HU211281B

HU211281B - Method for identificating objects on the basis of the forming and checking their surface roughness, further an object having surface suitable to said identification

Info

Publication number: HU211281B
Application number: HU9402179A
Authority: HU
Inventors: Janos Dombi; Gyula Jeszenszky; Lajos Pikler
Original assignee: Lajos Pikler
Priority date: 1994-07-25
Filing date: 1994-07-25
Publication date: 1996-11-28
Also published as: DE69509777D1; EP0772843A1; EP0772843B1; HU9402179D0; ATE180343T1; AU2934695A; US20020126889A1; WO1996003714A1; DE69509777T2

Description

Atalálmány tárgya eljárás tárgyak azonosítására felületi érdességük kialakítása és ellenőrzése alapján, amelynek során a tárgyra annak felületét érdesítő megjelölést készítünk, a megjelölés képét és/vagy kódját előnyösen a tárgy más azonosítási adataival együtt számítógép memóriaegységében és/vagy hordozható tárolóeszközön tároljuk, azonosítás során pedig az azonosítandó tárgyon lévő megjelölés képét és/vagy kódját a tárolttal összehasonlítjuk.

A találmány tárgya továbbá azonosításra alkalmas felülettel rendelkező tárgy, amely optikai úton hozzáférhető felületén fizikai és/vagy kémiai módon előállított, felületi érdességet megváltoztató megjelöléssel rendelkezik.

Tárgyak, különösen árucikkek csomagolásának lezárásához használatos zárjegyek, továbbá bankjegyek, hitelkártyák, hivatalos okmányok, igazolványok, közokiratok, fuvarokmányok, fémzárak hamisítás elleni védelmére, valamint gépek és berendezések, így közlekedési, katonai eszközök és objektumok egyértelmű azonosítására szolgáló különböző műszaki megoldásokat már régtől fogva alkalmaznak.

Az ismertté váló eljárások hátránya azonban, hogy csak addig jelentenek hatásos védelmet, amíg a hamisítók még fejlettebb technikával ismételhetővé nem teszik az azonosítást, megkülönböztethetőséget szolgáló megjelöléseket, illetve felderíthetővé és utánozhatóvá nem teszik a védelmet jelentő titkos kódokat.

A szabadalmi irodalomban több megoldás található, amelyek során a tárgyak felületén különböző módon rejtett jelöléseket helyeznek el. így például az US 4,988,126 lajstromszámú szabadalmi leírás szerint dombornyomatos dokumentumok magas/domború és/vagy mély/homorú zónákban lumineszcens kompozícióval tovább jelölhetők, így a dombornyomat térbeli tükrözéssel rendelkezik, ami vizuálisan és műszer segítségével ellenőrizhető. A dokumentum adatai ezáltal mind belejavítás, mind hamisítás szempontjából egyszerűen ellenőrizhetők.

Hátránya azonban, hogy speciális megjelölést igényel, amit minden esetben az objektum tartalmához kell igazítani. További hiányossága, hogy az eljárás csak dokumentumok esetében használható.

A találmánnyal célunk az ismert technikák hiányosságainak kiküszöbölése, és olyan hamisítást megakadályozó vagy felderíthetővé tévő változat kidolgozása volt, amely viszonylag egyszerű technikával megvalósítható, de az eljárás során alkalmazott megjelölés eló'állítására szolgáló eszközök és lépések ismertté válása után sem lehetséges a hamisítást jelentő utánzás.

Célunk volt továbbá, hogy az eljárás a legkülönfélébb tárgyak esetében egyaránt használható legyen.

A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy ha alkalmasan választott eljárással a tárgy azonosítására szolgáló megjelölést a felületet érdesítő háromdimenziós elemi képződmények kaotikus elrendezésű halmazából állítjuk elő, akkor a kialakult megjelölés - a véletlenszerű elrendeződés miatt - teljesen azonos formájában biztosan nem ismételhető meg, azaz ez a megjelölés önmagában alkalmas a tárgy egyértelmű és megismételhetetlen egyedi megkülönböztető megjelölésére, tehát ha ezt a megjelölést megfelelő módon tároljuk, akkor később az eltárolt képet alkalmas eszközzel bármikor összehasonlíthatjuk az eredeti megjelöléssel, és ezáltal az azonosítás megvalósítható, így tehát a feladat megoldható.

Vizsgálataink során felismertük, hogy az előzőekben meghatározott feltételeknek megfelelő megjelölést kapunk, ha ajelölendő felületet sztochasztikus elektroeróziós hatásnak tesszük ki. Szochasztikus elektroerózió alkalmazása során ugyanis, valamely felületnek elektromos töltésekkel rendelkező részecskék útján történő maradandó megváltoztatását úgy tudjuk végrehajtani, hogy a megjelölendő felület elemi részei és a felületet alakító részecskék közötti kölcsönhatás - és így a kialakult térbeli kaotikus minta is - véletlenszerű és megismételhetetlen jelenségek eredménye.

További felismerésünk szerint a sztochasztikus hatás legnagyobb mértékben a villamos ívjelenségekben nyilvánul meg, amikor a villamos átütések nanoszekundumnál rövidebb idejű, igen erősen koncentrált energiájú hatása gyakorlatilag leszakítja a felület egy részét. Ebből adódóan az eljárás megvalósítására a szikraforgácsolás bizonyos sajátos körülmények közötti alkalmazása a legkedvezőbb.

A találmányi gondolat részét képezte, hogy a tárgy ebben az esetben nem csak maga a hamisítástól védendő tárgy lehet, de lehet egy olyan nyomófelület is, amellyel az azonosítandó tárgyakat dokumentálható módon látjuk el a felületi megjelöléssel.

A kitűzött célnak megfelelően a találmány szerinti eljárás tárgyak azonosítására, felületi érdességük kialakítása és ellenőrzése alapján, - amelynek során a tárgyra annak felületét érdesítő megjelölést készítünk, a megjelölés képét és/vagy kódját előnyösen a tárgy más azonosítási adataival együtt számítógép memóriaegységében és/vagy hordozható tárolóeszközön tároljuk, azonosítás során pedig az azonosítandó tárgyon lévő megjelölés képét és/vagy kódját a tárolttal összehasonlítjuk, - azon alapul, hogy a háromdimenziós kaotikus elrendezésű elemi képződményeket tartalmazó megjelölést sztochasztikus elektroerózióval és/vagy sztochasztikus elektroerózió útján előállított nyomófelülettel hozzuk létre.

A találmány szerinti eljárás további ismérve lehet, hogy a sztochasztikus elektroerózió létrehozásához szikraforgácsoló berendezést használunk.

Az eljárás szempontjából előnyös, ha a szikraforgácsoló berendezés üresjárási feszültségét 60-100 V közötti értékre, a csúcsáramerősségét 2-25A közötti értékre, impulzusszélességét 10-800 ps közötti értékre, az impulzusok közötti szünet értékét pedig 10-800 ps közötti értékre állítjuk be.

Egy kedvező eljárás változatnál a szikraforgácsoló berendezés beállítható jellemzőinek bármelyikét vagy mindegyikét generátorral vezéreljük. Generátorként véletlen- vagy kvázivéletlen-generátort használunk.

Az eljárás ismét más változatánál a nyomófelülettel a megjelölést - szükség esetén egyéb információkat tartalmazó - papírra és/vagy fémlemezre és/vagy fém2

HU 211 281 A szálra és/vagy műanyaglemezre nyomtatjuk, továbbá a lenyomatot szükség esetén átlátszó anyaggal bevonjuk.

A megjelölést, a megjelölést hordozó tárgy rendeltetésszerű állapotában (pl. lezárt csomagolás, beépített alkatrész helyzetében) készítjük el.

Az eljárás ismét eltérő változata esetén a megjelölés képét videokamerával, vagy optikai interferométerrel állítjuk elő, majd szükség esetén átalakító eszközzel digitalizált kódot hozunk létre.

Az eljárás szempontjából előnyös, ha a nyomófelülettel utoljára, és azt megelőzően előállított megjelölés kódjainak a megszabott tűréshatáron túlmenő eltérése esetén a nyomófelületet kicseréljük vagy felújítsuk, vagy áttérjünk a megváltozott kód dokumentálására. A nyomófelület felújítása során annak felületét újból megmunkáljuk.

A kitűzött célnak megfeleló'en a találmány szerinti azonosításra alkalmas felülettel rendelkező tárgy amely optikai úton hozzáférhető felületén fizikai és/vagy kémiai módon előállított, felületi érdességet megváltoztató megjelöléssel rendelkezik - oly módon van kialakítva, hogy a felületi érdességet alkotó elemi képződmények kaotikus elrendezésben vannak.

A találmány szerinti azonosításra alkalmas felülettel rendelkező tárgy további jellegzetessége lehet, hogy a felületi érdesség elemi képződményeinek mérete 0,130 pm között van.

A találmány szerinti eljárást a továbbiakban példák segítségével ismertetjük részletesebben.

7. példa

Árucikkek csomagolásának lezárásához használatos zárjegyek hamisításának kizárására, és a hamisítás felderítésére - a zárjegyek kiegészítő megjelölésére alkalmas - nyomófelülettel rendelkező nyomóklisét készítettünk.

A klisé anyagának 8 mm átmérőjű, hengeres alakú, HRC-60 keménységű, KI edzettacélt választottunk, amelynek véglapjába szikraforgácsoló berendezéssel készítettük el a nyomófelületet.

A művelet során a szikraforgácsoló berendezés paramétereit az alábbiak szerint állítottuk be:

üresjárási feszültség: 60-100 V, csúcsáramerősség: 2-25 A, impulzusszélesség 10-800 ps, impulzusok közötti szünet: 10-800 ps.

Az alkalmazott szikraforgácsoló berendezésnél a fenti paraméterek három-öt durva fokozatban és ezeken belül finoman is beállíthatók voltak. A szikraforgácsolás alatt a paramétereket véletlen-generátorral vezéreltük úgy, hogy a véletlen-generátor kimenete az adott paraméter durva fokozatának beállítását változtatta.

A forgácsoláshoz dielektrikumként dízelolajat alkalmaztunk, de használható petróleum, transzformátorolaj, kerozin, SOE olajszármazék vagy ezek keveréke is.

A szikraforgácsolás időtartamát 2 percben állapítottuk meg, de ez tág határok között, célszerűen 1-20 perc között tetszőlegesen változtatható.

A szikraforgácsolás után háromdimenziós kaotikus elrendezésű elemi képződményeket tartalmazó nyomófelületet hoztunk létre, majd a nyomófelülettel a zárjegynek a nyomtatást tartalmazó betétrétege felületét jelöltük meg, és ezt követően a fémfóliát átlátszó műanyagfóliával ismert módon rétegeltük, végül az így megjelölt zárjegyeket az árucikk csomagolásán rendeltetésüknek megfelelően elhelyeztük.

Az eljárás következő lépéseként a zárjegyeken lévő megjelölésről optikai eszközzel - esetünkben nagyfelbontású optikával rendelkező videokamerával - felvételt készítettünk, és így előállítottuk a megjelölés videoképét. A rögzített videoképet önmagában ismert hagyományos módon analóg-digitális átalakító segítségével digitalizáltuk, majd a digitalizált videokódot az adott árucikk azonosítására alkalmas egyéb jellemző adatokkal együtt a számítógép memóriaegységében visszakereshetően eltároltuk.

Az árucikkek azonosítása során először a vizsgálandó árucikk zárjegyén lévő megjelöléséről - az előzőekben foglaltakkal megegyező módon - videoképet, majd videokódot készítettünk.

Ezt az ellenőrzés során készített videokódot és a korábban már eltárolt videokódot számítástechnikai eszköz segítségével összehasonlítottuk. Az összevetés eredményéről pedig a számítástechnikai eszköz útján kaptunk visszajelzést.

A nyomófelület használata során folyamatosan ellenőriztük annak állapotát, és amikor azt tapasztaltuk, hogy az eredeti nyomófelület a használat során túlságosan megkopott - és ezzel az azonosítás lehetőségét hátrányosan befolyásolta - a nyomófelületet ismételt szikraforgácsolással újra elkészítettük, továbbá az új videokódot is eltároltuk, majd a megjelölések készítését tovább folytattuk.

2. példa

Az 1. példa szerinti módon sorozatgyártásból kivett új, valamint már beépített helyzetben lévő autóalkatrészeket ugyancsak szikraforgácsolással jelöltünk meg. A megjelöléseket pedig a műveletet követően átlátszó, de ellenálló anyagból készült védőbevonattal láttuk el. Jelen esetben az autóalkatrészek motorblokkok és alvázelemek voltak.

A megjelölésekről videoképet, továbbá videokódot készítettünk, és az egy járműhöz tartozó alkatrészek videokódjait a gépkocsi egyéb adataival együtt számítástechnikai eszköz segítségével mágneskártyán, valamint chip-memóriában tároltuk el, amely információhordozót a forgalmi engedélyhez mellékeltünk.

Az autó azonosítását a mágneskártyán tárolt adatok és az eredeti elemeken lévő megjelölések összehasonlításával végeztük el.

Tapasztalataink azt mutatták, hogy ha a nyomóklisék előállítása során a körülményeket teljesen azonos módon alakítottuk ki, akkor sem kaptunk két azonos nyomófelületet. Annak valószínűsége ugyanis, hogy két nyomófelület optikai képe azonos legyen, kisebb mint 10*¹⁹.

Kísérleteink és próbáink azt is igazolták, hogy a fémfóliára nyomtatott megjelölések egyszerű videó- és számítástechnikai eszközök segítségével kódolhatók és azonosíthatók.

HU 211 281 A

A 2. példában ismertetett megoldás alkalmas arra, hogy nemcsak polgári célokat szolgáló gépek és berendezések, de katonai eszközök és objektumok fémesen vezető anyagú részeinek felületére utánozhatatlan, és így hamisíthatatlan megkülönböztető jelölést készítsünk. Az eljárás a korábban bemutatottak alapján ebben az esetben is alkalmas arra, hogy a jelöléseket korszerűen dokumentáljuk, és ezáltal széleskörű, megbízható és - szükség esetén - azonnali azonosításra alkalmassá tegyük az adott megjelölt tárgyat.

A példák szerinti megjelölések átlagos érdessége 10 pm körül volt, míg a képződmények mérete 0,415pm között változott. Ezek a geometriai méretek a megmunkálandó fém és/vagy az elektróda és/vagy a dielektrikum anyagának megválasztásával, valamint a szikraforgácsoló berendezés paramétereinek beállításával befolyásolhatók.

Az impulzusszélesség és/vagy az impulzusok közötti szünet értékének 50 ps alá, előnyösen 10-50 ps közötti tartományba és/vagy a csúcsáram 6A alá, célszerűen 2-6A közötti tartományba csökkentésével a képződmények geometriai méreteinek határa 0,4 pm alá szorítható. Ily módon csökkenthetjük, pl. a megjelölés helyigényét, megnehezítve ezzel az avatatlanok részére az észlelés lehetőségét.

Mivel a megjelölés méretei ebben az esetben igen kicsik, így a videokép előállításához már nem elegendő a hagyományos videokamera, hanem a felületi mikroegyenetlenségeket jobban érzékelő ultraibolya optikával felszerelt kamerára, vagy pl. optikai interferométerre van szükség.

Itt kell megjegyeznünk, hogy a szikraforgácsoló berendezéseken kívül más módon, pl. villamos plazmában lejátszódó folyamatokkal, vagy elektrolízissel is előállíthatunk megjelöléseket sztochasztikus elektroerózióval.

Magától értetődik továbbá, hogy a sztochasztikus elektroerózión kívül, pl. kémiai maratással és/vagy köszörüléssel is előállíthatók a találmány szerinti háromdimenziós kaotikus megjelölések.

A találmány szerinti megoldás előnye, hogy a legkülönfélébb tárgyak felületén alkalmazható mind a hamisítások felderítésére, mind megakadályozására, és a megjelölés előállítása, képének vagy kódjának rögzítése, átalakítása, tárolása és később annak az azonosításra történő fölhasználása egyszerű és megbízható módon történhet.

A találmány szerinti megoldás további előnye, hogy ha a hamisító lokalizálná is a megjelölést, és meg tudná állapítani az azonosításhoz tárolt kódot, a jelenleg rendelkezésre álló műszaki megoldásokkal akkor sem tudná elkészíteni a megjelöléssel azonos másolatot. Ehhez ugyanis a nanoszekundumnál rövidebb ideig tartó elektroeróziós folyamat pontos és minden paraméterre kiterjedő, térben és időben egyaránt koordinált szabályozására lenne szükség.

Előnyös az is, hogy a felület más módon történő utánzása az anyagszerkezet változása miatt egyszerűen felismerhető, ami tehát teljesen kizárja a másolás lehetőségét.

Kedvezőnek kell tekinteni, hogy a nyomófelülettel rendelkező klisé alkalmazása esetén az eljárással csomagolt árucikkek éppúgy megjelölhetők, mint a bankjegyek, hitelkártyák, hivatalos okiratok és okmányok, fuvarokmányok, fémzárak, valamint az értékpapírokban használatos fémszálak felülete, ami ezen - gyakran hamisított és eltulajdonított - tárgyak esetén is kizárja hamisítás lehetőségét, és igény szerint akár azonnali azonosítást is lehetővé tesz.

További előnynek tekinthető, hogy az önmagában is sztochasztikus ívjelenségek hatását egyszerűen tovább variálhatjuk, ha a szikraforgácsoló berendezés beállítható paramétereinek bármelyikét generátorral, előnyösen véletlen- vagy kvázivéletlen-generátorral vezéreljük.

Ugyancsak előnynek kell tekinteni, hogy az elemi képződmények jellemző méreteit a szikraforgácsolással akár 0,1 pm-ig is lecsökkenthetjük, ezáltal gyakorlatilag a legfinabb felülettel rendelkező azonosítandó tárgyon is „elbújtatható” az azonosítást szolgáló megjelölés. Ekkor azonban a megfelelően értékelhető kép előállítására sajátos optikai módszerek alkalmazására, pl. ultraibolya optikára vagy optikai interferométerre van szükség.

Az eljárás lényegéből adódó előny, hogy a megjelölés tetszőleges anyagú testek bármely hozzáférhető, és így ellenőrzésre is alkalmas felületére elkészíthető, akár a tárgy rendeltetésszerű használatának helyszínén és rendeltetésszerű használatának állapotában, pl. beépített alkatrész helyzetében is.

Szintén előnyös, hogy a lenyomatot hamisítás ellen és a felület megóvása érdekében önmagában ismert módon és egyszerű eszközökkel védőréteggel is bevonhatjuk,.

A találmány szerinti eljárás és termék jól alkalmazható az ipar, a gazdaság és hadászat minden területén tárgyak egyértelmű, hamisíthatatlan azonosítására, a tárgy anyagi jellemzőitől függetlenül.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás tárgyak azonosítására felületi érdességük kialakítása és ellenőrzése alapján, amelynek során a tárgyra annak felületét érdesítő megjelölést készítünk, a megjelölés képét és/vagy kódját előnyösen a tárgy más azonosítási adataival együtt számítógép memóriaegységében és/vagy hordozható tárolóeszközön tároljuk, azonosítás során pedig az azonosítandó tárgyon lévő megjelölés képét és/vagy kódját a tárolttal összehasonlítjuk, azzal jellemezve, hogy a háromdimenziós kaotikus elrendezésű elemi képződményeket tartalmazó megjelölést elektroerózióval és/vagy elektroerózió útján előállított nyomófelülettel hozzuk létre. (1994. 07.25.)
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a sztochasztikus elektroerózió létrehozásához szikraforgácsoló berendezést használunk. (1994. 11.25.)
3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szikraforgácsoló berendezés üresjárási feszült4

HU 211281 A ségét 60-100 V közötti értékre, a csúcsáramerősségét 2-25A közötti értékre, impulzusszélességét 10-800 gs közötti értékre, az impulzusok közötti szünet értékét pedig 10-800 gs közötti értékre állítjuk be. (1994. 11. 25.)
4. A 2. vagy a 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szikraforgácsoló berendezés beállítható jellemzőinek bármelyikét vagy mindegyikét generátorral vezéreljük. (1994. 11. 25.)
5. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy generátorként véletlen vagy kvázivéletlen-generátort használunk. (1994. 11. 25.)
6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nyomófelülettel a megjelölést - szükség esetén egyéb információkat tartalmazó papírra és/vagy fémlemezre és/vagy fémszálra és/vagy műanyaglemezre nyomtatjuk, továbbá a lenyomatot szükség esetén átlátszó anyaggal bevonjuk. (1994. 11. 25.)
7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a megjelölést a megjelölést hordozó tárgy rendeltetésszerű állapotában (pl. lezárt csomagolás, beépített alkatrész helyzetében) készítjük el. (1994. 11.25.)
8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a megjelölés képét videokamerával, vagy optikai interferométerrel állítjuk elő, majd szükség esetén átalakító eszközzel digitalizált kódot hozunk létre. (1994. 11. 25.)
9. A 6-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nyomófelülettel utoljára, és azt megelőzően előállított megjelölés kódjainak a megszabott tűréshatáron túlmenő eltérése esetén a nyomófelületet kicseréljük vagy felújítjuk, vagy áttérünk a megváltozott kód dokumentálására. (1994. 11. 25.)
10. A 9. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nyomófelület felújítása során annak felületét újból megmunkáljuk. (1994. 11. 25.)
11. Azonosításra alkalmas felülettel rendelkező tárgy, amely optikai úton hozzáférhető felületén fizikai és/vagy kémiai módon előállított, felületi érdességet megváltoztató megjelöléssel rendelkezik, azzal jellemezve, hogy a felületi érdességet alkotó elemi képződmények kaotikus elrendezésben vannak. (1994. 11. 25.)
12. A 11. igénypont szerinti tárgy, azzal jellemezve, hogy a felületi érdesség elemi képződményeinek mérete 0,1-30 gm között van.