Спосіб та пристрій для автентифікації документів та товарів

1. Спосіб визначення автентичності виробу, такого як захищений документ, цінний товар або упаковка, де виріб має на собі позначення, яке має залежний від кута зору спектр відбиття світла, де спосіб включає етапи а) освітлення позначення за допомогою принаймні першого джерела світла, яке має перші спектральні характеристики, б) збирання світла, відбитого позначенням принаймні під двома заданими різними кутами спостереження відносно площини позначення, і вимірювання його відповідної інтенсивності, в) освітлення позначення за допомогою принаймні другого джерела світла, яке має другі спектральні характеристики, г) збирання світла, відбитого позначенням принаймні під двома заданими різними кутами спостереження відносно площини позначення, і вимірювання його відповідної інтенсивності, е) порівняння виміряних значень інтенсивності з етапів б) та г) з попередньо збереженими відповідними еталонними значеннями відповідно до заданого алгоритму і одержання показника автентичності на основі результату порівняння по попередньо визначеному критерію прийняття рішень, який характеризується тим, що освітлення з етапів а) та в) є ширококутним освітленням з використанням параболоторичного фокона (СРС) . 2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що перший з принаймні двох попередньо заданих кутів спостереження вибирають між 0° та 45°, у кращому варіанті - між 0° та 35°, а другий з кутів спостереження вибирають між 45° та 90°, у кращому ва 2 (19) 1 3 87455 4 14. Пристрій для визначення автентичності виробу, такого як захищений документ, цінний товар або упаковка, що має на собі позначення, яке має залежний від кута зору спектр відбиття світла, де пристрій включає: принаймні два джерела світла, які мають різні спектральні характеристики, для послідовного освітлення позначення, принаймні два фотодетектори для збирання світла, відбитого позначенням принаймні під двома попередньо заданими різними кутами спостереження, і отримання електричного сигналу відповідно до інтенсивності зібраного світла, засоби аналогоцифрового перетворення, обробки, контролю та запам'ятовування для контролювання джерел світла, цифрування та зберігання значень відбитої інтенсивності, для порівняння значень інтенсивності з попередньо збереженими відповідними еталонними значеннями і для одержання показника автентичності на основі результату порівняння, всі засоби виконані з можливістю реалізації заданого алгоритму і попередньо встановленого критерію прийняття рішень, який відрізняється тим, що включає ширококутну освітлювальну оптику для спрямування світла від джерел світла на позначення, де ширококутна освітлювальна оптика є параболоторичним фоконом (СРС). 15. Пристрій за п.14, який відрізняється тим, що перший з принаймні двох попередньо заданих кутів спостереження вибирають між 0° та 45°, у кращому варіанті - між 0° та 35°, а другий з кутів спостереження вибирають між 45° та 90°, у кращому варіанті - між 50° та 80°, відносно нормалі до площини позначення. 16. Пристрій за п.14 або 15, який відрізняється тим, що включає принаймні одне оптичне волокно для збирання світла, відбитого позначенням під кутами спостереження. 17. Пристрій за будь-яким з пп.14-16, який відрізняється тим, що включає принаймні один оптичний фільтр, через який вимірюють світло, відбите позначенням під кутами спостереження. 18. Пристрій за п.17, який відрізняється тим, що оптичний фільтр є лівостороннім або правостороннім фільтром кругової поляризації. 19. Пристрій за будь-яким з пп.14-18, який відрізняється тим, що принаймні одне з джерел світла є світловипромінювальним діодом (LED). 20. Пристрій за будь-яким з пп.14-19, який відрізняється тим, що принаймні одне з джерел світла є лазерним діодом (LD). 21. Пристрій за будь-яким з пп.14-20, який відрізняється тим, що принаймні одне з джерел світла оснащене оптичним фільтром. 22. Пристрій за будь-яким з пп.14-21, який відрізняється тим, що виконаний з можливістю реалізації запрограмованого режиму "навчання" для визначення значень відбитої інтенсивності на контрольному предметі та їх зберігання як еталонних значень у цифровій пам'яті, і запрограмованого режиму "тестування" для визначення значень відбитої інтенсивності на виробі, який піддають автентифікації, та їх порівняння з попередньо визначеними й збереженими еталонними значеннями, таким чином, одержуючи показник автентичності. 23. Пристрій за будь-яким з пп.14-22, який відрізняється тим, що фотодетектори включають збиральну оптику. Винахід стосується способу та відповідного пристрою для визначення автентичності захищеного документа, цінного товару або упаковки, що має на собі позначку, яка має залежний від кута зору спектр відбиття світла. Захищені документи та цінні товари мають позначки з матеріалів, що виявляють особливі фізичні або хімічні властивості (захисні особливості), які служать для автентифікації позначених виробів через виявлення наявності вищезгаданих властивостей. Звичайний спосіб позначення захищеного документа або цінного товару включає включення одного або кількох маркувальних матеріалів у друкарську фарбу або композицію для покриття, які потім наносять на вищезгаданий документ або товар, якщо потрібно - у формі знаків. До альтернативних способів позначення виробів належать включення одного або кількох маркувальних матеріалів у матеріал (пластмасу, папір, рідину і т. ін.) виробу До фізичних властивостей, які використовують як захисні ознаки, що варті уваги, належать вибіркове поглинання спектрального світла в ультрафіолетовому (UV), видимому та інфрачервоному (IR) діапазоні довжини хвиль, а також миттєва та затримана UV-, видима та IR-люмінесценція. як описано, наприклад, у US 3,473,027; US 3,412,245; US 3,582,623; US 3,663,813; US 3,650,400; US 3,566,120; US 3,455,577 та US 4,202,491. Захисні особливості, які забезпечують безконтактне виявлення та, відповідно, зчитування знаків, наприклад, за допомогою оптичних засобів, завжди вважалися оптимальним вибором. Позначення, які мають залежний від кута зору спектр відбиття світла ("оптично мінливі пристрої", OVD) застосовують як ефективні засоби проти копіювання банкнот та захищених документів. Серед OVD оптично мінливі фарби (OVI®; ЕР 227,423 В1) набули панівних позицій з часу їхнього впровадження у виробництві грошових знаків у 1987р. Формулу таких фарб розробляють на основі оптично мінливого пігменту (OVP), і оптимальним типом OVP є шаруватий тонкоплівковий пристрій оптичної інтерференції, описаний у US 4,705,300; US 4,705,356; US 4,721,217; US 4,779,898; US 4,930,866; US 5,084,351 та у відповідних описах. Іншими корисними типами OVP є частинки з багатошаровим покриттям, описані в US 5,624,486 та US 5,607,504. 5 Ще один корисний тип оптично мінливих пігментів одержують шляхом фотополімеризації тонкої плівки холестеричного (тобто хіральнолематичного) рідкокристалічного матеріалу, з наступним подрібненням полімерної плівки на пігмент, такий, як описано у US 5,807,497 та US 5,824,733. Вищезгадані пігменти на основі рідких кристалів (LC) мають додаткову властивість відбиття, залежно від їхньої внутрішньої хіральності, світла з правою або лівою круговою поляризацією, як описано у ЕР 899.119 В1. Оскільки LC-пігменти можуть мати як право-, так і лівосторонню хіральність, напрямок кругової поляризації світла, відбитого від LC-пігменту, може використовуватися для надання додаткових, прихованих захисних ознак документові або виробові. Ще один тип оптично мінливих пристроїв може бути реалізований на основі дифракційних решіток, наприклад, у формі рельєфних голограм або подібних пристроїв, нанесених на металізовану полімерну плівку, яку наносять на документ або виріб. Вищезгадана рельєфна полімерна плівка також може бути подрібнена на пігмент і використана як "блиск" у композиції покриття. Згідно з іще одним, дещо менш ефективним способом, дифракційна решітка є втиснутою в попередньо сформовані металеві (алюмінієві) пластинки, які мають розміри пігменту. У всіх цих варіантах втілення потрібна структура дифракційної решітки має відстань між лініями, порівнянну з довжиною хвилі дифрагованого світла, тобто, як правило, близько 300-500 нанометрів, що відповідає кількості 2000 або більше ліній на мм. Оптично мінливі пігменти, фарби та друковані особливості, а також пристрої дифракції світла, можуть бути розпізнані шляхом визначення їх спектральної відбивної здатності для принаймні двох різних кутів зору. Таку інформацію зазвичай отримують у лабораторії за допомогою гоніоспектрометра (наприклад, виробництва фірми Zeiss), як описано у публікації R. Maisch and M. Weigand, "Perlglanzpigmente", 2nd edition, Die Bibliothek der Technik, Vol 56, Verlag Moderne Industrie AG, Landsberg/Lech, 1992, та у наведених у ній джерелах. Показовим є те, що гоніоспектрометр дозволяє дослідити зразок у будьякій комбінації к>та освітлення та кута спектрального аналізу. Згідно з оптимальною технологією вартість детектора підтримують на низькому рівні завдяки уникненню застосування спектрометрів та впровадженню технології послідовної зміни кольорів блоками LED, описаній у US 4,204,765. У цьому документі описано пристрій для перевірки кольорових цінних паперів, таких як папір, що має надруковані на ньому кольорові ділянки. Багато світловипромінювальних діодів (LED), кожен з яких випромінює світло певного діапазону довжини хвиль, послідовно освітлюють визначену ділянку на вищезгаданому папері, яка є більш або менш відбивною для падаючого світла. Один фотодетектор приймає світло, відбите папером, і дає електричний сигнал відповідно до інтенсивності прийнятого світла. Шляхом порівняння виміряних сигналів для різних LED з попередньо визначеними еталонними зна 87455 6 ченнями отримують показник автентичності вищезгаданого паперу. Спосіб, описаний у US 4,204,765, хоча й значною мірою відповідає дешевому пристроєві, не є придатним для перевірки оптично мінливих захисних особливостей через конструкцію, яка передбачає один кут спостереження. Систему автоматичної перевірки оптично мінливих особливостей на цінних документах, банкнотах і т. ін. Було описано у WO 01/54077. Згідно з цим описом, оптично мінлива особливість освітлюється принаймні першим та другим світловим променем, і світло, відбите від неї, аналізується для принаймні першого та другого кута спостереження. Однак технологія автоматичної перевірки, описана у WO 01/54077, має численні недоліки, які, зокрема, перешкоджають її практичному втіленню в дешевих автоматичних зчитувальних пристроях. Перший недолік технології згідно з WO 01/54077 є пов'язаним з геометричною формою вимірювання. Описаний пристрій освітлює оптично мінливу особливість під заданими кутами падіння через застосування спрямованих світлових променів і спектрально аналізує світло, відбите від освітленої особливості під заданими кутами відбиття, пов'язаними з вищезгаданими кутами падіння. Для оптично мінливої фарби промені падаючого та відбитого світла падають і відбиваються приблизно згідно з законом дзеркала, тобто, кути падіння та відбиття є приблизно протилежно рівними. Це не стосується оптично мінливих пристроїв на основі голографічних дифракційних решіток, у яких кути падіння та відбиття зазвичай відрізняються один від одного. При встановленні кутів падіння та відбиття у конфігурації пристрою система згідно з WO 01/54077, таким чином, може бути застосована лише для автентифікації дуже обмежених типів OVD, для яких вона є передбаченою. Другий недолік технології згідно з WO 01/54077 полягає у великих витратах, яких вимагають застосовувані компоненти. Показовим є те, що вимагається два або більше спектрометрів для аналізу світла, прийнятого під двома або більшою кількістю різних кутів відбиття. Витрати на пристрій для автентифікації, який включає спектрометри не дозволятимуть застосовувати його у торгових автоматах для дешевих продуктів. І нарешті, третій недолік технології згідно з WO 01/54077 полягає в неможливості зменшення його розмірів. Показовим є те, що аналіз даних спектральної відбивної здатності при падінні під кутом, наближеним до кута ковзання, в результаті може призводити до фізичного збільшення розмірів. Це, у свою чергу, є практично неприпустимим при застое} ванні у торгових автоматах, коли необхідно дотримуватись умов обмеження за габаритними розмірами. У даному винаході описано спосіб та відповідний пристрій для автентифікації оптично мінливих особливостей на документах або виробах, зокрема, упаковках для комерційних товарів, який дозволяє подолати недоліки існуючого рівня техніки. Описаний пристрій, з огляду на можливість зменшення його розмірів та низьку вартість, є особливо 7 придатним для застосування у торгових автоматах, автоматичних зчитувачах та портативних пристроях для перевірки. Крім того, він є призначеним для застосування при автентифікації будь-якого типу OVD, з незмінною конфігурацією пристрою. Таким чином, пристрій для визначення автентичності виробу, такого як захищений . документ, цінний товар або упаковка, що мають на собі позначення з залежним від кута зору спектром відбиття світла, включає: - принаймні два джерела світла, які мають різні спектральні характеристики, для забезпечення освітлення вищезгаданого позначення; - ширококутну освітлювальну оптику для спрямування світла від вищезгаданих джерел світла на вищезгадане позначення; - принаймні два фотодетектори з необов'язковою збиральною оптикою для збирання світла, відбитого вищезгаданим позначенням принаймні під двома заданими різними кутами спостереження й забезпечення електричного сигналу відповідно до інтенсивності зібраного світла; - засоби аналого-цифрового перетворення, засоби обробки, засоби контролю та запам'ятовуючі засоби, придатні для регулювання джерел світла, для цифрування та збереження значень відбитої інтенсивності, для порівняння вищезгаданих значень інтенсивності з попередньо збереженими відповідними еталонними значеннями і для одержання покажчика автентичності на основі результату порівняння, все - згідно з заданим алгоритмом і згідно з попередньо встановленим критерієм прийняття рішень. Пристрій характеризується тим, що включає ширококутну освітлювальну оптику для спрямування світла від вищезгаданих джерел світла на вищезгадане позначення. В оптимальному варіанті ширококутна освітлювальна оптика здатна одночасно освітлювати позначення під багатьма різними кутами падіння, від ортогонального кута падіння до кута ковзання. Згідно з даним винаходом, оптично мінливий пристрій (OVD), тобто позначення, яке піддають перевірці, освітлюють за допомогою відносно простої й дешевої ширококутної освітлювальної оптики. Вищезгадана ширококутна освітлювальна оптика живиться від різних джерел освітлення, тобто світла з багатьох спектрально відмінних джерел світла, таких як світловипромінювальні діоди (LED), які вмикаються й вимикаються послідовно. OVD, таким чином, приймає світло кольору, який послідовно змінюється, одночасно під усіма кутами падіння, тобто, від практично ортогонального до практично ковзного кута падіння. Усе кутове кольоророзрізнення, таким чином, здійснюється виключно у послідовності виявлення, коли світло, відбите від OVD, збирається під двома або більшою кількістю заданих кутів і його інтенсивність перетворюється фото детекторами на відповідні електричні сигнали. Перевага такого способу полягає в тому, що пристрій згідно з даним винаходом може бути застосований без змін для автентифікації всіх типів OVD, незалежно від того, чи належать вони до типу "оптично мінливої фарби", чи "дифракційної решітки". 87455 8 Ширококутну освітлювальну оптику згідно з винаходом вибирають з усіх типів пристроїв, які дозволяють дифузно освітлювати частину поверхні одночасно під усіма кутами падіння світлом від одного або кількох визначених "точкових" джерел світла. Ширококутні освітлювальні оптичні пристрої є відомими серед спеціалістів у даній галузі й випускаються серійно, наприклад, у формі дифузорних листів, сфер для дифузного освітлення, оптичних елементів, які не дають зображень і т. ін. Оптимальним ширококутним освітлювальним оптичним пристроєм у контексті даного винаходу є параболоторичний фокон (СРС, який також називають "перетворювачем кута оптичного сприйняття"), наприклад, такий, як описано у публікації R. Winston et al., "Selected Papers on Nonimaging Optics" SPIE publication MS 106, 1995. Параболоторичний фокон (СРС) характеризується подовжньою секцією, обмеженою двома параболічними елементами (Р1, Р2; Фіг.1с), що мають паралельні осі й є розташованими таким чином, що кожна з фокальних точок вищезгаданих параболічних елементів (f1, f2) лежить на відповідному іншому параболічному елементі. СРС може бути виконаний у формі 2-вимірної пластини або у формі 3-вимірного конуса (обертального тіла). Він також може бути виконаний або як внутрішньо відбивне порожнє тіло, або як тверде діелектричне тіло, причому останнє також може мати відбивне покриття або дзеркало на частині його зовнішньої поверхні. СРС має першу (А1) та другу (А2) площу апертури і перший та другий кут сприйняття для вхідного або вихідного світла, і, таким чином, вищезгадана перша площа апертури є широкою і має вузький кут сприйняття, а вищезгадана друга площа апертури є вузькою і має широкий кут сприйняття. Світло, яке падає на першу площу апертури СРС у межах її кута сприйняття, випромінюється від другої площі апертури СРС у межах її кута сприйняття, і навпаки. Крім того, вхідне світло у СРС шифрується, таким чином, що єдине джерело світла, розташоване у будь-якому місці навпроти вищезгаданої першої площі апертури СРС, освітлює всю другу площу апертури СРС під усіма кутами, які охоплюються її кутом сприйняття. Таким чином, СРС і взагалі будь-який інший прийнятний оптичний пристрій, який не дає зображення, може бути вигідно застосований для перетворення випромінення багатьох LED, розташованих навпроти його першої, більшої площі апертури на півсферичне дифузне освітлення зразка, розташованого навпроти його другої, меншої площі апертури. Згідно з винаходом СРС або інший оптичний елемент, який не дає зображення, в оптимальному варіанті є виконаним із твердого діелектричного матеріалу, такого як акрилове скло (РММА) або подібний оптичний полімер. Перевага цього полягає в наданні міцності всьому пристроєві, водночас полегшуючи його механічне збирання. Джерела світла освітлювача монтують навпроти більшої площі апертури СРС, наприклад, в отворах, передбачених у його корпусі. Вищезгадані джерела світла в оптимальному варіанті вибирають таким 9 чином, щоб вони належали до ширококутних випромінювачів. Потрібно принаймні два спектрально різних джерела світла; їх в оптимальному варіанті вибирають як світловипромінювальні діоди (LED). В оптимальному варіанті втілення винаходу пристрій включає певну кількість LED, тобто, від чотирьох до дванадцяти LED з різною довжиною хвилі випромінення. LED в оптимальному варіанті вибирають таким чином, щоб вони випромінювали світло від УФ (300нм) до дальнього 14 (2500нм). у ще кращому варіанті - від УФ (300нм) до ближнього 14 (1100нм). Необов'язково вищезгадані світловипромінювальні діоди (LED) можуть мати оптичні фільтри, які відрізають частину їх первісного спектра випромінення, для отримання більш точних профілів спектрального випромінення. Вищезгаданий оптичний фільтр, таким чином, може належати до типу смугових (включаючи багатосмугові) фільтрів, фільтрів верхніх частот або фільтрів нижніх частот. Однак можуть застосовуватися також джерела світла, відмінні від LED, такі як джерела світла розжарювання, оснащені потрібними оптичними фільтрами. Лазерним діодам віддають перевагу у випадках, коли потрібен особливо вузький профіль спектрального освітлення. Вихід лазерного діода згідно з даним винаходом не колімують за допомогою оптичного елемента для утворення лазерного пучка, а використовують у розсіювальному режимі й далі розсіюють за допомогою оптики освітлювача. Пристрій також може включати джерела світла, які дають УФ-випромінення з довжиною хвилі менше 200нм або ІЧ-випромінення з довжиною хвилі понад 2500нм. Завдання мініатюризації згідно з даним винаходом розв'язують через застосування принаймні двох оптичних волокон для збирання відбитого світла від оптично мінливої особливості як під майже ортогональним кутом (в оптимальному варіанті - від 0° до 45°; уще кращому варіанті - від 0° до 35°), так і під майже ковзним кутом (в оптимальному варіанті - від 45° до 90°; у ще кращому варіанті - від 50° до 80°) відносно нормалі до площини позначення. Слід зазначити, що оптичні волокна можуть згинатися і дозволяють зменшити фізичний розмір потрібної фізичної конфігурації для виявлення під ковзним кутом. Завдання мініатюризації найвигіднішим чином розв'язують шляхом комбінування твердого діелектричного оптичного освітлювального елемента, який не дає зображення, з принаймні двома оптичними збиральними волокнами, нерухомо закріпленими в його корпусі. Збиральні кути у такому вузлі залишаються незмінними завдяки механічній конфігурації освітлювача, таким чином, щоб в результаті забезпечувалася дуже міцна конструкція. Вищезгадані принаймні два оптичні збиральні волокна збирають світло від зразка під заданими кутами зору й у межах конуса, обмеженого апертурою відповідних оптичних волокон, і проводять його до відповідних фотодетекторів, розташованих навпроти більшої площі апертури СРС, наприклад, в отворах, передбачених у його корпусі. 87455 10 Вищезгаданий фотодетектор в оптимальному варіанті є фотодіодом. Також оптимальним варіантом, для зменшення перешкод електронного вимірювання, с фотодетектор, побудований як вмонтований фотодетекторний вузол, який включає фотодіод з посилювачем сигналу, а також, необов'язково, оптичним фільтром. Посилювач сигналу може належати до типу, що керується струмом. Оптичний фільтр може бути смуговим (включаючи багатосмугові) фільтром верхніх частот або фільтром нижніх частот. Відповідні фотодетектори та фотодетекторні пристрої є відомими спеціалістам у даній галузі й серійно випускаються різними виробниками, наприклад, Hamamatsu, Японія. Кремнієві фотодіоди застосовують для діапазону довжини хвиль від УФ до ближнього 14 (від 200нм до 1100нм). Германієві та InGaAsфотодіоди застосовують для дальнього 14 діапазону довжини хвиль (від 900нм до 1700нм або 2500нм, відповідно). GaAsP-фотодіоди є придатними для УФ та видимого діапазону довжини хвиль (від 200нм до 700нм). І нарешті, GaN. SiC та GaP-фотодіоди застосовують для УФ діапазону довжини хвиль (менше 400нм). У конкретному варіанті втілення вищезгаданий фотодетектор включає фільтр кругової поляризації, який передає ліво- або правосторонню частину відбитого й зібраного світла. Вибірковість кругової поляризації є особливо цікавою в разі OVD на основі холестеричних рідкокристалічних (CLC) матеріалів, які виконують таким чином, щоб відбивати або лише одну з двох кругових поляризацій світла, або обидві з них. Відповідний пристрій для автентифікації може включати чотири фотодетектори, тобто, по одному чутливому до лівосторонньої поляризації й чутливому до правосторонньої поляризації фотодетектору для майже ортогонального та майже ковзного кутів спостереження. Таким чином, круговий поляризатор може бути вставлений у будь-якому місці на шляху світла, яке проходить від відбиваючого позначення через збиральні та напрямні оптичні засоби до вищезгаданого фотодетектора. Вищезгаданий пристрій для автентифікації документів та товарів також включає процесор (втілений, наприклад, в електронній схемі, яка включає мікроконтролер 1С), який включає засоби аналого-цифрового перетворення (для одержання цифрових, прийнятних для зберігання значень з первинних вихідних сигналів фотодетектора), запам'ятовуючі засоби (для зберігання запрограмованих, еталонних значень та даних вимірювань), привідні засоби (для увімкнення та вимкнення зовнішнього навантаження), засоби керування (для приймання вхідних даних від користувача) та індикатор (для показу результатів користувачеві), а також необхідне джерело живлення (наприклад, батарея). Вищезгаданий процесор здатен вмикати й вимикати окремі LED освітлювача, зчитувати, цифрувати й зберігати вихідні сигнали фотодетекторів, приймати вхідні дані від користувача (наприклад, від двох або більшої кількості ручних кнопок) і відображати результат (наприклад, на індикаторний LED "passed" та "failed"). Згідно з внутрішньою програмою, вищезгаданий процесор здатен вико 11 нувати повний цикл вимірювання/автентифікації, включаючи остаточне відображення результату. Технічний бік таких варіантів виконання є відомим спеціалістам у галузі застосування мікроконтролерів. Показовим є те, що вищезгадана внутрішня програма може бути розрахованою таким чином, щоб пристрій підтримував "режим навчання" для вимірювання значень інтенсивності відбиття на контрольному предметі й постійного зберігання їх у внутрішньому запам'ятовуючому пристрої та "режим тестування" для визначення автентичності виробу, який піддають перевірці, шляхом вимірювання його значень інтенсивності відбиття та порівняння їх з вищезгаданими попередньо виміряними і збереженими еталонними значеннями, таким чином, отримуючи й показуючи результат. Кожен з двох режимів може бути активований за допомогою відповідного контрольного перемикача. Пристрій для автентифікації виробів додатково може включати інші засоби керування (наприклад, клавіатуру для введення користувачем більш складних даних), додатковий індикатор (наприклад, літерно-цифровий дисплей; зумер), електричні та/або оптичні з'єднувачі для живлення та передачі даних, засоби зв'язку (наприклад, IR та/або радіоканал), а також внутрішнє джерело живлення (наприклад, батарею або акумулятор), що забезпечує автономне функціонування. Ручні засоби керування можуть служити для підключення або відключення живлення, для активізації процедури отримання контрольних даних або процедури тестування, для відбору оптимальних еталонних значень і т. ін. Індикатори можуть служити для відображення стану пристрою та результату виконаних циклів вимірювання. З'єднувачі дозволяють передавати дані між пристроєм та зовнішніми вузлами, а також для з'єднання пристрою з зовнішнім джерелом живлення. Засоби зв'язку передбачають безпровідну передачу даних (тобто підтримання) між пристроєм та зовнішніми вузлами. У контексті даного винаходу також можливим є забезпечення пристрою для автентифікації для комбінованої оцінки оптично мінливих властивостей додатковими властивостями оптичного захисту. Завдяки застосуванню різних програм для засобів обробки, один пристрій може служити для вимірювання та оцінки додаткових оптичних властивостей, якими можуть бути миттєве або затримане випромінювання фотолюмінесценції в УФ, видимому або ІЧ-діапазоні спектра, зокрема, з можливістю вимірювання залежних від часу характеристик підвищення та затухання затриманого випромінювання люмінесценції. Це є особливо корисним для автентифікації люмінесцентних оптично мінливих пристроїв, таких, як описані у WO 01/60924. В іншому варіанті пристрій може передбачати поєднання вищеописаних елементів оптичного датчика з елементом магнітного датчика. Це є особливо корисним для автентифікації магнітних оптично мінливих пристроїв, таких, як описані у WO 02/073250. 87455 12 У контексті даного опису під ультрафіолетовим випроміненням (УФ) слід розуміти таке, що має довжину хвилі від 200нм до 400нм, під видимим випроміненням - таке, що має довжину хвилі від 400нм до 700нм, під ближнім інфрачервоним випроміненням - таке, що має довжину хвилі від 700нм до 1100нм, і під дальнім інфрачервоним випроміненням - таке, що має довжину хвилі від 1100нм до 2500нм. Інфрачервоне (IR) означає випромінення, яке має довжину хвилі понад 700нм. Як миттєве випромінювання люмінесценції або флуоресценцію, визначають таке, що має характерний час затухання інтенсивності люмінесценції, коротший за 1 мікросекунду. Як затримане випромінювання люмінесценції або фосфоресценцію, визначають таке, що має характерний час затухання інтенсивності люмінесценції, довший за 1 мікросекунду. Кути падіння вказуються відносно нормалі до площини оптично мінливої особливості, тобто лінії, ортогональної дотичній площині оптично мінливої особливості у точці спостереження. Практично ортогональне падіння означає кут падіння, який відхиляється не більше, ніж на 10° від нормалі особливості. Практично ковзний кут падіння означає кут падіння, який відхиляється не більше, ніж на 10° від площини особливості. Винахід також включає спосіб визначення автентичності виробу, такого як захищений документ, цінний товар або упаковка, що має на собі позначку, яка має залежний від кута зору спектр відбиття світла, спосіб включає етапи а) освітлення вищезгаданого позначення за допомогою принаймні першого джерела світла, яке має перші спектральні характеристики; б) збирання світла, відбитого вищезгаданим позначенням принаймні під двома заданими різними кутами спостереження відносно площини позначення, і вимірювання його відповідної інтенсивності; в) необов'язкове зберігання виміряних значень інтенсивності з етапу б) у постійному цифровому запам'ятовуючому пристрої; г) освітлення вищезгаданого позначення за допомогою принаймні другого джерела світла, яке має другі спектральні характеристики; д) збирання світла, відбитого вищезгаданим позначенням принаймні під двома заданими різними кутами спостереження відносно площини позначення, і вимірювання його відповідної інтенсивності; е) необов'язкове зберігання виміряних значень інтенсивності з етапу д) у постійному цифровому запам'ятовуючому пристрої; і є) порівняння вищезгаданих виміряних значень інтенсивності з етапів б) та д) з попередньо збереженими відповідними еталонними значеннями згідно з заданим алгоритмом і одержання показника автентичності на основі результату порівняння з застосуванням попередньо визначеного критерію прийняття рішень; Спосіб, зокрема, характеризується тим, що освітлення з етапів а) та г) є ширококутним освіт 13 ленням. В оптимальному варіанті етапи а) та г) здійснюють послідовно відносно один одного. Вимірювання інтенсивності здійснюють згідно з певною процедурою вимірювання, яка може включати такі етапи, як наступна обробка первинного сигналу для отримання репрезентативних цифрових значень, проміжного зберігання значень та поправок на систематичні похибки вимірювання, пов'язані, наприклад, з характеристиками інструмента, фоновою інтенсивністю і т. ін. Зокрема, первісно виміряні значення інтенсивності відбиття можуть бути виражені як оптична густина D=log10 (Iw/I); де Iw є інтенсивністю світла, відбитого від білого еталонного фону, а І є інтенсивністю світла, відбитого від позначення. Значення оптичної густини D є пропорційними концентрації надрукованого поглинаючого покриття. Спосіб згідно з винаходом за своїм характером є пов'язаним із зазначеними вимогами щодо автентифікації оптично мінливої особливості, а також з описаним пристроєм. Освітлення оптично мінливого позначення забезпечується одночасно під усіма кутами падіння, від практично ортогонального (0°) до практично ковзного (90°). Цього досягають завдяки застосуванню ширококутної освітлювальної оптики, такої як оптичний елемент, який не дає зображення, в оптимальному варіанті Параболоторичного фокона (СРС). Спосіб також характеризується тим, що відбите світло збирається з принаймні двох попередньо заданих кутів спостереження, тобто, першого, майже ортогонального (в оптимальному варіанті від 0° до 45°; у ще кращому варіанті - від 0° до 35°), та другого, майже ковзного (в оптимальному варіанті - від 45° до 90°; у ще кращому варіанті від 50° до 80°). Вищезгадане відбите світло в оптимальному варіанті також збирається за допомогою оптичних волокон, які проводять його до відповідних фото детекторів. Освітлення, тобто, властивості світла, що має різні спектральні характеристики, втілюють у випусканні випромінення від світловипромінювальних діодів (LED), лазерних діодів (LD) або інших джерел світла. У контексті винаходу також може бути використане світло, оброблене за допомогою зручних оптичних фільтрів. Немає необхідності в застосуванні спектрально вузькосмугового світла у контексті даного винаходу; єдина вимога полягає в тому, що різне, послідовно застосовуване освітлення, тобто властивості світла, повинно мати суттєво відмінні оптичні спектри в діапазоні чутливості застосовуваних фотодетекторів, таким чином, щоб можна було визначити вимірюваний вплив на відповідно забарвлене позначення. У контексті даного винаходу також можливим є поєднання автентифікації оптично мінливих властивостей з вимірюванням та оцінкою додаткових елементів оптичного захисту. Завдяки застосуванню різних програм для засобів обробки, один спосіб може служити для вимірювання та оцінки додаткових оптичних властивостей, якими можуть бути миттєве або затримане випромінювання фотолюмінесценції в УФ, видимому або 14-діапазоні спектра, зокрема, з можливістю вимірювання залежних від часу характеристик підвищення та за 87455 14 тухання затриманого випромінювання люмінесценції. Це є особливо корисним для автентифікації люмінесцентних оптично мінливих пристроїв, таких, як описані у WO01/60924. В іншому варіанті спосіб поєднує описану автентифікацію оптично мінливих особливостей з додатковою автентифікацією елемента магнітного захисту. Це є особливо корисним для автентифікації магнітних оптично мінливих пристроїв, таких, як описані у WO 02/073250. У ще одному варіанті спосіб згідно з даним винаходом дозволяє розрізняти правостороннє та лівостороннє світло з круговою поляризацією, відбите від позначення. У ще одному варіанті спосіб згідно з даним винаходом дозволяє визначати й зберігати еталонні значення, які вимагаються для автентифікації оптично мінливої особливості, яку піддають перевірці, з застосуванням одного пристрою для фізичного вимірювання та автентифікації. Ще один важливий недолік способів та пристроїв для автентифікації існуючого рівня техніки випливає з широких розбіжностей їх загальних інструментальних характеристик (виробничого допуску між різними пристроями одного типу). Ці розбіжності загальних характеристик є неминучими також через розбіжності характеристик окремих електричних та оптичних компонентів пристрою, зокрема, LED, фотодіодів та аналогової електроніки. Результатом таких розбіжностей є те, що різні пристрої для автентифікації одного типу сприймають однакові захисні ознаки дещо по-різному. Подолання проблеми допустимих відхилень згідно з існуючим рівнем техніки вимагає серйозного остаточного калібрування кожного окремого пристрою для забезпечення його відповідності технічним вимогам. Цей недолік долають, згідно з даним винаходом, шляхом запровадження "режиму навчання" та "режиму тестування" у формі відповідних запрограмованих алгоритмів, включених у пристрій. Вищезгаданий "режим навчання" втілюють як процедуру отримання контрольних даних, згідно з якою інтенсивність світла, відбитого контрольним виробом, вимірюють для принаймні двох різних попередньо заданих кутів спостереження і для принаймні двох різних властивостей освітлення, і відповідні результати зберігають як цифрові значення у внутрішній постійній запам'ятовуючій схемі пристрою для автентифікації. Вищезгадана процедура отримання контрольних даних необов'язково також може передбачати автоматичне визначення статистичних середніх значень (очікуваних значень) та вилок прийнятності (стандартних відхилень). Для цього певну кількість автентичних зразків "показують" пристроєві, який вимірює їх і розраховує вищезгадані статистичні значення, які після цього можуть служити як критерії прийняття/відхилення. Вищезгаданий "режим тестування" втілюють як процедуру тестування, згідно з якою інтенсивність світла, відбитого виробом, який піддають автентифікації, вимірюють для принаймні двох попередньо заданих різних кутів спостереження і для принаймні двох різних властивостей освітлен 15 ня, і відповідні результати порівнюють з попередньо збереженими відповідними значеннями контрольного виробу, застосовуючи попередньо заданий алгоритм порівняння й одержуючи результат тестування. Якщо обидві групи значень збігаються згідно з попередньо визначеним критерієм прийняття рішень, генерується перший вихідний сигнал, який вказує на автентичність зразка або проходження тесту; за інших обставин генерується другий вихідний сигнал, який вказує на неавтентичність зразка і не проходження тесту. Передбачення "режиму навчання" та "режиму тестування" в межах одного способу забезпечує гнучке й різнобічне застосування пристрою для автентифікації, який не потребує перепрограмування апаратних засобів для кожного окремого призначення і не повинен містити розширеної бібліотеки еталонних даних. Перепрограмування пристрою здійснюють найлегшим із можливих способів, лише шляхом "показу" йому одного або кількох автентичних зразків. Отримання еталонних даних здійснюють, застосовуючи багато способів тестування, якщо треба перевіряти документи або товари одного типу. Можливість здійснення отримання еталонних даних незалежно від операцій тестування також може бути корисною у випадках, коли виробник бажає визначати еталонні значення у пункті контролю, таким чином, щоб не вимагалося представлення контрольних виробів ("оригіналів") персоналові, який здійснює випробування. Слід розуміти, що пристрій для автентифікації, в якому втілено даний спосіб, може бути виконаний на різні "смаки", тобто, різні апаратні засоби пристрою для автентифікації можуть бути порізному оснащені з огляду на їх світловипромінювальні та світлоприймальні елементи, а також на їх програмування (реалізовані в них алгоритми), для пристосування до різних вимог клієнта. Заслуговують на увагу такі переваги описаного способу та відповідного пристрою над існуючим рівнем техніки: (і) один тип пристрою може служити для великої кількості різних випадків застосування (гнучка технологія); (іі) випробувані та еталонні характеристики вимірюють, застосовуючи ті ж самі апаратні засоби, що значною мірою усуває залежність від інструментальних засобів, а отже, відповідний розкид характеристик, в результаті вимірювань (безпечна технологія); (ііі) не вимагається додаткового розкриття щодо складу та властивостей захисного позначення; єдиною вимогою щодо здійснення тестування є збереження підтвердженого оригінального позначення (захисна технологія). Винахід далі пояснюється за допомогою фігур та прикладів варіантів втілення. Фіг.1а показує схематичну фізичну конфігурацію типового варіанта втілення пристрою для автентифікації; Фіг.1b показує збільшене схематичне зображення вимірювальної головки пристрою з Фіг.1a; 87455 16 Фіг.1с схематично показує принцип роботи Параболоторичного фокона (СРС); Фіг.2 показує діаграму електронної схеми типового варіанта втілення пристрою; Фіг.3а показує блок-схеми етапів отримання еталонних даних, які здійснюють на різних контрольних виробах; Фіг.3b показує блок-схему етапів отримання еталонних даних, які здійснюють на різних контрольних виробах, та зберігання виміряних даних у пам'яті одного пристрою для автентифікації; Фіг.4а показує блок-схему процесу автентифікації; і Фіг.4b показує блок-схему процесу автентифікації з застосуванням попередньо отриманих і збережених еталонних значень. Портативний батарейний пристрій для автентифікації згідно з Фіг.1 а та Фіг.2 було сконструйовано для електронного порівняння (автентифікації) оптично мінливого позначення М, яке міститься на виробі І, з відповідним контрольним позначенням. Пристрій для автентифікації 1 (на Фіг.1a, 1b) міститься у корпусі у формі ручки 2 і має чутливу головку 3, яку прикладають до позначення М, яке піддають перевірці. Вищезгадана передня частина 3 являє собою плоский Параболоторичний фокон (СРС), виконаний з акрилового скла (РММА). Вищезгаданий СРС забезпечує ширококутне освітлення позначення М під усіма кутами падіння, від практично ортогонального до практично ковзного кута падіння, від кожного з багатьох спектрально різних джерел світла 4’, 4’’, .... Два світловоди О’, О’’, розташовані під кутами 0° (що відповідає майже ортогональному кутові зору) та 60° (що відповідає майже ковзному кутові зору) відносно нормалі до площини позначення, збирають світло, відбите від позначення, і проводять його до двох фотодетекторів 5’, 5’’. На Фіг.1b показано Параболоторичний фокон (СРС), сконструйований таким чином, щоб створювати дивергенцію кута виходу світлового променя 180°, таким чином, забезпечуючи рівномірне ширококутне освітлення оптично мінливого позначення М під усіма кутами падіння, незалежно від позиції джерела світла (LED) на протилежному кінці. СРС 3 належить до типу 2-вимірних пластин і включає дві пластини з акрилового скла 31, 32 однакової форми, які є приклеєними одна до одної своїми внутрішніми поверхнями за допомогою акрилового клею. Дві канавки, вирізані у внутрішніх поверхнях пластин, служать для приймання двох оптичних волокон О', О" для збирання світла, відбитого під майже ортогональним (0°) і під майже ковзним (90°) кутами, відповідно, від поверхні позначення, і проведення його до фотодетекторів 5’, 5’’. СРС 3, крім того, має відбивне металеве покриття на його зовнішніх поверхнях, які не є задіяними у передачі світла. У варіанті, показаному на фігурі 1с, порожній СРС 3', виконаний в оптимальному варіанті з алюмінію, який має поліровані внутрішні поверхні Р1 та Р2, застосовують замість РММА-СРС 3. Світло (показане стрілками), яке забезпечується джерелами світла (не показано), надходить у СРС 3’ через апертуру А1 і виходить через апертуру А2. 17 87455 Застосовують необов'язково конічний (обертальний) СРС, або у формі суцільного РММА діелектричного конуса, який, крім того, може мати вкриті відбивним матеріалом або дзеркальні зовнішні поверхні, або порожнього СРС, який в оптимальному варіанті має поліровану внутрішню поверхню. Джерела світла 4’, 4’’,... в оптимальному варіанті вибирають з-поміж LED серійного виробництва, які існують для випромінення з довжиною Діапазон УФ: Синій: Зелений: Жовтий: Червоний: ІЧ1: ІЧ2: ІЧЗ: Тип 380D30 HUBL-510L В5-433-В525 OPE5T59UY HURD-5101L ELD-740-524 ОРЕ5Т85 ELD-950-525 Тип LED-1300-03 LED-1450-03 LED-1550-03 LED 17 LED 19 LED20 LED21 LED23 Тип 380D30 ELD-740-524 ELD-780-514 хвиль від УФ (300нм) до середнього ІЧ-діапазону (5000нм і більше). В оптимальному варіанті вони є ширококутними випромінювальними LED. В оптимальному варіанті втілення 8 LED вибирають у діапазоні довжини хвиль від 350 нм до 2500 нм, у ще кращому варіанті - від 350 нм до 1100 нм, наприклад, представлений нижче комплект LED, який отримують від Roithner Lasertechnik, Відень, Австрія: Довжина хвилі; 380нм, 20мА, 468нм, 20мА, 525нм, 20мА, 590нм, 20мА, 660нм, 20мА, 740нм, 100мА, 840нм, 100мА, 950нм, 100мА, Ці значення довжини хвиль є вибраними таким чином, щоб покривати зону від 350нм до 1100нм у приблизно еквідистантному режимі, а також для того, щоб бути сумісними з варіантом втілення пристрою, описаного нижче. Для конкретних випадків застосування LED вибирають таким чином, щоб серед них було більше LED у конкретному діапазоні довжини хвиль, наприклад, ІЧ-діапазоні від 700 до 1100нм, як вказано нижче (LED з одного джерела, як вказано вище): Діапазон УФ: ІЧ1 ІЧ2 18 Довжина хвилі 380нм 740нм 780нм Довжина хвилі; 1300нм; 1450нм; 1550нм; 1700нм; 1900нм; 2000нм; 2100нм; 2300нм; ІЧ3 ІЧ4 ІЧ5 ІЧ6 ІЧ7 5мм, пластична 5мм, пластична 5мм, пластична 5мм, пластична 5мм, пластична 5мм, пластична 5мм, пластична 5мм, пластична ELD-840-515 ELD-880-525 BR383 LED-970-06 LED-1050-03 840нм 880нм 940нм 970нм 1050нм Цей варіант втілення є особливо придатним для сприйняття різних невидимих інфрачервоних особливостей ("інфрачервоних кольорів") у діапазоні від 700нм до 1100нм, разом з випроміненням інфрачервоної люмінесценції, яка викликається довгими хвилями (від 360 до 400нм) УФ-світла. Варіант втілення також може включати вибір LED, які випускають інфрачервоні промені більш дальнього діапазону (від 1100 до 2500 нм), подібне (те саме джерело): 1,0 mW @ 50mA 1,0 mW @ 50 мА; 1,0 mW @ 50 мА; 1,0 mW @ 80мА; 1,0 mW @ 80мА; 1,0 mW @ 80мА; 1,0 mW @ 80мА; 0,75 mW @ 80мА; Пристрій згідно з даним винаходом включає принаймні два фотодетектори. В оптимальному варіанті втілення вищезгаданий фотодетектор є чутливим до світла, яке належить до діапазону довжини хвиль від 200нм до 2500нм, але також існує можливість застосування детекторів, які є чутливими до довжини хвиль вище або нижче цього діапазону. Крім того, фотодетектор може належати до будь-якого твердотільного або іншого типу, тобто, може бути фотодіодом, лавинним діодом, фототранзистором, фоторезистором, пристроєм з зарядовим зв'язком, фотопомножувачем, болометричним детектором, термоелементом або піроелектричним детектором і т. ін., і може мати широкосмугову або вузькосмугову спектральну чутливість. 30°, 15°, 15°, 15°, 18°, 20°, 15°, 20°, 30°, 5мм, пластична 30°, 5мм, пластична 30°, 5мм, пластична В оптимальному варіанті втілення фотодетектор є фотодіодом, з'єднаним з керованим струмом посилювачем напруги для доставления сигналу, який охоплюється корисним діапазоном напруги, до наступної аналого-цифрової перетворювальної схеми. Кремнієві фотодіоди PN- або PIN-типу є корисними у більшості оптимальних варіантів втілення; вони за своїми властивостями є чутливими у діапазоні довжини хвиль від 200нм до 1100нм. Пристрої цього типу, крім інших джерел, можна отримати від Hamamatsu Photonics, наприклад, такі моделі: S1336-5BQ PN 190 до 1100нм, 2,4×2,4мм активна поверхня S7329-01 PIN 320 до 1060нм, 2,0×2,0мм активна поверхня 19 Для конкретних випадків застосування перевагу віддають фотодіодові з включеним попереднім посилювачем, який дозволяє обмежити вплив перешкод електричного середовища, наприклад: включені фотодетектори типів Hamamatsu S8745 або Hamamatsu S8746. Для спектральної чутливості у розширеному ІЧ-діапазоні (від 900 до 2500нм) застосовують InGaAs фотодіоди, наприклад, Hamamatsu G83 7203 900 до 2100нм. GaAsP фотодіоди є придатними для видимого діапазону (від 400 до 760нм), наприклад, пристрій Hamamatsu G1736; a GaP фотодіоди є придатними для діапазону від УФ до зеленого (від 190 до 550нм), наприклад, пристрій Hamamatsu G1962. SiC-детектори від Laser Components, США, мають характерну чутливість лише до УФ (від 210 до 380нм) діапазону довжини хвиль. Пристрій для автентифікації згідно з варіантом втілення включає електронну схему, побудовану на основі PIC16F872 процесора 7. Цей процесор має 35-елементну систему команд RISC, 2К×14 слів Flash-пам'яті, 128×8 байтів пам'яті ОЗП, 64×8 байтів EEPROM-пам'яті, включений 5-канальний 10-бітний аналого-цифровий перетворювач, і здатен працювати за тактових частот до 20 МГц. Крім того, процесор повністю піддається внутрішньому послідовному програмуванню, що дозволяє програмувати або перепрограмувати його незалежно від виробника. Він являє собою стандартну мікросхему у DIL 28-контрактному пакеті, який працює від одного джерела живлення 5 В. У варіанті втілення РІС-процесор 7 приводить у дію до 8 освітлювальних LED 4’, 4’’, ... з різною довжиною хвилі випромінення (відповідають контактам з 21 по 28), два індикаторні LED 91, 92 (наприклад, зелений та червоний LED; відповідають контактам 17, 18) і, необов'язково, зумер для звукового вихідного сигналу (наприклад, відповідає контактові 15). Ще одна вихідна лінія (контакт 16) є призначеною для автоматичної функції увімкнення-призупинення через схему керування енергоспоживанням 8. Вихідні контакти процесора підтримують навантаження до 25 мА у режимі перемикання струму, забезпечуючи пряме, безбуферне керування LED та зумером. РІС-процесор 7 має включений 10-бітний аналого-цифровий перетворювач (який забезпечує 1024 цифрових кроків між двома вибраними опорними напругами; зазвичай беруть 0 В та стабілізоване джерело 5В), аналоговий вхід якого може відповідати 5-м різним І/О-контактам. Таким чином, пристрій для виявлення може бути обладнаний двома або більшою кількістю фотодетекторів 5’, 5’’, кожен з яких є з'єднаним з входом відповідного ампер-вольтного перетворювача / каскаду посилення 6’, 6’’. Фотодетектори 5’, 5’’ згідно з представленим варіантом втілення є фотодіодами, керованими у фотоелектричному або у фотопровідному режимі; у даному прикладі (Фіг.2) застосовують фотоелектричний режим. Ампервольтні перетворювачі 6’. 6’’ мають відповідно відрегульовані коефіцієнти посилення для доставления сигналу в потрібному діапазоні напруг до вводів аналого-цифрового перетворювача процесора 87455 20 (контакти з 2 по 5) Якщо необхідно, також може бути передбачена функція регулювання коефіцієнта посилення для цих посилювачів, контрольована процесором 7. У конкретному варіанті втілення для розрізнення між відбитим правостороннем та лівостороннім світлом з круговою поляризацією застосовують чотири фотодіоди, закріплені за чотирма фільтрами кругової поляризації, причому по одному фотодіодові для ортогонального та ковзного кута зору закріплено за фільтрами лівосторонньої та правосторонньої кругової поляризації. Фільтри кругової поляризації, звичайно, можуть бути вставлені в іншому місці на оптичному шляху між відбиваючим позначенням та фотодіодами. Дві лінії введення цифрових даних (контакти 11, 12) РІС-процесора 7 застосовують для розпізнання кнопкових перемикачів R та Т - "еталон" та "тест". Обидва з вищезгаданих перемикачів, крім їх зазначеної функції, незалежно вмикають пристрій через схему керування живленням 8 і, непрямим чином, запускають функцію автоматичного перевстановлення РІС-процесора 7. Функція увімкнення втілюється у формі електронного перемикача, який функціонує у схемі загального живлення 8 пристрою. Після увімкнення процесор 7 ініціалізується і встановлює контакт підтримання живлення в увімкнений стан, перед розпізнанням перемикачів R та Т і початком відповідної послідовності обробки ("отримання еталонних даних" або "тест"). Контакт підтримання живлення утримує загальний перемикач живлення в увімкненому стані, навіть якщо кнопка якийсь час перебуває у не натиснутому стані. Після завершення послідовності обробки, включаючи виведення результату операції протягом заданого часу очікування, процесор 7 перемиває контакт підтримання живлення у вимкнений стан, вимикаючи весь пристрій для автентифікації. Таким чином, забезпечується така функція введення-виведення РІС-процесора: 8 контактів для приведення в дію освітлювальних LED (виведення) 1 контакт для приведення в дію перемикача підтримання живлення (виведення) 2 контакти для приведення в дію індикаторних LED (виведення) 1 контакт для приведення в дію зумера (необов'язково) (виведення) 2 контакти для розрізнення між кнопками (введення) 4 контакти для зчитування до 4 фотодіодів (аналого-цифровий вхід) 2 контакти для внутрішнього програмування (введення), в результаті чого загалом застосовують 19 або 20 І/О-ліній. Додаткові І/О-лінії процесора можуть виконувати супровідні функції, зокрема, за допомогою з'єднувача для передачі послідовних даних, з метою повідомлення, спостереження та налагодження. На Фіг.1а показано електронну схему пристрою, розміщену на печатній платі (РСВ), 21 PIC16F872-процеcop 7, 5 В стабілізатор живлення 8, кварцовий резонатор (4МГц, не показано), компоненти для функції автоматичного підтримання живлення, два кнопкові перемикачі (R, Т), два індикаторні LED 91, 92 з резисторами, (необов'язково) зумер (не показано), вісім освітлювальних LED 4’, 4’’, ... з різними значеннями довжини хвиль (УФ, синього, зеленого, жовтого, оранжевого, червоного, ІЧ1, ІЧ2) з відповідними резисторами, два фото діоди 5’, 5’’, два керовані струмом операційні підсилювачі 6’, 6’’ з відповідними резисторами зворотного зв'язку, а також з'єднувачі для внутрішнього програмування та спостереження (не показано). Пристрій для автентифікації також включає два кнопкові перемикачі R та Т (позначені як "еталон" та "тест"), які здатні активувати джерело живлення пристрою 8, коли перебувають у притиснутому стані, додатково до запущення їх основних функцій "визначення еталонного значення" та "тестування зразка", відповідно. Джерело живлення 8 залишається активним після відпускання кнопок, доки процесор 7 сам не зупиняється після завершення операцій. Пристрій включає два LED-індикатори, зелений 91 для "прийнято" і червоний 92 для "відхилено", для показу результату операції. Необов'язково може бути передбачений зумер для створення звукового контрольного сигналу. Коли кнопка R ("еталон") є натиснутою, пристрій вимірює оптичні характеристики контрольного зразка і зберігає відповідні цифрові значення у постійній пам'яті процесора 7. Індикатор "прийнято" 91 передбачено для вказування на успішне завершення отримання еталонних даних. Пристрій сам вимикається після попередньо заданого короткого часу очікування. Коли кнопка Т ("тест") є натиснутою, пристрій вимірює оптичні характеристики випробуваного зразка і порівнює відповідні цифрові значення з попередньо збереженими значеннями контрольного зразка, згідно з заданим алгоритмом, який зберігається у пам'яті процесора 7. Зелений індикатор "прийнято" 91 установлюють таким чином, щоб він вказував на позитивний результат автентифікації, тоді як червоний індикатор "відхилено" 92 вказує на негативний результат автентифікації, згідно з попередньо заданим критерієм. Пристрій сам вимикається після попередньо заданого короткого часу очікування. Пристрій згідно з типовим варіантом втілення було призначено для роботи від стандартного 9 В батарейного блока 10, який стабілізують за допомогою схеми керування живленням 8 для досягнення потрібної робочої напруги 5В. Уся печатна плата (РСВ) міститься у корпусі 2, який також включає тримач для батарей 10 для 9 В комплекту батарей або батареї і РММА СРС 3 як випромінювальний/збиральний оптичний компонент. Цей модульний пристрій для автентифікації, який втілює спосіб згідно з винаходом, у першому прикладі є призначеним для автентифікації зразків з сертифікованими контрольними виробами шляхом порівняння інтенсивності світла, відбитого під двома різними кутами для 8 або більшої кількості характеристик освітлення в УФ, видимому або 87455 22 нижньому 14 діапазонах спектра. Ці характеристики освітлення зумовлюються спектрами випромінення відповідних освітлювальних LED 4’, 4’’, ..., які, таким чином, можуть бути вибрані для відповідності конкретному типові застосування. Спеціалістові в даній галузі, після ознайомлення з представленим описом, стане зрозумілою можливість багатьох альтернативних варіантів втілення. Він зможе вибрати застосування більш ніж 8 LED для збільшення спектрального розпізнавання, або ж може вибрати менш ніж 8 LED і призначити вільні І/О-контакти для додаткових вхідних функцій, наприклад, для додаткових фото детекторів або дисплея. Він також на вибір може застосовувати більше двох збиральних волокон О та фотодетекторів 5’ для ще більшого підвищення розпізнавальної здатності пристрою для залежних від кута спектрально мінливих особливостей. Далі буде розглянуто спосіб автентифікації виробу, що має на собі позначку, яка має попередньо задані особливі оптичні характеристики. Тобто, спосіб може розглядатись як такий, що складається з першої частини, "отримання еталонних даних", та другої частини, "тестування", які можуть виконуватися незалежно одна від одної й окремо в часі та просторі. Фігури 3а та 3b детально пояснюють частину способу, яка складається з отримання еталонних даних, у якій застосовують пристрій для автентифікації для вимірювання й зберігання еталонних даних про відбивну здатність позначення на контрольному предметі: а) послідовне освітлення вищезгаданого позначення принаймні двома випроміненнями, тобто, з властивостями світла, що має різні спектральні характеристики; б) для кожного етапу освітлення під п.а) збирання світла, відбитого вищезгаданим позначенням принаймні під двома заданими різними кутами спостереження відносно площини позначення, та вимірювання його інтенсивності; в) зберігання виміряних значень інтенсивності з етапу б) у постійному цифровому запам'ятовуючому пристрої. Згідно з Фіг.3а, отримання еталонних даних здійснюють окремо для кожного окремого контрольного виробу U, V, ... . Пристрій для автентифікації може бути застосований для автентифікації лише одного певного виробу за один раз. У другому прикладі отримання еталонних даних згідно з Фіг.3b кілька контрольних виробів U, V, ... піддають вимірюванню, і їх дані зберігають разом в одному пристрої для автентифікації, який потім може служити для автентифікації багатьох різних виробів. Фігури 4а та 4b детально пояснюють частину способу автентифікації, яка полягає у тестуванні згідно з винаходом, причому пристрій для автентифікації, який включає попередньо збережені еталонні дані, застосовують для порівняння даних щодо відбивної здатності позначення на виробі, який піддають тестуванню, з вищезгаданими попередньо збереженими еталонними даними: 23 г) послідовне освітлення вищезгаданого позначення принаймні двома випроміненнями, тобто, з властивостями світла, що має різні спектральні характеристики, як на етапі а); д) для кожного етапу освітлення під п.г) збирання світла, відбитого вищезгаданим позначенням принаймні під двома заданими різними кутами спостереження відносно площини позначення, та вимірювання його інтенсивності; є) порівняння вищезгаданих виміряних значень інтенсивності з етапу д) з попередньо збереженими відповідними еталонними значеннями згідно з заданим алгоритмом і одержання показника автентичності на основі результату порівняння з застосуванням попередньо визначеного критерію прийняття рішень. Варіант втілення, показаний на Фіг.4а, дозволяє користувачеві перевіряти справжність позначення без необхідності попереднього отримання еталонних даних або калібрування пристрою для автентифікації. Отримані відповідні дані від U’ порівнюють зі збереженими цифровими еталонними даними від U згідно з попередньо запрограмованим алгоритмом та критерієм прийняття рішень, і показується вказування щодо автентичності позначення ("прийнято" чи "відхилено"). Варіант втілення, показаний на Фіг.4b, дозволяє користувачеві самому отримувати еталонні дані щодо відбивної здатності контрольного виробу U до перевірки автентичності випробуваного виробу U’ за допомогою того самого пристрою для автентифікації. Так само, випробувані та еталонні дані порівнюють у цифровій формі, застосовуючи попередньо запрограмований алгоритм та критерій прийняття рішень, і при цьому отримується й показується вказування щодо автентичності захисного позначення ("прийнято" чи "відхилено"). Основна перевага описаного авторами способу над способами існуючого рівня техніки полягає у широких допустимих межах коливань апаратних характеристик пристрою: один пристрій застосовують для порівняння виробу, який піддають тестуванню, з сертифікованим автентичним контрольним виробом. Таке завдання не вимагає абсолютних значень фізичних величин, які піддають вимірюванню та порівнянню; достатньо лише порівняти виріб, який піддають тестуванню, у тому вигляді, в якому його спостерігають за допомогою зазначеного пристрою для автентифікації, з контрольним виробом, у тому вигляді, в якому його спостерігають за допомогою того ж самого пристрою для автентифікації. Це дозволяє обійтися без точного дотримання технічних вимог і, таким чином, знизити витрати на виробництво пристрою для автентифікації. Пристрій для автентифікації згідно з винаходом може бути призначений для вимірювання та порівняння додаткових оптичних властивостей, крім коефіцієнта дифузного відбиття, оптично мінливих (з мінливим кольором) поверхонь; до таких додаткових властивостей належать миттєве та затримане люмінесцентне випромінення та характеристики залежної від часу люмінесценції. Цього досягають завдяки належному програмуванню процесора або контролера у поєднанні з відповід 87455 24 ними апаратними засобами для здійснення потрібних послідовностей освітлення-виявлення та традиційного аналізу сигналу. Магнітні властивості оцінюють аналогічним чином, шляхом додавання магнітного датчика до пристрою та з'єднання його вихідних даних, після належного попереднього підсилення, з вхідними даними аналого-цифрового перетворювача схеми мікроконтролера й забезпечення належного програмування пристрою. Згідно з варіантом втілення способу автентифікації, як показано на Фіг.2, автентифікують зразок, який має позначення, яке має залежний від кута зору спектр відбиття світла. Пристрій для автентифікації має вимірювальну головку згідно з Фіг.1Ь, яка включає 8 різних LED 4’, 4’’, ... , 4’’’’’’’’, які є з'єднаними з 8 вихідними лініями процесора 7 (контакти з 21 по 28) і випускають промені УФ, видимого та інфрачервоного (від 350 до 1050нм) діапазону спектра. Пристрій також має два фотодіоди 5’, 5’’, які є чутливими до всього діапазону випромінення (від 350 до 1050нм) вищезгаданих LED. Вищезгадані фотодіоди 5’, 5’’ є з'єднаними з керованими струмом підсилювачами напруги 6', 6" з помірним коефіцієнтом посилення, які, у свою чергу, доставляють свій вихідний сигнал до аналого-цифрового перетворювача (A/D) процесора 7 (контакти 2, 3). Вимірювальну головку пристрою для автентифікації прикладають до позначення і процедуру автентифікації розпочинають шляхом натискання кнопки "тест" або кнопки "еталон". Після увімкнення та ініціалізації процесор 7 послідовно вмикає 8 LED 4’, 4’’,..., і для кожного етапу і цієї послідовності, вводить у свою оперативну пам'ять два цифрові значення, Іо(і) та Ig(i), які отримуються від сигналів, які доставляються фотодіодами 5’, 5’’ через посилювачі 6’, 6’’ до аналого-цифрових перетворювачів процесора 7 (контакти 2, 3). Вищезгадані значення представляють інтенсивність світла, відбитого від поверхні позначень під майже ортогональним кутом (Іо(і)) та майже ковзним кутом (Ig(i)) для даної характеристики освітлення і. І нарешті, передбачено 16 значень, які відповідають результатам інтенсивності для 8 LED, які являють собою грубе представлення спектрів коефіцієнта дифузного відбиття зразка як при майже ортогональному, так і при майже ковзному кутах відбиття для характеристик освітлення, які піддають перевірці. В альтернативному варіанті втілення способу вищезгадані вимірювані значення можуть додатково коректуватися з урахуванням систематичних похибок вимірювання, таких як вплив фонового випромінення або повільно змінюваних параметрів пристрою (інтенсивності світла і т. ін.). Дані, алгоритми та параметри здійснення такого коректування можуть міститись у внутрішній пам'яті пристрою. У варіанті втілення отримання еталонних даних також може здійснюватися по відношенню до білого еталона, і значення оптичної густини D виводять згідно з формулою D=log10(Iw/I); Іw = відбита інтенсивність білого еталона: І = відбита інтенсивність позначення за тих самих умов. Значення бі 25 лого еталона Iw в оптимальному варіанті зберігають для того, щоб використовувати їх з тією самою метою в наступних перевірках. У циклі "отримання еталонних даних" отримані значення переносять як еталонні значення IoR(i), IgR(i) у постійну пам'ять процесора 7, і закінчення операції підтверджується. Після короткого часу очікування процесор 7 вимикає пристрій. У циклі "тестування" пари значень Іо(і), Ig(i) порівнюють зі збереженими парами еталонних значень IoR(i), IgR(i), попередньо отриманих від еталонного зразка з застосуванням тих самих геометричних форм, умов та обладнання для вимірювання. Вищезгадане порівняння здійснюють шляхом використання різниць do(i)=Io(i)-IoR(i), dg(i)=Ig(i)-IgR(i) і шляхом, наприклад, підсумовування квадратів відхилень: S=do(i)2+dg(i)2 (сума за всіма і) 87455 26 або, в альтернативному варіанті, абсолютних значень: S=|do(i)|+|dg(i)| (сума за всіма і) Значення S, яке є мірою відповідності виміряних та еталонних значень, зрештою перевіряють відносно попередньо заданого критерію для того, щоб визначити, чи вважається зразок, який піддають перевірці, -автентичним. Демонструється результат автентифікації й підтверджується закінчення операції. Після короткого часу очікування процесор 7 вимикає пристрій. За наявності негайної відповіді відбиття світла на динаміку освітлення і відносно великої інтенсивності наявної сигналу, увесь цикл або послідовність вимірювання можна здійсни і и досить швидко, як правило, не довше, ніж приблизно за мілісекунду. Завдяки цьому, спосіб та пристрій є однаково придатними як для високо-, так і для низькошвидкісної автентифікації. 27 87455 28 29 Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 87455 Підписне 30 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601