the formation of both visual and SGR images. It is asymmetric SGR images that are preferable to guarantee high security of the proposed technology from forgery. Asymmetric CGR images cannot be faked or imitated using standard holographic techniques.

Для массового тиражирования защитных элементов может быть использована стандартная технология массового тиражирования оптических защитных элементов. Элементы этой технологии (мультипликация, прокатка, нанесение клеевых покрытий и т. п.) позволяют поддерживать на всех ее этапах необходимую точность воспроизведения микрорельефа (А.У. Оопсйаткку, А.А. Оопсйаткку. СотрШег ОрДс8 & СотрШег Но1одгарйу. Мо5со\у ишусгЫу Рте88, 20 04).For mass replication of security elements, the standard technology of mass replication of optical security elements can be used. Elements of this technology (animation, rolling, applying adhesive coatings, etc.) make it possible to maintain the necessary accuracy of microrelief reproduction at all its stages (A.U. Oopsyatkku, A.A. Pte88, 20 04).

Особенностью применения заявляемого в изобретении способа является то, что предполагается его использование в системах с автоматической подачей защищаемого объекта в определенной постоянной ориентации относительно системы контроля. Примерами таких систем контроля могут служить приемники банкнот, пластиковых карт и т.п.A feature of the application of the method claimed in the invention is that it is intended to be used in systems with automatic feeding of the protected object in a certain constant orientation relative to the control system. Examples of such control systems are receivers of banknotes, plastic cards, etc.

В отличие от устройства, заявленного в прототипе, в заявляемом изобретении для регистрации СЬК-изображений используется блок детекторов, состоящий из пар фотодиодов или фототранзисторов, расположенных на расстоянии друг от друга. Количество детекторов в заявляемом изобретении меньше, чем в прототипе, что упрощает систему детектирования, увеличивает ее надежность, быстродействие. Более простая по сравнению с прототипом система детектирования позволяет использовать простые алгоритмы идентификации, основанные на сравнении сформированного в фокальной плоскости изображения с заданным эталонным изображением. Эталонное изображение состоит из однородных областей, при этом центр каждой из областей совпадает с одним из детекторов. На каждом из детекторов формируется логическая единица, если фрагмент изображения засвечивает детектор, и логический ноль в противном случае. Контролируемым признаком является бинарный код (αμ.. α), состоящий из 2п элементов, принимающих значения либо 0, либо 1. Например, для изображения, приведенного на фиг. 2 и системы детектирования, состоящей из 6 детекторов, пронумерованных так, как показано на фиг. 4б, контролируемым признаком является бинарный код 101010. Использование более простой системы детектирования позволяет уменьшить цену устройств контроля, что является особенно важным при изготовлении больших партий устройств. С точки зрения защищенности от подделок, используемый в настоящей заявке на изобретение вариант асимметричного СЬК-изображения ничем не уступает варианту, который используется в прототипе.Unlike the device claimed in the prototype, the claimed invention uses a block of detectors consisting of pairs of photodiodes or phototransistors located at a distance from each other for recording CK images. The number of detectors in the claimed invention is less than in the prototype, which simplifies the detection system, increases its reliability, speed. A simpler detection system compared to the prototype allows the use of simple identification algorithms based on a comparison of an image formed in the focal plane with a given reference image. The reference image consists of homogeneous regions, with the center of each region coinciding with one of the detectors. On each of the detectors, a logical unit is formed if a fragment of the image illuminates the detector, and a logical zero otherwise. A controlled feature is a binary code (α μ .. α ), consisting of 2n elements that take values either 0 or 1. For example, for the image shown in FIG. 2 and a detection system consisting of 6 detectors, numbered as shown in FIG. 4b, the controlled feature is binary code 101010. Using a simpler detection system allows the price of control devices to be reduced, which is especially important in the manufacture of large batches of devices. From the point of view of security against fakes, the version of the asymmetric CSC image used in this application for the invention is in no way inferior to the version used in the prototype.

Основными отличиями заявляемого изобретения от прототипа является следующее.The main differences of the claimed invention from the prototype is the following.

1. Принципиальным моментом заявляемого изобретения является то, что для обеспечения автоматизированного контроля луч лазера при движении банкноты сканирует вдоль нити, а не поперек, как это делается в прототипе, причем защитная нить признается подлинной, если изображения, формируемые в фокальной плоскости в процессе лазерного сканирования каждой из видимых частей банкнотной нити, совпадают с эталонным изображением. В отличие от прототипа, при освещении оптической защитной метки лазерным излучением в фокальной плоскости формируется асимметричное изображение для автоматизированного контроля, представляющее собой равномерно засвеченные области, в центре каждой из которых располагается один из детекторов. Это позволяет осуществлять более простую по сравнению с прототипом процедуру идентификации подлинности. При этом асимметричность используемого СЬКизображения существенно снижает круг технологий, которые могут быть использованы для имитации или подделки оптических защитных меток, заявленных в настоящем изобретении. Например, асимметричные СЬК-изображения невозможно синтезировать с помощью оптических методов записи микрорельефа оригинала.1. The fundamental point of the claimed invention is that in order to provide automated control, the laser beam scans along the thread and not across, as is done in the prototype, while the security thread is recognized as genuine if the images formed in the focal plane during laser scanning each of the visible parts of the banknote thread, coincide with the reference image. Unlike the prototype, when an optical protective mark is illuminated by laser radiation in the focal plane, an asymmetric image is formed for automated control, which is uniformly illuminated areas, in the center of each of which is one of the detectors. This allows for a simpler authentication procedure than the prototype. In this case, the asymmetry of the used CK image significantly reduces the range of technologies that can be used to simulate or fake the optical security labels claimed in the present invention. For example, asymmetric CKB images cannot be synthesized using optical methods for recording the microrelief of the original.

2. В отличие от прототипа в заявляемом изобретении оптическая защитная метка для визуального и автоматизированного контроля представляет собой плоский оптический элемент с асимметричным микрорельефом, который содержит элементарные области К,, _)=1...т, размер которых не превосходит 50 мкм. Элементарные области К, расположены в области защитной оптической метки так, что в любом круге радиусом 300 мкм с центром, принадлежащим области оптической защитной метки, содержится не менее 5 элементарных областей К,. В каждой из областей К, сформированы киноформы, которые при освещении оптической защитной метки лазерным излучением формируют в фокальной плоскости, параллельной плоскости банкноты, двумерное асимметричное относительно нулевого порядка дифракции изображение, состоящее из однородных областей одинаковой яркости. Остальная часть оптической защитной метки полностью или частично заполнена дифракционными решетками. Размеры элементарных областей К, меньше разрешающей способности невооруженного глаза, поэтому визуальное изображение наблюдатель видит на всей области оптической защитной метки. Автоматизированный контроль можно осуществлять в любой точке оптической защитной метки.2. In contrast to the prototype in the claimed invention, the optical security label for visual and automated control is a flat optical element with an asymmetric microrelief that contains elementary regions K ,, _) = 1 ... t, the size of which does not exceed 50 microns. The elementary regions K are located in the region of the protective optical mark so that in any circle of radius 300 μm with a center belonging to the region of the optical protective mark there are at least 5 elementary regions K ,. In each region K, kinoforms are formed which, when illuminated by an optical protective mark with laser radiation, form in the focal plane parallel to the banknote plane a two-dimensional image asymmetric with respect to the zero diffraction order, consisting of uniform regions of the same brightness. The rest of the optical security mark is completely or partially filled with diffraction gratings. The dimensions of the elementary regions K are smaller than the resolution of the naked eye, so the observer sees a visual image on the entire area of the optical protective mark. Automated monitoring can be carried out at any point on the optical security tag.

3. Заявленное устройство отличается от прототипа наличием специального блока позиционирования, что вызвано необходимостью сканирования лазерным лучом вдоль оси нити на всем ее протяжении. В отличие от прототипа в заявляемом изобретении вместо дорогостоящих прецизионных линеек детекторов используются более простые и дешевые одиночные фотоприемники, что приводит к возможности использования более простых электронных устройств (АЦП, микроконтроллер), снижает энергопотребление, сокращает время принятия решения о подлинности оптической защитной метки, уменьшает цену устройства автоматизированного контроля подлинности банкнот. Фотоприемники располагаются парами на расстоянии г1 от луча лазера. Симметричность расположения детекторов в каждой паре от луча лазера3. The claimed device differs from the prototype in the presence of a special positioning unit, which is caused by the need to scan with a laser beam along the axis of the thread along its entire length. In contrast to the prototype, the claimed invention uses simpler and cheaper single photodetectors instead of expensive precision detector arrays, which leads to the possibility of using simpler electronic devices (ADCs, microcontrollers), reduces power consumption, reduces the time it takes to decide on the authenticity of an optical security tag, and reduces the price automated banknote authentication devices. Photodetectors are arranged in pairs at a distance of r 1 from the laser beam. Symmetric arrangement of the detectors in each pair from the laser beam

- 5 028631 позволяет надежно контролировать асимметричность формируемых СЬК-изображений. Детекторы не располагаются на окружности (фиг. 4), что позволяет формировать различные варианты СЬКизображений, варьируя расстояния г1 и число пар детекторов.- 5 028631 allows you to reliably control the asymmetry of the generated CSC images. The detectors are not located on a circle (Fig. 4), which allows one to form various variants of CKK images by varying the distances r 1 and the number of pairs of detectors.

Совокупность заявленных признаков обеспечивает достижение поставленного технического результата.The combination of the claimed features ensures the achievement of the technical result.

В качестве примеров реализации изобретения был изготовлен плоский оптический защитный элемент размером 6x20 мм. Элементарные области К занимали порядка 42% площади защитной метки и содержали фрагменты киноформа, формирующего изображение для автоматизированного контроля. Размер элементарных областей К, составлял менее 40 мкм. Изображение представлено на фиг. 2. Изображение состоит из трех ярких областей с центрами в точках (х1, у1), 1=1...3. Это изображение асимметрично и сформировано многоградационным киноформом, что повышает степень защищенности оптической защитной метки от подделки. В примере оставшаяся область оптической защитной метки, не занятая содержащими фрагменты киноформа областями К,, частично заполнена дифракционными решетками с периодами 0,4 и 0,5 мкм, занимающими 20% от общей площади оптической защитной метки. Дифракционные решетки формируют на всей области оптической защитной метки двухцветное изображение. На фиг. 9 черный цвет соответствует синему, а белый - красному. Малые периоды дифракционных решеток порядка 0,4-0,5 мкм позволяют наблюдать двухцветное изображение при больших углах дифракции. Глубина микрорельефа микрооптической системы составляет от 200 до 300 нм.As examples of the invention, a flat optical protective element of 6x20 mm in size was manufactured. The elementary regions of K occupied about 42% of the area of the protective mark and contained fragments of the kinoform that forms the image for automated control. The size of the elementary regions K was less than 40 microns. The image is shown in FIG. 2. The image consists of three bright areas with centers at the points (x 1 , y 1 ), 1 = 1 ... 3. This image is asymmetric and formed by a multi-gradation kinoform, which increases the degree of protection of the optical security mark from forgery. In the example, the remaining region of the optical security mark, not occupied by the K regions containing the kinoform fragments, is partially filled with diffraction gratings with periods of 0.4 and 0.5 μm, which occupy 20% of the total area of the optical security mark. Diffraction gratings form a two-color image over the entire area of the optical security mark. In FIG. 9 black corresponds to blue, and white to red. Small periods of diffraction gratings of the order of 0.4-0.5 μm make it possible to observe a two-color image at large diffraction angles. The microrelief depth of the micro-optical system is from 200 to 300 nm.

Для идентификации СЬК-изображений использовалось 3 пары детекторов, расположенных и пронумерованных так, как показано на фиг 4б. Контролируемым признаком для идентификации служит бинарный код 101010. Значение на детекторе, равное 1, означает, что детектор освещен, а значение, равное 0, означает, что освещение отсутствует. Таким образом, все детекторы, находящиеся в точках (х1, у;), 1=1...3, освещены, а детекторы, находящиеся в точках (-х;, -у;), 1=1...3, не освещены.To identify the CKB images, 3 pairs of detectors were used, arranged and numbered as shown in Fig. 4b. A controlled sign for identification is binary code 101010. A value of 1 on the detector means that the detector is illuminated, and a value of 0 means that there is no illumination. Thus, all detectors located at points (x 1 , y;), 1 = 1 ... 3, are illuminated, and detectors located at points (-x ;, -y;), 1 = 1 ... 3 are not lit.

Микрорельеф плоских оптических элементов записывался с помощью электроннолучевой литографии (электронный литограф Саг1 Ζβίδδ ΖΒΑ-21). С помощью электроннолучевой литографии был сформирован микрорельеф оптической защитной метки на пластине с электронным резистом. После металлизации пластины были изготовлены мастер-матрицы микрооптических систем с помощью гальванопластики. После стандартной голографической процедуры мультипликации были изготовлены мультиплицированные мастер-матрицы, с которых были изготовлены рабочие матрицы для прокатки. На стандартном оборудовании для прокатки фирмы 1ате8 ККсг была изготовлена голографическая фольга. Толщина голографической фольги составляла 23 мкм.The microrelief of planar optical elements was recorded using electron beam lithography (Cag1 Ζβίδδ ΖΒΑ-21 electronic lithograph). Using electron beam lithography, a microrelief of the optical protective mark was formed on a plate with an electronic resist. After metallization of the plate, master matrices of micro-optical systems were manufactured using electroplating. After the standard holographic animation procedure, multiplied master matrices were made, from which working matrices for rolling were made. Holographic foil was made on standard rolling equipment of 1ate8 KKSg. The thickness of the holographic foil was 23 μm.

Для автоматизированного контроля был изготовлен образец прибора автоматизированного контроля, включающий в себя электронный блок обработки сигналов на базе трех пар детекторов оптического излучения (фототранзисторов), аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и микроконтроллер. Процедура идентификации сводилась к сравнению сформированных электронным блоком сигналов от детекторов с эталонными сигналами и осуществлялась микроконтроллером, обеспечивающим также отображение результатов.For automated control, a sample of an automated control device was made, which includes an electronic signal processing unit based on three pairs of optical radiation detectors (phototransistors), an analog-to-digital converter (ADC), and a microcontroller. The identification procedure was reduced to comparing the signals generated by the electronic unit from the detectors with the reference signals and was carried out by a microcontroller, which also provided the display of results.

Изготовленный образец прибора автоматизированного контроля и образцы защитных меток показали высокую эффективность заявляемого в изобретении способа для формирования оптических защитных меток.The manufactured sample of the automated control device and samples of security labels showed the high efficiency of the inventive method for forming optical security labels.

Claims (2)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ контроля подлинности банкноты с оптическими защитными метками на банкнотных нитях, совмещающий автоматизированный и визуальный контроль, при котором для обеспечения автоматизированного контроля осуществляют сканирование лазерным лучом, перпендикулярным плоскости банкноты, вдоль всей банкнотной нити, при этом в фокальной плоскости, параллельной плоскости банкноты, формируется асимметричное относительно нулевого порядка дифракции изображение, представляющее собой η однородных круглых областей одинаковой яркости с центрами в заданных точках (х1, у1), ΐ=1...η, для идентификации подлинности банкноты измеряют освещенность на 2η фотодетекторах, расположенных в фокальной плоскости, причем признаком подлинности банкноты является наличие освещенности на фотодетекторах в точках (х1, у1), ΐ=1...η и отсутствие освещенности на фотодетекторах в точках (-х1, -у1), ΐ=1...η, визуальный контроль осуществляют при освещении банкноты белым светом.1. A method of verifying the authenticity of a banknote with optical security tags on banknote threads, combining automated and visual control, in which to ensure automated control, a laser beam is scanned perpendicular to the banknote plane along the entire banknote thread, while in a focal plane parallel to the banknote plane, an image asymmetric with respect to the zero diffraction order is formed, representing η homogeneous circular regions of equal brightness with centers and at given points (x 1 , y 1 ), ΐ = 1 ... η, to identify the authenticity of the banknote, the illumination is measured on 2η photodetectors located in the focal plane, and a sign of the authenticity of the banknote is the presence of illumination on the photodetectors at points (x 1 , 1 ), ΐ = 1 ... η and the lack of illumination on the photodetectors at points (-x 1 , -y 1 ), ΐ = 1 ... η, visual control is carried out when the banknote is illuminated with white light. 2. Устройство для автоматизированного контроля подлинности банкноты, содержащее оптический блок детектирования изображений, включающий в себя лазерный диод, располагаемый перпендикулярно плоскости банкноты, и модуль детектирования, состоящий из 2η фотодетекторов, расположенных в фокальной плоскости, в каждой ί-й паре детекторов, ΐ=1...η, фотодетекторы располагаются попарно симметрично относительно нулевого порядка дифракции в точках (х1, у;) и (-х1, -у1), ί=1...η, устройство позиционирования оптического блока детектирования на оси банкнотной нити, включающее в себя два фотоприемника, источник света и привод позиционирования, и электронный блок, включающий в себя АЦП и микроконтроллер, осуществляющий управление устройством позиционирования и принимающий решение о подлинности контролируемой банкноты.2. A device for automated verification of banknote authenticity, comprising an optical image detecting unit, including a laser diode located perpendicular to the banknote plane, and a detection module, consisting of 2η photodetectors located in the focal plane, in each ί-th pair of detectors, ΐ = 1 ... η, photodetectors are arranged in pairs symmetrically with respect to the zero diffraction order at points (x 1 , y;) and (-x 1 , -y 1 ), ί = 1 ... η, the positioning device of the optical detection unit on the axis is banknote strings, which includes two photodetectors, a light source and a positioning drive, and an electronic unit that includes an ADC and a microcontroller that controls the positioning device and decides on the authenticity of a controlled banknote.
EA201500091A 2014-11-17 2014-11-17 Method of automated control of the authenticity of optical protective marks on banknote threads and device for its implementation EA028631B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201500091A EA028631B1 (en) 2014-11-17 2014-11-17 Method of automated control of the authenticity of optical protective marks on banknote threads and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201500091A EA028631B1 (en) 2014-11-17 2014-11-17 Method of automated control of the authenticity of optical protective marks on banknote threads and device for its implementation

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EA201500091A2 EA201500091A2 (en) 2016-05-31
EA201500091A3 EA201500091A3 (en) 2016-07-29
EA028631B1 true EA028631B1 (en) 2017-12-29

Family

ID=56080159

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201500091A EA028631B1 (en) 2014-11-17 2014-11-17 Method of automated control of the authenticity of optical protective marks on banknote threads and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
EA (1) EA028631B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11788231B2 (en) 2019-06-24 2023-10-17 International Paper Company Paper substrates incorporating covert marking pigments, and processes for obtaining and using same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2208248C2 (en) * 1997-06-06 2003-07-10 Овд Кинеграм Аг Device for identifying optical diffraction labels
US20090072526A1 (en) * 2007-09-19 2009-03-19 Ovd Kinegram Ag Diffractive Security Element with Individualized Code
US20100045024A1 (en) * 2007-02-07 2010-02-25 Leonhard Kurz Stiftung & Co. Kg Security element for a security document and process for the production thereof
RU140180U1 (en) * 2013-08-01 2014-04-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Центр Компьютерной Голографии" MICRO-OPTICAL IMAGE FORMING SYSTEM FOR VISUAL AND INSTRUMENTAL CONTROL

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2208248C2 (en) * 1997-06-06 2003-07-10 Овд Кинеграм Аг Device for identifying optical diffraction labels
US20100045024A1 (en) * 2007-02-07 2010-02-25 Leonhard Kurz Stiftung & Co. Kg Security element for a security document and process for the production thereof
US20090072526A1 (en) * 2007-09-19 2009-03-19 Ovd Kinegram Ag Diffractive Security Element with Individualized Code
RU140180U1 (en) * 2013-08-01 2014-04-27 Общество С Ограниченной Ответственностью "Центр Компьютерной Голографии" MICRO-OPTICAL IMAGE FORMING SYSTEM FOR VISUAL AND INSTRUMENTAL CONTROL

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11788231B2 (en) 2019-06-24 2023-10-17 International Paper Company Paper substrates incorporating covert marking pigments, and processes for obtaining and using same

Also Published As

Publication number Publication date
EA201500091A2 (en) 2016-05-31
EA201500091A3 (en) 2016-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4094068B2 (en) Device for identifying optical diffraction marks
US9333797B2 (en) Information recording medium and method of reading information recording medium, and image detection apparatus
US8186573B2 (en) Method of marking a document or item; method and device for identifying the marked document or item; use of circular polarizing particles
CN104166845B (en) Random texture anti-counterfeiting method and recognizer
TWI455067B (en) Authenticity authentication object, authenticity authentication wafer reading device, authenticity identification method, and pattern reading method
TW201531958A (en) Method for authenticating a security element, and optically variable security element
US10388098B2 (en) Apparatus and method of processing anti-counterfeiting pattern, and apparatus and method of detecting anti-counterfeiting pattern
WO2011110185A1 (en) Micro-optical system for forming visual images
KR102003164B1 (en) Method of manufacturing an anti-counterfeit apparatus
US6425606B1 (en) Diffractive anti-counterfeiting tag with naked-eye inspection and machine inspection
EA028631B1 (en) Method of automated control of the authenticity of optical protective marks on banknote threads and device for its implementation
WO2017010460A1 (en) Counterfeiting prevention method and system
RU2514993C1 (en) Method of inspecting paper and apparatus therefor (versions)
JP3878594B2 (en) Authenticity identification system for figures
JP4774687B2 (en) Method and apparatus for verifying article including blazed grating and article
EA018419B1 (en) A metho for protecting and identifying optical protective marks (versions) and a device for its implemention
AU2017100679A4 (en) Optical security device and method
WO2012041126A1 (en) Anti-counterfeit method for random texture and recognizer therefor
EA029448B1 (en) Method for protection and identification of optical protective marks
ES2259519B2 (en) AUTHENTICATION SYSTEM BY CONCRETE SPECTRUM.
EA020989B1 (en) Microoptic system for forming images in transmitted and reflected light
JP2009087246A (en) True/false discriminating device for light diffracting structure and true/false discriminating method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM