NL9400782A - Aftastinrichting. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Aftastinrichting.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het bepalen van het geometrische patroon van een aantal vast met een voorwerp verbonden, in een transparant materiaal ingebedde, willekeurig door elkaar liggende vezels, vanuit één of meer verschillende richtingen.

Uit de internationale octrooiaanvrage WO-A-91/19614 is bekend, voorwerpen ten behoeve van de beveiliging daarvan te voorzien van een uniek kenmerk in de vorm van een patroon van willekeurig door elkaar liggende vezels. Dergelijke vezels zijn van een willekeurig materiaal, zoals een kunststof, een metaal of dergelijke, zijn ingebed in een voor een bepaalde straling transparant materiaal, zoals een kunststof, glas of dergelijke, en zijn vast verbonden met het voorwerp, zoals een dokument, een bankbiljet, een kaart of een paspoort, of ook een kunstvoorwerp, een auto of een ander waardevol object. Het voorwerp wordt door het vezelpatroon geheel geïndividualiseerd, waardoor de aanwezigheid van een bepaald vezelpatroon effectief gebruikt kan worden om het voorwerp te beschermen tegen vervalsing of namaak, en om diefstal van het voorwerp tegen te gaan. Hiertoe wordt het door de individuele vezels gevormde patroon optisch afgetast om geometrische configuraties van de vezels te bepalen. Een dergelijke aftasting kan plaatsvinden door het in wezen driedimensionale vezelpatroon vanuit één richting te beschouwen, maar het is ook mogelijk het vezelpatroon vanuit meerdere richtingen af te tasten, waardoor men een combinatie van een aantal min of meer verschillende, maar wel bij elkaar behorende patronen verkrijgt, wat een hogere graad van beveiliging oplevert.

Het boven beschreven patroon kan zeer eenvoudig en tegen zeer lage kosten op of in een voorwerp worden aangebracht, en is derhalve bijzonder geschikt voor toepassing op grote schaal, zoals voor de beveiliging van bankbiljetten, paspoorten en creditcards of soortgelijke kaarten voor uiteenlopende toepassingen. Het spreekt vanzelf, dat voor grootschalige toepassingen ook op grote schaal apparatuur benodigd is voor het aftasten van het patroon. Tot op heden was geen apparatuur beschikbaar waarmee op economische wijze kon worden voorzien in deze behoef- te.

De uitvinding beoogt een inrichting van de in de aanhef genoemde soort op eenvoudige en goedkope wijze te kunnen vervaardigen, zodat een robuust en betrouwbaar geheel met beperkte afmetingen wordt verkregen, en verschaft daartoe een inrichting, omvattende tenminste één stralingsbron welke is ingericht om straling uit te zenden naar een matrix van stralingsdetectoren, waarbij is voorzien in middelen voor het plaatsen van het voorwerp met het patroon in de baan van de straling. In een dergelijke opstelling wordt door de of elke stralingsbron een schaduwbeeld van het patroon op de matrix van de stralingsdetectoren geworpen, waarbij in het algemeen zowel geometrische onscherpte als buigingsonscherpte van het schaduwbeeld optreden. Deze onscherpten zijn echter met behulp van geschikte bewerkingen op de met behulp van de stralingsdetectoren verkregen beeldinformatie eenvoudig te corrigeren, waardoor een goed bruikbare projektie van het patroon kan worden opgenomen met de inrichting volgens de uitvinding. De aldus verkregen beeldinformatie wordt met behulp van rekenmiddelen verder bewerkt voor het verkrijgen van één of meer aan het patroon te ontlenen beveiligingskenmerken.

Er zij opgemerkt, dat uit het Amerikaanse octrooischrift US-A-4 682 794 en de Europese octrooiaanvrage EP-A-0 384 274 inrichtingen bekend zijn voor het uitlezen van een code die door middel van optische vezels in een kaart is aangebracht. De optische vezels lopen van een willekeurige eerste plaats op de zijkant van de kaart op willekeurige wijze naar een willekeurige tweede plaats op de zijkant van de kaart. Door vanaf de zijkant van de kaart straling in de optische vezels te sturen, ontstaat aan de vezeluitgangszijden op de zijkant van de kaart een voor de specifieke kaart karakteristiek lichtvlekpatroon. In deze inrichtingen spelen de door de individuele vezels gedefinieerde geometrische configuraties geen enkele rol.

Verder zij opgemerkt, dat het Europese octrooischrift EP-B-0 054 071 een inrichting beschrijft waarin van een gebied van een blad materiaal, zoals een blad papier, waarin zich vezels kunnen bevinden, de doorschijnendheid wordt bepaald. Er is sprake van het meten van een gemiddelde doorschijnendheid over een gebied dat een groot aantal vezels bevat; de door de individuele vezels gedefinieerde geometrische configuraties spelen geen enkele rol.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding zijn de afmetingen van de stralingsdetectoren kleiner dan de dwarsafmetingen van de vezels, waardoor men een hoge resolutie van de op de matrix van stralingsdetectoren geprojecteerde schaduwbeelden verkrijgt.

Bij voorkeur omvat de inrichting tenminste twee stralings-bronnen die zijn ingericht om straling vanuit verschillende richtingen uit te zenden naar de matrix van stralingsdetectoren. In een dergelijke opstelling wordt nuttig gebruik gemaakt van het feit dat het patroon driedimensionaal is, waarbij de schaduwbeelden van hetzelfde patroon vanuit verschillende posities ook verschillende geometrische configuraties op de matrix van stralingsdetectoren opleveren. De combinatie van de verschillende geometrische configuraties is geheel kenmerkend voor het patroon, dat aldus onmogelijk vervalst kan worden. Indien ervoor wordt gezorgd, dat de golflengte van de door de stralingsbronnen uitgezonden straling onderling verschillend is, kunnen gelijktijdig verschillende schaduwbeelden worden opgenomen en door middel van geschikte beeldbewerkingstechnieken gemakkelijk onderling worden gescheiden, waardoor de aftasting van het patroon vanuit verschillende richtingen snel kan geschieden.

In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat de inrichting volgens de uitvinding middelen voor het wijzigen van de positie van de stralingsbron ten opzichte van de stralingsdetectoren. Aldus kan de stralingsbron bijvoorbeeld in twee verschillende posities worden gebracht, in elk waarvan het schaduwbeeld van het patroon op de matrix van stralingsdetectoren wordt bepaald.

In een andere voorkeursuitvoeringsvorm omvat de inrichting volgens de uitvinding een of meer spiegels of prisma's voor het reflecteren van de van de stralingsbron afkomstige straling via het vezelpatroon naar de stralingsdetectoren. Deze spiegels of prisma's kunnen worden gebruikt voor het richten van de straling, waardoor meer vrijheid in de vormgeving van de inrichting ontstaat. Ook kunnen de spiegels of prisma's worden gebruikt om één stralingsbron meerdere stralingsbundels te doen opwekken.

Bij voorkeur is de stralingsbron ingericht om straling uit te zenden met een golflengte in het nabije infrarood. Hiermee kan een goede scheiding van de door de stralingsbron(nen) uitgezonden straling en strooilicht van buiten de inrichting worden bereikt, bijvoorbeeld door het toepassen van een spectraal scheidingsfilter voor de stralingsdetectoren, of door het voorwerp zelf het strooilicht te laten tegenhouden. Tevens biedt deze maatregel de mogelijkheid, het vezelpatroon op te nemen in een transparant materiaal dat weliswaar voor straling in het nabije infrarood transparant is, maar zichtbaar licht absorbeert. Aldus kan het vezelpatroon op een verborgen wijze in een voorwerp worden aangebracht. Doelmatig is de golflengte van de straling 800 - 1000 nm , en bij voorkeur 950 nm.

Een bijzonder geschikte stralingsbron is een straling uitzendende diode (LED, IED). Een dergelijke stralingsbron is klein, eenvoudig en goedkoop.

Bij voorkeur is de afstand tussen het patroon en de stra-lingsdetectoren minder dan 3 mm, en in het bijzonder minder dan 1 mm. Op deze wijze is ook van zeer dunne vezels, bijvoorbeeld met dwarsafmetingen in de orde van 0,04 mm, een voldoende scherp schaduwbeeld op de stralingsdetectoren te verwachten, rekening houdend met de optredende geometrische onscherpte en buigingson-scherpte.

Uit proefnemingen is gebleken, dat in een optimale configuratie de afstand tussen de stralingsbron en het patroon tenminste ongeveer gelijk is aan de afstand tussen het patroon en de stralingsdetectoren. Hiermee wordt een vergroting van het schaduwbeeld tot afmetingen die aanzienlijk groter zijn dan die van het oorspronkelijke vezelpatroon, vermeden, waardoor de gevoeligheid van de inrichting voor zowel de afstand van het voorwerp tot de stralingsdetectoren als de afstand van de stralingsbron tot de stralingsdetectoren zeer klein gemaakt kan worden.

In een eenvoudige, robuuste en goedkope uitvoeringsvorm maken de stralingsdetectoren deel uit van een CCD (ladingsgekop-pelde inrichting).

Een bijzonder compacte uitvoering van de inrichting volgens de uitvinding kan worden verkregen wanneer deze is voorzien van een stralingsgeleider van een vaste stof voor het geleiden van de straling van de stralingsbron naar de plaats van het vezelpa-troon, en/of een stralingsgeleider van een vaste stof voor het geleiden van de straling van de plaats van het vezelpatroon naar de stralingsdetectoren.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de bijgaande tekening, waarin: fig. 1 de geometrie van een patroon van een aantal willekeurige door elkaar liggende individuele vezels op sterk vergrote schaal toont; fig. 2 een kaart met een vezelpatroon toont; fig. 3 een schilderij met een vezelpatroon toont; fig. 4 schematisch in zijaanzicht een inrichting volgens de uitvinding toont voor het aftasten van het vezelpatroon van de kaart volgens fig. 2; fig. 5 schematisch in zijaanzicht en gedeeltelijk in dwarsdoorsnede een inrichting volgens de uitvinding toont voor het aftasten van het vezelpatroon van het schilderij volgens fig. 3; fig. 6 schematisch in zijaanzicht en gedeeltelijk in dwarsdoorsnede een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding toont; fig. 7 schematisch in zijaanzicht en gedeeltelijk in dwarsdoorsnede nog een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding toont; fig. 8 schematisch in zijaanzicht en gedeeltelijk in dwarsdoorsnede nog weer een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding toont; en fig. 9 schematisch in zijaanzicht en gedeeltelijk in dwarsdoorsnede een alternatieve uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding toont.

In de verschillende figuren hebben gelijke verwijzingscij-fers betrekking op gelijke elementen of elementen met een gelijke functie.

Fig. 1 toont een patroon 2 van willekeurig over elkaar heen liggende vezels 4. De vezels 4 kunnen onderling van een verschillend materiaal zijn en ook de dwarsafmetingen van de vezels 4 kunnen onderling verschillen. De vezels 4 definiëren een aantal verschillende, vaste geometrische configuraties doordat zij zijn opgenomen in een transparant basismateriaal dat de vezels geheel omgeeft en ondersteunt. De vezels 4 zijn zichtbaar vanaf een oppervlak van het dragermateriaal 5, en kunnen vanaf dit oppervlak optisch waargenomen worden via het transparante materiaal 5 voor het bepalen van de geometrische configuraties van de vezels 4. In een bepaalde toepassing kunnen de vezels gemiddelde dwarsafmetingen van 0,04 mm hebben en bijvoorbeeld bestaan uit een polyester kern met een mantel van polyamide. De vezels 4 kunnen deel uitmaken van een nonwoven.

Fig. 2 toont een kaart 6, bijvoorbeeld een creditcard, een toegangskaart of dergelijke, welke is voorzien van een vezelpa-troon in een venster 8. Het venster 8 is gevuld met transparant materiaal 5 waarin de vezels 4 zijn ingebed. Het vezelpatroon 2 kan zowel vanaf de voorzijde van de kaart 6 als van de achterzijde daarvan worden waargenomen door een lichtbron te plaatsen aan de tegenoverliggende zijde van de kaart 6.

Fig. 3 toont een schilderij 10, waarin nabij een hoek in 'een uitsparing 12 een vezelpatroon 2 is aangebracht. Het vezelpatroon 2 in het schilderij 10 kan uitsluitend vanaf de in de figuur getoonde zijde worden waargenomen, waartoe achter het vezelpatroon is voorzien in een achtergrond die contrasteert met de vezels 4.

Fig. 4 toont een gedeelte van de zijkant van de kaart 6 van fig. 2 op vergrote schaal. De inrichting die een huis 13 omvat waarin de kaart 6 is geplaatst, omvat een stralingsbron 14, zoals een LCD, die een bundel 16 van gelijkmatige straling kan werpen op een matrix 18 van stralingsdetectoren 20. De kaart 6 is zodanig tussen de stralingsbron 14 en de stralingsdetectorma-trix 18 geplaatst, dat de stralingsbundel is gericht op het vezelpatroon 2 in het venster 8 van de kaart, waardoor op de stralingsdetectormatrix 18 een schaduwbeeld van het vezelpatroon ontstaat en kan worden uitgelezen. Desgewenst kunnen verschillende schaduwbeelden van het driedimensionale vezelpatroon 2 op de stralingsdetectormatrix 18 worden geworpen door de stralingsbron in de richting van één van de pijlen 22 te verplaatsen. De afstand tussen de stralingsbron 14 en het vezelpatroon 2 is bijvoorbeeld ongeveer 80 mm, terwijl de afstand tussen het vezelpatroon 2 en de stralingsdetectormatrix 18 bijvoorbeeld ongeveer 1 mm is, bij een gemiddelde vezeldwarsafmeting van 0,04 mm en een vezelpatroonoppervlak in de orde van 1 mm2.

Fig. 5 toont op vergrote schaal een gedeelte van de dwarsdoorsnede van het schilderij 10 ter plaatse van de uitsparing 12 met het vezelpatroon 2. De stralingsbron 14 werpt een stralings-bundel 16 op het vezelpatroon 2, welke straling achter het vezelpatroon op een reflecterend oppervlak 24 wordt teruggekaatst en wordt opgevangen op de stralingsdetectormatrix 18. Door parallax-verschijnselen zal bij een spiegelend oppervlak 24 een tweetal onderling verschoven schaduwbeelden van het vezelpatroon 2 op de stralingsdetectormatrix 18 verschijnen.

Fig. 6 illustreert de opbouw van een soortgelijke inrichting als die volgens fig. 4, waarbij in fig. 6 echter twee stralingsbronnen 14a en 14b zijn toegepast. De met de van de stralingsbronnen 14a en 14b afkomstige stralingsbundels 16a resp. 16b verkregen schaduwbeelden van het vezelpatroon 2 op de stralingsdetectormatrix 18 kunnen zowel na elkaar als gelijktijdig worden opgenomen. Bij een gelijktijdige opname zorgt een geschikte beeldbewerking voor de onderlinge scheiding van de beide schaduwbeelden. Het is ook mogelijk de stralingsbronnen 14a en 14b elk een straling met een verschillende golflengte te laten uitzenden, waardoor de scheiding van de schaduwbeelden wordt vereenvoudigd.

In fig. 7 wordt gebruik gemaakt van een enkele stralingsbron 14, waarvan de straling op twee op verschillende plaatsen opgestelde spiegels of prisma's 26 en 28 is gericht. Aldus worden evenals in fig. 6 twee op het vezelpatroon 2 gerichte stralingsbundels 16a en 16b verkregen.

In de uitvoeringsvorm volgens fig. 8 worden de stralingsbundels 16a en 16b verkregen door de van de stralingsbron 14 afkomstige stralingsbundel te richten op een spiegel 30 die vanuit de getoonde positie gekanteld kan worden naar de met een stippellijn weergegeven positie, waardoor de van de stralingsbron 14 afkomstige stralingsbundel afwisselend op de spiegel 26 en de spiegel 28 gericht kan worden.

Het zal duidelijk zijn, zoals fig. 9 illustreert, dat de van een stralingsbron 14c afkomstige straling ook met behulp van vastestof-stralingsgeleiders 32 en 34, zoals optische vezels, van de stralingsbron 14c naar de plaats waar het vezelpatroon 2 zich bevindt, overgebracht kan worden, en vanaf de plaats waar het vezelpatroon 2 zich bevindt naar de stralingsdetectormatrix 18 overgebracht kan worden.

Claims (14)

1. Inrichting voor het bepalen van het geometrische patroon van een aantal vast met een voorwerp verbonden, in een transparant materiaal ingebedde, willekeurig door elkaar liggende vezels, vanuit één of meer verschillende richtingen, omvattende tenminste één stralingsbron welke is ingericht om straling uit te zenden naar een matrix van stralingsdetectoren, waarbij is voorzien in middelen voor het plaatsen van het voorwerp met het patroon in de baan van de straling.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de afmetingen van de stralingsdetectoren kleiner zijn dan de dwarsafmetingen van de vezels.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de inrichting tenminste twee stralingsbronnen omvat die zijn ingericht om straling vanuit verschillende richtingen uit te zenden naar de matrix van stralingsdetectoren.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de golflengte van de door de stralingsbronnen uitgezonden straling onderling verschillend is.

5. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, gekenmerkt door middelen voor het wijzigen van de positie van de stralingsbron ten opzichte van de stralingsdetectoren.

6. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, gekenmerkt door één of meer spiegels of prisma's voor het reflecteren van de van de stralingsbron afkomstige straling via het vezelpatroon naar de stralingsdetectoren.

7. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de stralingsbron is ingericht om straling uit te zenden met een golflengte in het nabije infrarood.

8. Inrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de golflengte van de straling 800-1000 nm, en bij voorkeur 950 nm bedraagt.

9. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de stralingsbron een straling uitzendende diode is.

10. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de afstand tussen het patroon en de stralings-detectoren minder dan 3 mm, en bij voorkeur minder dan 1 mm bedraagt.

11. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de afstand tussen de stralingsbron en het patroon tenminste ongeveer gelijk is aan de afstand tussen het patroon en de stralingsdetectoren.

12. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de stralingsdetectoren deel uitmaken van een CCD.

13. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat is voorzien in een stralingsgeleider van een vaste stof voor het geleiden van de straling van de stralingsbron naar de plaats van het vezelpatroon.

14. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat is voorzien in een stralingsgeleider van een vaste stof voor het geleiden van de straling van de plaats van het vezelpatroon naar de stralingsdetectoren.