專利名稱：移動(dòng)有價(jià)文件的鑒別裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本技術(shù)領(lǐng)域通常涉及一種驗(yàn)證裝置，其使用結(jié)合到該有價(jià)文件中或該有價(jià)文件上的隱藏合成物(covert composition)的發(fā)射波長(zhǎng)和發(fā)射強(qiáng)度的衰減常數(shù)來(lái)鑒別(authenticate)移動(dòng)有價(jià)文件(moving value document)。
背景技術(shù)：
有許多從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的方法驗(yàn)證有價(jià)文件。一些方法涉及結(jié)合到文件中的或位于其上的可見(jiàn)(即，明顯)特征，例如信用卡上的全息圖、鈔票上的浮雕圖像或水印、安全箔、安全帶、鈔票中的有色絲線或有色纖維、或護(hù)照上的浮動(dòng)和/或下沉圖像。盡管這些特征用眼可以容易地檢測(cè)且不需要鑒別設(shè)備，但潛在偽造者和/或造假者容易識(shí)別這些明顯的特征。同樣地，除了明顯的特征，隱含(即，隱藏)特征可與有價(jià)文件結(jié)合。隱藏特征包括不可見(jiàn)的熒光纖維、化學(xué)敏感染劑、熒光顏料或染料，其與該有價(jià)文件的基質(zhì)(substrate)結(jié)合。隱藏特征也可以包括在墨水中或包括在樹(shù)脂中，該墨水印刷在有價(jià)文件的基質(zhì)上，該樹(shù)脂用于構(gòu)成分層的有價(jià)文件中所使用的膜。由于人眼不能檢測(cè)到隱藏特征，則需要配置為檢測(cè)這些隱藏特征的檢測(cè)器來(lái)鑒別有價(jià)文件。存在許多驗(yàn)證系統(tǒng)(例如，隱藏特征及相應(yīng)的檢測(cè)器)，它們例如用于鑒別鈔票。例如，Kaule等人的美國(guó)專利號(hào)4，446，204公開(kāi)了一種安全紙，其具有以附加或施加的染色劑形式的可鑒別特征，該染色劑一方面使得可以檢查安全紙的紅外透射屬性(合適的話，即使在印刷的圖像中)，且另一方面，具有磁性，其中紅外透射和磁性測(cè)試可以彼此不影響但能在安全紙上的同一位置處執(zhí)行。接著使用已知檢測(cè)設(shè)備將檢測(cè)器與用于驗(yàn)證的可鑒別特征的不同擺放光譜區(qū)進(jìn)行匹配。進(jìn)一步地，Nagase的美國(guó)專利號(hào)5，679，959公開(kāi)了一種鈔票識(shí)別裝置，其包括光源，用于向鈔票表面投射激發(fā)光；光電倍增管，其光電地檢測(cè)響應(yīng)于隨激發(fā)光的照射而從鈔票表面發(fā)出的光并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于一定量的檢測(cè)光的檢測(cè)數(shù)據(jù)；R0M，用于存儲(chǔ)參考數(shù)據(jù)；以及中央處理單元(“CPU”)，用于比較光電倍增管產(chǎn)生的檢測(cè)數(shù)據(jù)和ROM中存儲(chǔ)的參考數(shù)據(jù)。然而，這樣的系統(tǒng)，當(dāng)來(lái)自偽造文件的檢測(cè)到的發(fā)出的輻射與真實(shí)的發(fā)出的輻射參數(shù)類似時(shí)，無(wú)法檢測(cè)出偽造文件。許多已知的驗(yàn)證系統(tǒng)包括檢測(cè)隱藏的可鑒別特征并評(píng)估其發(fā)射光譜。如果只檢測(cè)到發(fā)射，則有價(jià)文件視為真實(shí)的，否則作為偽造品拒絕。當(dāng)可鑒別特征是完全包含在基質(zhì)上的印刷墨水中時(shí)，由于其遭受磨損和摩擦損失，導(dǎo)致這種類型的現(xiàn)有驗(yàn)證系統(tǒng)的一個(gè)問(wèn)題。因此，存在可鑒別特征的發(fā)射光譜振幅的不可預(yù)測(cè)的劣化，且因此，鑒別裝置可能錯(cuò)誤地將真實(shí)文件識(shí)別為偽造品。另一個(gè)問(wèn)題涉及事實(shí)隨著時(shí)間的流逝，由于造假者變得更老練且更能獲得能檢測(cè)有價(jià)文件中所包含的這些特征的科學(xué)裝置，該方法已變得不安全。存在現(xiàn)有的驗(yàn)證系統(tǒng)，其包括檢測(cè)穩(wěn)定情況下由可見(jiàn)光或紫外光源激發(fā)的磷光體(phosphor)的衰減時(shí)間。例如,Vasic等人的美國(guó)專利號(hào)7，030, 371公開(kāi)了承載發(fā)光標(biāo)記復(fù)合物的安全文件或物品，其示出了由方法和設(shè)備鑒別的延時(shí)發(fā)射特性，這允許迅速提取特性發(fā)光參數(shù)，例如發(fā)射強(qiáng)度和時(shí)間常數(shù)。而且，Alien等人的美國(guó)專利公開(kāi)號(hào)20090152468公開(kāi)了一種技術(shù)和裝置，用于通過(guò)準(zhǔn)確測(cè)量所使用的特定示蹤劑的輻射的衰減時(shí)間，檢測(cè)從示蹤劑材料樣本中發(fā)射的紅外輻射(在樣本的激發(fā)之后)。但是，這些系統(tǒng)不包括檢測(cè)和鑒別移動(dòng)有價(jià)文件。Morgan的美國(guó)專利號(hào)5，459, 323公開(kāi)了一種產(chǎn)生發(fā)光樣本的衰減時(shí)間加權(quán)信息(例如，衰減時(shí)間加權(quán)圖像)的裝置，包括激發(fā)光源，布置為照射樣本；以預(yù)定周期方式調(diào)制或脈沖調(diào)制該激發(fā)光的強(qiáng)度的器件；檢測(cè)器器件，用于由于發(fā)光而檢測(cè)樣本發(fā)射的光子；存儲(chǔ)表示檢測(cè)到的光子的數(shù)據(jù)的器件，根據(jù)光子的檢測(cè)和周期性變化調(diào)制之間的相差對(duì)所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)加權(quán)；和根據(jù)所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)產(chǎn)生延遲時(shí)間加權(quán)信息的器件。然而，由于樣本的任何移動(dòng)會(huì)混合相差檢測(cè)，此技術(shù)僅當(dāng)發(fā)光樣本為靜態(tài)時(shí)適用。盡管存在鑒別有價(jià)文件的驗(yàn)證系統(tǒng)，需要一種可靠并準(zhǔn)確地檢測(cè)移動(dòng)的有價(jià)文件的系統(tǒng)，例如涉及分類或檢測(cè)鈔票的系統(tǒng)。該驗(yàn)證系統(tǒng)應(yīng)將難于復(fù)制的安全特征包括在有價(jià)文件中和/或在有價(jià)文件上，并應(yīng)具有獨(dú)特和足夠復(fù)雜以防止仿造并造假有價(jià)文件的檢測(cè)區(qū)別方法和特征。還重要的是，可以高速地鑒別這些有價(jià)文件，例如鈔票。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，提供一種裝置，其鑒別均勻速度移動(dòng)的有價(jià)文件，且其包括吸收激發(fā)入射光并發(fā)射具有預(yù)選發(fā)射波長(zhǎng)的光輻射的預(yù)選隱藏合成物。該裝置包括激發(fā)光源，其產(chǎn)生足夠強(qiáng)度的照射以激發(fā)在由激發(fā)光源照射的區(qū)域中的預(yù)選隱藏合成物?？蛇x擇地，該裝置包括光濾波器，其對(duì)該照射區(qū)域中該預(yù)選隱藏合成物發(fā)射的預(yù)選發(fā)射波長(zhǎng)濾波。該裝置還包括在至少一個(gè)光電檢測(cè)器中容納的第一檢測(cè)器元件和第二檢測(cè)器元件，其中，該第一檢測(cè)器元件在第一時(shí)間接收該有價(jià)文件的區(qū)域的第一圖像并輸出第一圖像的電子信號(hào)數(shù)據(jù)，且該第二檢測(cè)器元件在第二時(shí)間接收該有價(jià)文件的基本上相同的區(qū)域的第二圖像并輸出第二圖像的電子信號(hào)數(shù)據(jù)，該第一和第二圖像對(duì)應(yīng)于該預(yù)選隱藏合成物發(fā)射的該預(yù)選發(fā)射波長(zhǎng)的衰減時(shí)間強(qiáng)度。該裝置進(jìn)一步包括處理單元，其收集并評(píng)估該輸出電子信號(hào)數(shù)據(jù)，并確定該有價(jià)文件的通過(guò)或失效數(shù)據(jù)。另一方面，對(duì)于有價(jià)文件，提供了一種鑒別有價(jià)文件的方法，該有價(jià)文件包括吸收激發(fā)入射光并發(fā)射光輻射的預(yù)選隱藏合成物。該方法包括以均勻速度移動(dòng)有價(jià)文件經(jīng)過(guò)激發(fā)光源所產(chǎn)生的照射區(qū)域，該激發(fā)光源產(chǎn)生具有足夠強(qiáng)度以激發(fā)預(yù)選隱藏合成物的照射。當(dāng)有價(jià)文件經(jīng)過(guò)帶光濾波器的檢測(cè)窗時(shí)，該方法可以可選地對(duì)來(lái)自照射區(qū)域中的預(yù)選隱藏合成物的預(yù)選發(fā)射波長(zhǎng)進(jìn)行濾波。該方法也包括在第一時(shí)間向在至少一個(gè)光電檢測(cè)器中容納的第一檢測(cè)器元件提供有價(jià)文件的區(qū)域的第一圖像，且在第二時(shí)間向在至少一個(gè)光電檢測(cè)器中容納的第二檢測(cè)器元件提供有價(jià)文件的基本上相同的區(qū)域的第二圖像。該方法還包括從該光電檢測(cè)器輸出第一和第二圖像的電子信號(hào)數(shù)據(jù)。該方法還可包括收集處理單元中的輸出電子信號(hào)數(shù)據(jù)，并確定有價(jià)文件的通過(guò)或失效數(shù)據(jù)。

為解釋和說(shuō)明目的選擇了特定的示例，并在形成說(shuō)明書的一部分的附圖中示出了該特定的示例。圖I示出了鑒別裝置的一個(gè)示例的示意圖，其中，有價(jià)文件在激發(fā)光源下移動(dòng)，且從在有價(jià)文件中或上的預(yù)選隱藏合成物中的激活離子發(fā)射的光輻射強(qiáng)度被第一次濾波，且接著，由具有測(cè)量激活離子的時(shí)間衰減特性的第一檢測(cè)器元件和第二檢測(cè)器元件的雙區(qū)(bi-cell)光電檢測(cè)器接收；圖2示出了使用模擬4-mm直徑雙區(qū)光電檢測(cè)器所確定的預(yù)期輸出電子信號(hào)比，該雙區(qū)光電檢測(cè)器具有第一半圓形檢測(cè)器元件和第二半圓形檢測(cè)器元件，隨著有價(jià)文件在圖2中指示的恒定速度下移動(dòng)通過(guò)圖I的鑒別裝置，這兩者測(cè)量預(yù)選激活離子的不同衰減時(shí)間。
具體實(shí)施例方式本技術(shù)通過(guò)將光學(xué)發(fā)射波長(zhǎng)檢測(cè)與在有價(jià)文件上或中的發(fā)射激活離子的衰減時(shí)間特性的檢測(cè)進(jìn)行結(jié)合，提高了驗(yàn)證系統(tǒng)的安全性和鑒別的精度。更特別的是，本技術(shù)涉及有價(jià)文件鑒別裝置及檢測(cè)方法，其通過(guò)檢測(cè)以恒定速度移動(dòng)的有價(jià)文件上或中的預(yù)選隱藏組成物內(nèi)的至少一個(gè)預(yù)選激活離子來(lái)起作用。至少一個(gè)預(yù)選激活離子可以是，例如，至少一個(gè)紅外發(fā)射磷光體。光源可激發(fā)該至少一個(gè)預(yù)選激活離子，其中在該移動(dòng)有價(jià)文件的照射區(qū)域中，光源照射至少一個(gè)預(yù)選激活離子。在激發(fā)時(shí)，該至少一個(gè)預(yù)選激活離子可發(fā)射具有預(yù)選波長(zhǎng)的輻射。在至少一個(gè)實(shí)例中，至少一個(gè)預(yù)選激活離子發(fā)射的發(fā)射預(yù)選波長(zhǎng)在紅外光譜內(nèi)。由于可能是多種發(fā)射波長(zhǎng)，可對(duì)從激發(fā)的一個(gè)或多個(gè)激活離子發(fā)射的輻射的發(fā)射波長(zhǎng)進(jìn)行濾波，以僅使預(yù)選發(fā)射波長(zhǎng)傳到至少一個(gè)光電檢測(cè)器，其中，該至少一個(gè)光電檢測(cè)器捕捉衰減時(shí)間強(qiáng)度數(shù)據(jù)。接著，可在中央處理單元(CPU)中評(píng)估該衰減時(shí)間強(qiáng)度數(shù)據(jù)。CPU確定有價(jià)文件是否是真實(shí)的。將在本技術(shù)中所使用的合適的隱藏合成物具有至少一個(gè)可檢測(cè)發(fā)射波長(zhǎng)及可測(cè)量衰減時(shí)間強(qiáng)度。預(yù)選隱藏合成物中的至少一個(gè)激活離子典型地具有大于0. I毫秒至10毫秒的衰減時(shí)間。例如，具有較短衰減時(shí)間的合適的預(yù)選隱藏合成物包括釹摻雜的釔鋁石榴石(YAG)，其具有大約0. 2毫秒的衰減常數(shù)。具有較長(zhǎng)衰減時(shí)間的合適的預(yù)選隱藏合成物的示例包括欽摻雜的YAG，其具有大于6毫秒的衰減常數(shù)。還可以接受的是，具有包括相同或不同發(fā)射激活離子的多個(gè)磷光體，其中兩種激活離子在相同的預(yù)選發(fā)射波長(zhǎng)帶內(nèi)進(jìn)行發(fā)射，但一個(gè)具有較長(zhǎng)的衰減時(shí)間而另一個(gè)具有較短的衰減時(shí)間。至少一個(gè)激活離子的發(fā)射的強(qiáng)度值是時(shí)間相關(guān)的，且對(duì)于具有比較長(zhǎng)的那個(gè)更短的衰減時(shí)間的材料，減小得更快。相應(yīng)地，為實(shí)現(xiàn)足夠水平的可檢測(cè)性，可為特定隱藏合成物選擇第一和第二檢測(cè)器之間的合適的距離，且因此選擇第一和第二圖像之間的合適的時(shí)間。替代地，當(dāng)接收到第二圖像時(shí)可增加有價(jià)文件中合成物的數(shù)量以允許可檢測(cè)性。在本技術(shù)中，光源，例如高能光源，LED光或激光在重疊圖案中照射入射至移動(dòng)有價(jià)文件的照射區(qū)域，由此激發(fā)在有價(jià)文件中或上包括的預(yù)選隱藏合成物中的至少一個(gè)激活離子。在至少一個(gè)實(shí)例中，光源可提供紅外光照射。其被激發(fā)后，激活離子立刻開(kāi)始衰減。根據(jù)時(shí)間，光源可具有不變或漸變的照射強(qiáng)度；然而，不需要穿過(guò)照射光束的強(qiáng)度分布的均勻性。光源的寬度可小于、等于或大于與檢測(cè)裝置相連的檢測(cè)窗口的寬度，只要光源具有足夠的強(qiáng)度和寬度以激發(fā)預(yù)選激活離子。來(lái)自激發(fā)光源的照射強(qiáng)度可穿過(guò)激發(fā)光源窗口，其以對(duì)應(yīng)于照射區(qū)域的寬度的預(yù)定寬度來(lái)投射照射強(qiáng)度至移動(dòng)有價(jià)文件上。照射區(qū)域的寬度又對(duì)應(yīng)于激發(fā)發(fā)射的寬度。優(yōu)選的是，使激發(fā)發(fā)射的寬度大約等于成像在至少一個(gè)光電檢測(cè)器的第一和第二檢測(cè)器元件上的有價(jià)文件的區(qū)域?qū)挾取１M管，具有更寬的激發(fā)發(fā)射沒(méi)有好處，由于至少一個(gè)光電檢測(cè)器僅測(cè)量落在檢測(cè)器元件表面上的光子且撞擊在第一檢測(cè)器元件上的物隨后將撞擊在第二檢測(cè)器元件上，因此更窄的激發(fā)發(fā)射可以仍可接受。在照射時(shí)，預(yù)選隱藏合成物發(fā)射的光輻射可通過(guò)光濾波器濾波以確保至少一個(gè)光電檢測(cè)器僅檢測(cè)到預(yù)選發(fā)射波長(zhǎng)。光濾波器可以是，例如，單個(gè)濾波器或?yàn)V波器的組合，例如，長(zhǎng)通光譜濾波器、短通濾波器、帶通濾波器、有色玻璃、其他現(xiàn)有技術(shù)中已知的光濾波器，和其他現(xiàn)有技術(shù)中已知的光譜帶限制器。盡管在某些情況下是可選的，優(yōu)選使用光濾波器。濾波的目的可以是在檢測(cè)中實(shí)現(xiàn)足夠的信噪比以能夠在高度的確定性下進(jìn)行鑒別。在不具有預(yù)選發(fā)射波長(zhǎng)帶的仿造文件的情況下，不必收集衰減時(shí)間強(qiáng)度數(shù)據(jù)，且本驗(yàn)證系統(tǒng) 可拒絕該文件作為仿造品。在使用光濾波器的實(shí)例中，在光輻射(其根據(jù)時(shí)間指數(shù)地衰減)通過(guò)與預(yù)選發(fā)射波長(zhǎng)通帶相關(guān)聯(lián)的光濾波器進(jìn)行濾波后，其可通過(guò)第一和第二檢測(cè)器元件進(jìn)行檢測(cè)，該檢測(cè)器元件隨著一系列圖像、根據(jù)距移動(dòng)的有價(jià)文件上的照射區(qū)域的距離捕捉衰減時(shí)間強(qiáng)度數(shù)據(jù)?？赏ㄟ^(guò)第一和第二檢測(cè)器元件捕捉發(fā)射的輻射，作為與預(yù)選圖像位置處的圖像中的光子通量成比例的電子信號(hào)，該預(yù)選圖像位置與移動(dòng)文件的照射區(qū)域相距預(yù)定的距離。通常，移動(dòng)有價(jià)文件上的照射區(qū)域與至少一個(gè)光電檢測(cè)器的至少一個(gè)檢測(cè)窗口相距預(yù)定距離，使得沒(méi)有光從入射激發(fā)光源通過(guò)可選波長(zhǎng)濾波器進(jìn)入至少一個(gè)光電檢測(cè)器。第一測(cè)量圖像位置可分隔這樣的距離，該距離表示取決于有價(jià)文件的速度在預(yù)選激活離子的0. 5至2衰減時(shí)間常數(shù)之間的時(shí)間。通常對(duì)此時(shí)間量進(jìn)行選擇以便防止激發(fā)光進(jìn)入檢測(cè)窗口(在其從有價(jià)文件表面散射時(shí))。在至少一個(gè)實(shí)例中，本鑒別裝置以可接受的準(zhǔn)確度、以lm/s到12m/s范圍內(nèi)的速度，驗(yàn)證移動(dòng)有價(jià)文件的真實(shí)性。
適于與本技術(shù)一起使用的一種類型的光電檢測(cè)器是圖I所示的雙區(qū)光電檢測(cè)器100。雙區(qū)光電檢測(cè)器100容納相同檢測(cè)材料的兩個(gè)相鄰檢測(cè)器元件，該材料例如硅或銦鎵砷，其中裝配第一檢測(cè)器元件和第二檢測(cè)器元件以形成分隔或分離線，如第一和第二檢測(cè)器元件IlOA和110B、和第一和第二檢測(cè)器元件112A和112B所示。市售的雙區(qū)光電檢測(cè)器的一個(gè)例子是型號(hào)為SD113-24-21-021的檢測(cè)器,其由Advanced Photonix制造。分離線取向得垂直于有價(jià)文件的移動(dòng)平面。由于有價(jià)文件以恒定速度移動(dòng)(例如，通過(guò)滾筒或帶)在雙區(qū)光電檢測(cè)器之下，來(lái)自有價(jià)文件上第一圖像位置的圖像轉(zhuǎn)送至第一檢測(cè)器元件，而來(lái)自有價(jià)文件中的相鄰的第二圖像位置的圖像轉(zhuǎn)送至雙區(qū)光電檢測(cè)器的第二檢測(cè)器元件。雙區(qū)光電檢測(cè)器也可由四區(qū)光電檢測(cè)器構(gòu)成，其中兩對(duì)光電檢測(cè)器配置成起作用得與雙區(qū)光電檢測(cè)器類似。本領(lǐng)域技術(shù)人員使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)此四區(qū)的改變?？山邮艿碾p區(qū)光電檢測(cè)器通常為2. 54mm的設(shè)備，其中第一和第二檢測(cè)器元件各自具有I. 22mm的尺寸。優(yōu)選地，雙區(qū)光電檢測(cè)器的寬度將在0. 5到6毫米的范圍內(nèi)。雙區(qū)光電檢測(cè)器可為圓形、矩形或正方形形狀。圓形雙區(qū)光電檢測(cè)器的第一和第二檢測(cè)器元件各自形狀為半圓形，而對(duì)于正方形雙區(qū)光電檢測(cè)器，第一和第二檢測(cè)器元件各自為矩形。典型地，有價(jià)文件上的照射區(qū)域是雙區(qū)檢測(cè)器孔的寬度，其為兩個(gè)單獨(dú)元件的半圓形的直徑。將與本技術(shù)一起使用的雙區(qū)光電檢測(cè)器進(jìn)一步包括光學(xué)成像系統(tǒng)，其包括光學(xué)放大部件。成像系統(tǒng)用于收集并從檢測(cè)窗口中的有價(jià)文件照射區(qū)域到雙區(qū)光電檢測(cè)器轉(zhuǎn)送發(fā)射光輻射。此成像系統(tǒng)可使用光學(xué)放大部件，以便向雙區(qū)光電檢測(cè)器轉(zhuǎn)送光輻射。由于連續(xù)減小的光輻射強(qiáng)度，第一和第二光電檢測(cè)器元件從預(yù)選隱藏合成物接收發(fā)射衰減時(shí)間強(qiáng)度數(shù)據(jù)。在預(yù)選隱藏合成物均勻分布在有價(jià)文件中或其上，且在有價(jià)文件上沒(méi)有附加的模糊處的情況下，雙區(qū)光電檢測(cè)器所接收的強(qiáng)度數(shù)據(jù)在有價(jià)文件的成像區(qū)域最接近激發(fā)源的情況下最高，且在離有 價(jià)文件的成像區(qū)域的激發(fā)最遠(yuǎn)的點(diǎn)處最弱。對(duì)于大多數(shù)磷光體，此關(guān)系通常為根據(jù)時(shí)間的發(fā)射強(qiáng)度的指數(shù)衰減。當(dāng)在本技術(shù)中使用雙區(qū)光電檢測(cè)器時(shí)，移動(dòng)有價(jià)文件的第一圖像位置區(qū)域和相鄰的第二圖像位置區(qū)域彼此分開(kāi)預(yù)選距離，其可等于第一和第二檢測(cè)器元件之間的距離。對(duì)于源自雙區(qū)光電檢測(cè)器中可包括的光學(xué)成像系統(tǒng)的任何光學(xué)放大/縮小效應(yīng)，此距離可被調(diào)節(jié)。由于有價(jià)文件的固定速度，第一圖像位置和第二圖像位置之間經(jīng)歷固定距離和固定時(shí)間量。因此，來(lái)自激活離子的預(yù)選發(fā)射波長(zhǎng)，由于其材料屬性，將可預(yù)見(jiàn)地衰減。如上所述，激活離子發(fā)射的濾波的預(yù)選發(fā)射波長(zhǎng)在雙區(qū)光電檢測(cè)器的第一檢測(cè)器元件和第二檢測(cè)器元件處成像。由于雙區(qū)光電檢測(cè)器包括兩個(gè)檢測(cè)器元件，每個(gè)單獨(dú)的圖像被空間上在兩個(gè)檢測(cè)器元件之間分割。因此，雙區(qū)光電檢測(cè)器元件同時(shí)接收并分割圖像，其中第一和第二檢測(cè)器元件中的每個(gè)接收?qǐng)D像的一半，且二者接著產(chǎn)生相應(yīng)的傳送至CPU以進(jìn)行處理的電子信號(hào)。由于其更靠近激發(fā)源，第一半圖像產(chǎn)生來(lái)自第一圖像位置的強(qiáng)度數(shù)據(jù)大于來(lái)自第二半圖像的第二圖像位置的強(qiáng)度數(shù)據(jù)。換而言之，由于激活離子發(fā)射強(qiáng)度根據(jù)時(shí)間指數(shù)地衰減，從激發(fā)光源的激發(fā)時(shí)間起，與第一檢測(cè)器元件接收的發(fā)射強(qiáng)度數(shù)據(jù)及其相應(yīng)的第一檢測(cè)器電子信號(hào)相比，第二檢測(cè)器元件接收的發(fā)射強(qiáng)度數(shù)據(jù)及其相應(yīng)的第二檢測(cè)器電子信號(hào)將在量上將更小。從第二檢測(cè)器元件(B)輸出的電子信號(hào)數(shù)據(jù)與從第一檢測(cè)器元件(A)輸出的電子信號(hào)數(shù)據(jù)的信號(hào)比按以下等式近似地與預(yù)選激活離子的衰減常數(shù)相關(guān)Tau(T) = -T/ln(B/A)其中，Tau ( O近似地為材料衰減常數(shù)，而T為假設(shè)光學(xué)放大為I時(shí)，從第一檢測(cè)器元件到第二檢測(cè)器元件的中心的行進(jìn)所需的時(shí)間量(以秒為單位)。將來(lái)自第一和第二檢測(cè)器元件中的每個(gè)的輸出的電子信號(hào)數(shù)據(jù)傳輸給處理單元，其可計(jì)算所測(cè)量的輸出電子信號(hào)比，該信號(hào)比為從第二檢測(cè)器元件(B)輸出的電子信號(hào)數(shù)據(jù)與從第一檢測(cè)器元件(A)輸出的電子信號(hào)數(shù)據(jù)的信號(hào)比。處理單元也可根據(jù)一系列連續(xù)圖像對(duì)測(cè)量的輸出電子信號(hào)比求平均，以產(chǎn)生測(cè)量的輸出電子信號(hào)比的平均值。計(jì)算測(cè)量的輸出電子信號(hào)比的平均值可提供更高的準(zhǔn)確性和連續(xù)性，以便確定有價(jià)文件上所測(cè)量的隱藏合成物的衰減常數(shù)Tau并將其與真實(shí)的隱藏合成物的已知衰減常數(shù)Tau進(jìn)行對(duì)比。如本文所使用的，短語(yǔ)“輸出電子信號(hào)比”指的是來(lái)自第二檢測(cè)器元件的電子信號(hào)與來(lái)自第一檢測(cè)器元件的電子信號(hào)的比，且是精確值，該精確值可基于測(cè)量的或已知的預(yù)選激活離子的指數(shù)衰減特性、第一和第二檢測(cè)器元件之間的距離、雙區(qū)光電檢測(cè)器的尺寸和屬性、成像系統(tǒng)的放大性屬性和移動(dòng)通過(guò)驗(yàn)證系統(tǒng)時(shí)有價(jià)文件的速度，而計(jì)算得出。對(duì)在多個(gè)連續(xù)圖像期間獲得的、來(lái)自第一和第二檢測(cè)器元件的輸出電子信號(hào)比取平均提高了該比的準(zhǔn)確性。這樣的取平均可用于提高準(zhǔn)確性并減少拒絕包含展示出不同比的、光譜上類似的激活離子的偽造有價(jià)文件所需的計(jì)算的比的接受帶。如圖2所示，輸出電子信號(hào)比(其對(duì)應(yīng)于雙區(qū)光電檢測(cè)器所收集的衰減時(shí)間強(qiáng)度數(shù)據(jù))將不僅受到激活離子的實(shí)際衰減時(shí)間影響，也將被雙區(qū)光電檢測(cè)器的第一和第二檢測(cè)器元件之間的距離和移動(dòng)通過(guò)鑒別裝置時(shí)有價(jià)文件的恒定速度影響。當(dāng)電子信號(hào)比非常接近于I時(shí)，區(qū)別衰減時(shí)間的能力不佳，除非該系統(tǒng)將來(lái)自多個(gè)連續(xù)圖像的第一和第二檢測(cè)器元件的強(qiáng)度數(shù)據(jù)求平均。用于求平均的更多的連續(xù)圖像將提高鑒別系統(tǒng)進(jìn)行區(qū)別的能力。通過(guò)求平均，該系統(tǒng)將獲得對(duì)于區(qū)別可接受的比，例如比0.97+/-0. 01。鑒別裝置可設(shè)計(jì)為鑒別在0. 05至0. 98的范圍內(nèi)的輸出電子信號(hào)比，這取決于檢測(cè)器靈敏性和噪聲抑制，尤其是由于來(lái)自激發(fā)光源的照射不干擾來(lái)自激活離子的發(fā)射的檢測(cè)。而且，由于雙區(qū)光電檢測(cè)器可具有圓形幾何形狀，第一和第二檢測(cè)器元件的每個(gè)輸出的強(qiáng)度數(shù)據(jù)可通過(guò)在每個(gè)檢測(cè)器元件的暴露區(qū)域上進(jìn)行積分而在數(shù)學(xué)上計(jì)算。本領(lǐng)域技術(shù)人員將能執(zhí)行這些運(yùn)算?；趲缀慰紤]，與圓形雙區(qū)光電檢測(cè)器相比，對(duì)于正方形雙區(qū)光電檢測(cè)器，輸出電子信號(hào)比將預(yù)期為不同的。 本技術(shù)的有價(jià)文件鑒別裝置可確定通過(guò)數(shù)據(jù)，從而驗(yàn)證有價(jià)文件，條件是其計(jì)算從第一和第二檢測(cè)器元件接收的測(cè)量輸出電子信號(hào)比并確定該測(cè)量輸出電子信號(hào)比在已知真實(shí)隱藏合成物的至少一個(gè)激活離子的預(yù)定容限范圍內(nèi)。基于在執(zhí)行有價(jià)文件的鑒別時(shí)可引入的合理實(shí)驗(yàn)誤差量，可選擇該預(yù)定容限范圍。例如，預(yù)定容限范圍可以是達(dá)到約2%的信號(hào)比的一個(gè)累加(sigma)標(biāo)準(zhǔn)偏差。如果造假者將使用的不同的主晶格中的不同激活離子或相同激活離子具有與預(yù)定發(fā)射波長(zhǎng)類似的發(fā)射波長(zhǎng)，可通過(guò)僅基于特定發(fā)射波長(zhǎng)進(jìn)行檢測(cè)并驗(yàn)證的任何現(xiàn)有技術(shù)的驗(yàn)證系統(tǒng)來(lái)鑒別偽造文件。然而，本技術(shù)的裝置會(huì)可能由于不具有預(yù)選激活離子的衰減特性而拒絕該偽造文件，因?yàn)榱坠怏w根據(jù)主晶格、形成溫度、摻雜級(jí)等具有組合的特性衰減時(shí)間。而且，如果輸出電子信號(hào)比不在預(yù)定容限范圍內(nèi)，將有價(jià)文件拒絕作為仿造品。在本技術(shù)的一個(gè)實(shí)例中，預(yù)選隱藏合成物均勻結(jié)合在有價(jià)文件的基質(zhì)中或其上。通過(guò)將預(yù)選隱藏合成物均勻混合在基質(zhì)的紙漿中或?qū)⒛A(chǔ)中均勻混合的預(yù)選隱藏合成物的均勻底層印刷在有價(jià)文件的基質(zhì)上，可實(shí)現(xiàn)此。由于均勻的分布，在雙區(qū)光電檢測(cè)器的第二檢測(cè)器元件電子信號(hào)和第一檢測(cè)器元件電子信號(hào)之間測(cè)量的輸出電子信號(hào)比保持不變，并且當(dāng)對(duì)有價(jià)文件的未印刷的/未弄臟的位置成像時(shí)，反映預(yù)選激活離子的衰減特性。當(dāng)輸出電子信號(hào)比位于預(yù)定容限范圍內(nèi)時(shí)，將鑒別有價(jià)文件。在第一和第二檢測(cè)器元件中的每個(gè)處可取得大量的連續(xù)圖像?？蓪?duì)相應(yīng)的連續(xù)輸出電子信號(hào)比求平均以提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。當(dāng)捕捉到圖像時(shí)，雙區(qū)光電檢測(cè)器的第一檢測(cè)器元件和第二檢測(cè)器元件以電子信號(hào)的形式從移動(dòng)有價(jià)文件的相鄰但不同的部分收集衰減時(shí)間強(qiáng)度數(shù)據(jù)。如果有價(jià)文件的這些部分具有不同的激活離子濃度，由不同水平的衰減印刷覆蓋，或者如果發(fā)射激活離子結(jié)合在印刷墨水中并且不在有價(jià)文件基質(zhì)中，則輸出電子信號(hào)比將考慮磷光體衰減和激發(fā)的磷光體的量，如下更詳細(xì)所述的。 在本技術(shù)的另一實(shí)例中，有價(jià)文件不具有預(yù)選隱藏合成物的均勻分布，例如當(dāng)隱藏合成物隨變化的印刷強(qiáng)度加入印刷墨水中時(shí)?？蛇x擇地，在預(yù)選隱藏合成物的均勻分布的情況下，有價(jià)文件基質(zhì)可印刷有陰暗處(例如吸收墨水)，從而形成磷光體發(fā)射的不均勻分布。這意味著，與第二檢測(cè)器元件相比，第一檢測(cè)器元件可檢測(cè)到來(lái)自不同量的可用磷光體的發(fā)射強(qiáng)度。無(wú)論如何，當(dāng)有價(jià)文件上的印刷圖案變化和/或可用預(yù)選隱藏合成物的數(shù)量在有價(jià)文件上各處不同時(shí)，將文件視為具有不均勻分布的預(yù)選隱藏合成物。在此情況下，考慮到由于在每一位置的印刷引起的發(fā)射信號(hào)的任何衰減，測(cè)量的輸出電子信號(hào)比將是磷光體的衰減特性及存在的磷光體的量的結(jié)合。為了準(zhǔn)確鑒別，第一檢測(cè)器元件和第二檢測(cè)器元件兩者將隨時(shí)間對(duì)移動(dòng)有價(jià)文件的相同的區(qū)域(或至少基本上相同的區(qū)域)成像。相應(yīng)地，第一檢測(cè)器元件可在第一時(shí)間接收來(lái)自有價(jià)文件的區(qū)域的圖像，且第二檢測(cè)器元件可在第二時(shí)間接收有價(jià)文件的相同區(qū)域(或基本上相同的區(qū)域)的圖像?？赏ㄟ^(guò)將第一和第二圖像位置分隔一時(shí)間量(其允許在隨后的圖像讀取期間第一檢測(cè)器元件圖像與第二檢測(cè)器元件圖像一致)，來(lái)實(shí)現(xiàn)此。如本文所使用的，短語(yǔ)“一致時(shí)間段(coincidence timeperiod)”定義為第一檢測(cè)器元件圖像與稍后在第二檢測(cè)器元件處檢測(cè)到的相同空間圖像位置變得近似相同所需的時(shí)間量。一致時(shí)間段可選擇為恰好下一圖像，從而第一檢測(cè)器元件的第一圖像位置將與第二檢測(cè)器元件的第一圖像位置一致。如果第一檢測(cè)器元件測(cè)量的 文件的每個(gè)成像部分也由第二檢測(cè)器元件近似測(cè)量，則驗(yàn)證系統(tǒng)將足夠準(zhǔn)確。可設(shè)計(jì)鑒別系統(tǒng)中的軟件以選擇適當(dāng)?shù)囊恢聢D像以計(jì)算平均輸出電子信號(hào)比，從而產(chǎn)生帶不均勻分布的預(yù)選隱藏合成物的有價(jià)文件的有效結(jié)果。因此，本鑒別裝置的處理單元可鑒別或拒絕帶不均勻分布的預(yù)選隱藏合成物的有價(jià)文件，而不管有價(jià)文件上存在的印刷物的發(fā)射強(qiáng)度的任意可變吸收，因?yàn)槿绻麑?duì)從有價(jià)文件取得的大量連續(xù)圖像求平均，則其不影響所測(cè)量的輸出電子信號(hào)比。相應(yīng)的所計(jì)算的比可被求平均以提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。圖I示出了鑒別裝置100的示意圖，其中，有價(jià)文件101在激發(fā)光源窗口 102及檢測(cè)窗103之下移動(dòng)。磷光體激發(fā)光源104發(fā)出的激發(fā)光穿過(guò)激發(fā)光源窗口 102以激發(fā)包含在有價(jià)文件101中或其上的激活離子(在有價(jià)文件上的照射區(qū)域內(nèi))。來(lái)自激活離子的光輻射通過(guò)透鏡105概略地校準(zhǔn)并經(jīng)過(guò)光濾波器106以隔離結(jié)合在預(yù)選隱藏合成物中的激活離子的預(yù)選發(fā)射波長(zhǎng)。接著透鏡107將預(yù)選發(fā)射波長(zhǎng)聚焦至雙區(qū)光電檢測(cè)器108上。如圖I的細(xì)節(jié)示圖所示，雙區(qū)光電檢測(cè)器108可為圓形，具有第一檢測(cè)器元件IlOA和第二檢測(cè)器元件110B，或者可為矩形或正方形，具有第一檢測(cè)器元件112A和第二檢測(cè)器元件112B。輸出電子信號(hào)比與激活離子的衰減特性相關(guān)。中央處理單元(CPU) 109以與離有價(jià)文件上的照射區(qū)域的預(yù)選距離相關(guān)的預(yù)定間隔，從第一和第二檢測(cè)器元件IlOA和IlOB或112A和112B中收集輸出電子信號(hào)，計(jì)算所測(cè)量的輸出電子信號(hào)比，確定有價(jià)文件的通過(guò)或失效數(shù)據(jù)，并輸出該通過(guò)或失效數(shù)據(jù)以向操作者指示該有價(jià)文件是否是真實(shí)的。CPU109可確定有價(jià)文件的通過(guò)或失效數(shù)據(jù)的一個(gè)方法是比較測(cè)量輸出電子信號(hào)比與對(duì)應(yīng)于已知的真實(shí)的隱藏合成物的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。CPU也可對(duì)來(lái)自連續(xù)圖像的測(cè)量輸出電子信號(hào)比求平均以提高驗(yàn)證系統(tǒng)測(cè)量的準(zhǔn)確性。圖2示出了具有不同特性衰減時(shí)間的發(fā)射磷光體的預(yù)期輸出電子信號(hào)比(該發(fā)射磷光體以所示速度移動(dòng)通過(guò)鑒別裝置)，這是使用具有兩個(gè)半圓形第一和第二檢測(cè)器元件的模擬4-_雙區(qū)光電檢測(cè)器測(cè)量的，該兩個(gè)半圓形第一和第二檢測(cè)器元件按照垂直于有價(jià)文件的移動(dòng)平面的分隔線裝配在一起。特別是在有價(jià)文件的高速下，較短的使用期限比提供了低至0.05的輸出電子信號(hào)比，而較長(zhǎng)的使用期限磷光體提供了高至0.97的比。雙區(qū)光電檢測(cè)器產(chǎn)生高度準(zhǔn)確的驗(yàn)證系統(tǒng)，其中，其檢測(cè)用于計(jì)算輸出電子信號(hào)比的強(qiáng)度數(shù)據(jù)以區(qū)別在有價(jià)文件中或其上的預(yù)選激活離子。因此對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明，可以理解的是這樣詳細(xì)的說(shuō)明并不是嚴(yán)格堅(jiān)持的，而是附加的改變和修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言可想到，所有附加的改變和修改都落在所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。在本技術(shù)的一些示例中還可以使用另一種類型的光電檢測(cè)器。相應(yīng)地，盡管以上說(shuō)明了雙區(qū)光電檢測(cè)器的特定示例，可以理解的是其是一個(gè)示例，且本技術(shù)并不局限于雙區(qū)光電檢測(cè)器。例如，第一和第二檢測(cè)器元件可分開(kāi)，且可分別容納，這可提高準(zhǔn)確性。在這樣的方法中，可在物理上將雙區(qū)傳感器元件分為兩個(gè)單獨(dú)的傳感器，或者以其他方式可提供兩種同樣類型的單獨(dú)的傳感器，在每個(gè)光電檢測(cè)器元件之間設(shè)置遠(yuǎn)遠(yuǎn)更大的分隔。在此示例中，可提供單獨(dú)的光學(xué)系統(tǒng)以處理增加的分隔，但信號(hào)采樣的方法將保持相同。關(guān)于數(shù)據(jù)采集，可對(duì)數(shù)據(jù)采樣率同步，這樣，第一檢測(cè)器元件下采樣的區(qū)域也完全是稍后第二檢測(cè)器元件下采樣的，與針對(duì)雙區(qū)應(yīng)用所述的方法相同。對(duì)傳感器元件和光學(xué)系統(tǒng)的要求與針對(duì)雙區(qū)光電檢測(cè)器上述的要求保持相同。計(jì)算也是相同的，然而，對(duì)所詢問(wèn)紙幣的相同的空間區(qū)域，通過(guò)從第二傳感器元件取得值、且將其除以來(lái)至第一傳感器元件的值，對(duì)各個(gè)信 號(hào)值進(jìn)行分開(kāi)。對(duì)有價(jià)文件的長(zhǎng)度，也可用第二傳感器的信號(hào)和除以來(lái)自第一傳感器的信號(hào)和，以通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法提高準(zhǔn)確度。在此實(shí)例中，可最大化衰減時(shí)間測(cè)量的準(zhǔn)確度，條件是，與有價(jià)文件的傳輸速度相結(jié)合，比較第一和第二檢測(cè)器元件的分隔，衰減時(shí)間常數(shù)Tau是較長(zhǎng)的。當(dāng)信號(hào)級(jí)衰減至 1/e值(在第二檢測(cè)器元件處測(cè)量，且將該值與從第一檢測(cè)器元件所測(cè)量的相同空間區(qū)域相比較)時(shí)，可獲得更高的準(zhǔn)確度。如果有價(jià)文件的速度是已知的，對(duì)于預(yù)定示蹤劑可計(jì)算檢測(cè)器元件分隔。優(yōu)選地，數(shù)據(jù)采樣是所選距離的整倍數(shù)，這樣，每個(gè)檢測(cè)器元件在不同時(shí)間讀取相同區(qū)域。綜上所述，可以理解的是盡管為說(shuō)明目的在此描述了特定的實(shí)例，但是在不背離本公開(kāi)的精神或范圍的情況下可做出各種修改。因此旨在，上述詳細(xì)說(shuō)明被視為示例性的而非限定的，且可以理解的是，下述權(quán)利要求，包括所有的等價(jià)物，旨在尤其指出并明顯主張所要求保護(hù)的主題。
權(quán)利要求
1.一種鑒別以均勻速度移動(dòng)的有價(jià)文件的裝置，且其包括吸收激發(fā)入射光并發(fā)射具有預(yù)選發(fā)射波長(zhǎng)的光輻射的預(yù)選隱藏合成物，該裝置包括 激發(fā)光源，其產(chǎn)生足夠強(qiáng)度的照射以激發(fā)在由激發(fā)光源照射的區(qū)域中的預(yù)選隱藏合成物； 可選擇的光濾波器，其對(duì)該照射區(qū)域中該預(yù)選隱藏合成物發(fā)射的預(yù)選發(fā)射波長(zhǎng)進(jìn)行濾波； 在至少一個(gè)光電檢測(cè)器中容納的第一檢測(cè)器元件和第二檢測(cè)器元件，其中，該第一檢測(cè)器元件在第一時(shí)間接收該有價(jià)文件的區(qū)域的第一圖像并輸出第一圖像的電子信號(hào)數(shù)據(jù)，且該第二檢測(cè)器元件在第二時(shí)間接收該有價(jià)文件的基本上相同的區(qū)域的第二圖像并輸出第二圖像的電子信號(hào)數(shù)據(jù)，該第一和第二圖像對(duì)應(yīng)于該預(yù)選隱藏合成物發(fā)射的該預(yù)選發(fā)射波長(zhǎng)的裳減時(shí)間強(qiáng)度；和 處理單元，其收集并評(píng)估該輸出電子信號(hào)數(shù)據(jù)，并確定該有價(jià)文件的通過(guò)或失效數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，該光輻射具有在0.I毫秒至10毫秒范圍內(nèi)的衰減時(shí)間常數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，該光電檢測(cè)器是雙區(qū)光電檢測(cè)器，其容納該第一檢測(cè)器元件和該第二檢測(cè)器元件兩者，且該雙區(qū)光電檢測(cè)器的寬度從大約0. 5毫米至大約6毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，該第一圖像和該第二圖像偏移一定距離，其表示當(dāng)該有價(jià)文件以均勻速度移動(dòng)時(shí)，在該光輻射的發(fā)射的0.5至2衰減時(shí)間常數(shù)之間的時(shí)間。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，移動(dòng)有價(jià)文件的該均勻速度在lm/s至12m/s的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，通過(guò)比較所測(cè)量的輸出電子信號(hào)比和對(duì)應(yīng)于已知的真實(shí)的隱藏合成物的所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，處理單元確定有價(jià)文件的通過(guò)或失效數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，該有價(jià)文件是鈔票。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，該激發(fā)光源提供紅外光照射。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，該預(yù)選發(fā)射波長(zhǎng)在紅外光譜內(nèi)。
全文摘要
一種鑒別裝置，用于利用均勻或不均勻分布的預(yù)選隱藏合成物鑒別移動(dòng)有價(jià)文件，其中，該預(yù)選隱藏合成物包括當(dāng)受到激發(fā)入射光的激發(fā)時(shí)，以預(yù)選波長(zhǎng)發(fā)射光輻射的激活離子。該光輻射在至少一個(gè)具有第一和第二檢測(cè)器元件的光電檢測(cè)器上成像。以與該有價(jià)文件的速度相關(guān)的預(yù)定時(shí)間捕捉成像強(qiáng)度。在相同圖像位置或不同圖像位置處測(cè)量第二檢測(cè)器元件和第一檢測(cè)器元件之間的比值，其表示預(yù)選波長(zhǎng)發(fā)射的特性衰減時(shí)間強(qiáng)度數(shù)據(jù)。當(dāng)至少一個(gè)光電檢測(cè)器沒(méi)有接受到該預(yù)選波長(zhǎng)發(fā)射時(shí)或當(dāng)輸出電子信號(hào)比不滿足期望值時(shí)，否認(rèn)該有價(jià)文件的真實(shí)性。
文檔編號(hào)G07D7/12GK102754129SQ201080052955
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月23日
發(fā)明者C·劉, J·凱恩, W·R·拉波波爾特 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司