專利名稱：移動有價文件的鑒別裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本技術(shù)領(lǐng)域通常涉及一種驗證裝置，其使用結(jié)合到該有價文件中或該有價文件上的隱藏合成物(covert composition)的發(fā)射波長和發(fā)射強度的衰減常數(shù)來鑒別(authenticate)移動有價文件(moving value document)。
背景技術(shù)：
有許多從簡單到復雜的方法驗證有價文件。一些方法涉及結(jié)合到文件中的或位于其上的可見(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、或護照上的浮動和/或下沉圖像。盡管這些特征用眼可以容易地檢測且不需要鑒別設備，但潛在偽造者和/或造假者容易識別這些明顯的特征。同樣地，除了明顯的特征，隱含(即，隱藏)特征可與有價文件結(jié)合。隱藏特征包括不可見的熒光纖維、化學敏感染劑、熒光顏料或染料，其與該有價文件的基質(zhì)(substrate)結(jié)合。隱藏特征也可以包括在墨水中或包括在樹脂中，該墨水印刷在有價文件的基質(zhì)上，該樹脂用于構(gòu)成分層的有價文件中所使用的膜。由于人眼不能檢測到隱藏特征，則需要配置為檢測這些隱藏特征的檢測器來鑒別有價文件。存在許多驗證系統(tǒng)(例如，隱藏特征及相應的檢測器)，它們例如用于鑒別鈔票。例如，Kaule等人的美國專利號4，446，204公開了一種安全紙，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。接著使用已知檢測設備將檢測器與用于驗證的可鑒別特征的不同擺放光譜區(qū)進行匹配。進一步地，Nagase的美國專利號5，679，959公開了一種鈔票識別裝置，其包括光源，用于向鈔票表面投射激發(fā)光；光電倍增管，其光電地檢測響應于隨激發(fā)光的照射而從鈔票表面發(fā)出的光并產(chǎn)生對應于一定量的檢測光的檢測數(shù)據(jù)；R0M，用于存儲參考數(shù)據(jù)；以及中央處理單元(“CPU”)，用于比較光電倍增管產(chǎn)生的檢測數(shù)據(jù)和ROM中存儲的參考數(shù)據(jù)。然而，這樣的系統(tǒng)，當來自偽造文件的檢測到的發(fā)出的輻射與真實的發(fā)出的輻射參數(shù)類似時，無法檢測出偽造文件。許多已知的驗證系統(tǒng)包括檢測隱藏的可鑒別特征并評估其發(fā)射光譜。如果只檢測到發(fā)射，則有價文件視為真實的，否則作為偽造品拒絕。當可鑒別特征是完全包含在基質(zhì)上的印刷墨水中時，由于其遭受磨損和摩擦損失，導致這種類型的現(xiàn)有驗證系統(tǒng)的一個問題。因此，存在可鑒別特征的發(fā)射光譜振幅的不可預測的劣化，且因此，鑒別裝置可能錯誤地將真實文件識別為偽造品。另一個問題涉及事實隨著時間的流逝，由于造假者變得更老練且更能獲得能檢測有價文件中所包含的這些特征的科學裝置，該方法已變得不安全。存在現(xiàn)有的驗證系統(tǒng)，其包括檢測穩(wěn)定情況下由可見光或紫外光源激發(fā)的磷光體(phosphor)的衰減時間。例如,Vasic等人的美國專利號7，030, 371公開了承載發(fā)光標記復合物的安全文件或物品，其示出了由方法和設備鑒別的延時發(fā)射特性，這允許迅速提取特性發(fā)光參數(shù)，例如發(fā)射強度和時間常數(shù)。而且，Alien等人的美國專利公開號20090152468公開了一種技術(shù)和裝置，用于通過準確測量所使用的特定示蹤劑的輻射的衰減時間，檢測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)不包括檢測和鑒別移動有價文件。Morgan的美國專利號5，459, 323公開了一種產(chǎn)生發(fā)光樣本的衰減時間加權(quán)信息(例如，衰減時間加權(quán)圖像)的裝置，包括激發(fā)光源，布置為照射樣本；以預定周期方式調(diào)制或脈沖調(diào)制該激發(fā)光的強度的器件；檢測器器件，用于由于發(fā)光而檢測樣本發(fā)射的光子；存儲表示檢測到的光子的數(shù)據(jù)的器件，根據(jù)光子的檢測和周期性變化調(diào)制之間的相差對所存儲的數(shù)據(jù)加權(quán)；和根據(jù)所存儲數(shù)據(jù)產(chǎn)生延遲時間加權(quán)信息的器件。然而，由于樣本的任何移動會混合相差檢測，此技術(shù)僅當發(fā)光樣本為靜態(tài)時適用。盡管存在鑒別有價文件的驗證系統(tǒng)，需要一種可靠并準確地檢測移動的有價文件的系統(tǒng)，例如涉及分類或檢測鈔票的系統(tǒng)。該驗證系統(tǒng)應將難于復制的安全特征包括在有價文件中和/或在有價文件上，并應具有獨特和足夠復雜以防止仿造并造假有價文件的檢測區(qū)別方法和特征。還重要的是，可以高速地鑒別這些有價文件，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的有價文件，且其包括吸收激發(fā)入射光并發(fā)射具有預選發(fā)射波長的光輻射的預選隱藏合成物。該裝置包括激發(fā)光源，其產(chǎn)生足夠強度的照射以激發(fā)在由激發(fā)光源照射的區(qū)域中的預選隱藏合成物?？蛇x擇地，該裝置包括光濾波器，其對該照射區(qū)域中該預選隱藏合成物發(fā)射的預選發(fā)射波長濾波。該裝置還包括在至少一個光電檢測器中容納的第一檢測器元件和第二檢測器元件，其中，該第一檢測器元件在第一時間接收該有價文件的區(qū)域的第一圖像并輸出第一圖像的電子信號數(shù)據(jù)，且該第二檢測器元件在第二時間接收該有價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數(shù)據(jù)，該第一和第二圖像對應于該預選隱藏合成物發(fā)射的該預選發(fā)射波長的衰減時間強度。該裝置進一步包括處理單元，其收集并評估該輸出電子信號數(shù)據(jù)，并確定該有價文件的通過或失效數(shù)據(jù)。另一方面，對于有價文件，提供了一種鑒別有價文件的方法，該有價文件包括吸收激發(fā)入射光并發(fā)射光輻射的預選隱藏合成物。該方法包括以均勻速度移動有價文件經(jīng)過激發(fā)光源所產(chǎn)生的照射區(qū)域，該激發(fā)光源產(chǎn)生具有足夠強度以激發(fā)預選隱藏合成物的照射。當有價文件經(jīng)過帶光濾波器的檢測窗時，該方法可以可選地對來自照射區(qū)域中的預選隱藏合成物的預選發(fā)射波長進行濾波。該方法也包括在第一時間向在至少一個光電檢測器中容納的第一檢測器元件提供有價文件的區(qū)域的第一圖像，且在第二時間向在至少一個光電檢測器中容納的第二檢測器元件提供有價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器輸出第一和第二圖像的電子信號數(shù)據(jù)。該方法還可包括收集處理單元中的輸出電子信號數(shù)據(jù)，并確定有價文件的通過或失效數(shù)據(jù)。

為解釋和說明目的選擇了特定的示例，并在形成說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示例的示意圖，其中，有價文件在激發(fā)光源下移動，且從在有價文件中或上的預選隱藏合成物中的激活離子發(fā)射的光輻射強度被第一次濾波，且接著，由具有測量激活離子的時間衰減特性的第一檢測器元件和第二檢測器元件的雙區(qū)(bi-cell)光電檢測器接收；圖2示出了使用模擬4-mm直徑雙區(qū)光電檢測器所確定的預期輸出電子信號比，該雙區(qū)光電檢測器具有第一半圓形檢測器元件和第二半圓形檢測器元件，隨著有價文件在圖2中指示的恒定速度下移動通過圖I的鑒別裝置，這兩者測量預選激活離子的不同衰減時間。
具體實施例方式本技術(shù)通過將光學發(fā)射波長檢測與在有價文件上或中的發(fā)射激活離子的衰減時間特性的檢測進行結(jié)合，提高了驗證系統(tǒng)的安全性和鑒別的精度。更特別的是，本技術(shù)涉及有價文件鑒別裝置及檢測方法，其通過檢測以恒定速度移動的有價文件上或中的預選隱藏組成物內(nèi)的至少一個預選激活離子來起作用。至少一個預選激活離子可以是，例如，至少一個紅外發(fā)射磷光體。光源可激發(fā)該至少一個預選激活離子，其中在該移動有價文件的照射區(qū)域中，光源照射至少一個預選激活離子。在激發(fā)時，該至少一個預選激活離子可發(fā)射具有預選波長的輻射。在至少一個實例中，至少一個預選激活離子發(fā)射的發(fā)射預選波長在紅外光譜內(nèi)。由于可能是多種發(fā)射波長，可對從激發(fā)的一個或多個激活離子發(fā)射的輻射的發(fā)射波長進行濾波，以僅使預選發(fā)射波長傳到至少一個光電檢測器，其中，該至少一個光電檢測器捕捉衰減時間強度數(shù)據(jù)。接著，可在中央處理單元(CPU)中評估該衰減時間強度數(shù)據(jù)。CPU確定有價文件是否是真實的。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可檢測發(fā)射波長及可測量衰減時間強度。預選隱藏合成物中的至少一個激活離子典型地具有大于0. I毫秒至10毫秒的衰減時間。例如，具有較短衰減時間的合適的預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)。具有較長衰減時間的合適的預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)射激活離子的多個磷光體，其中兩種激活離子在相同的預選發(fā)射波長帶內(nèi)進行發(fā)射，但一個具有較長的衰減時間而另一個具有較短的衰減時間。至少一個激活離子的發(fā)射的強度值是時間相關(guān)的，且對于具有比較長的那個更短的衰減時間的材料，減小得更快。相應地，為實現(xiàn)足夠水平的可檢測性，可為特定隱藏合成物選擇第一和第二檢測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間。替代地，當接收到第二圖像時可增加有價文件中合成物的數(shù)量以允許可檢測性。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有價文件的照射區(qū)域，由此激發(fā)在有價文件中或上包括的預選隱藏合成物中的至少一個激活離子。在至少一個實例中，光源可提供紅外光照射。其被激發(fā)后，激活離子立刻開始衰減。根據(jù)時間，光源可具有不變或漸變的照射強度；然而，不需要穿過照射光束的強度分布的均勻性。光源的寬度可小于、等于或大于與檢測裝置相連的檢測窗口的寬度，只要光源具有足夠的強度和寬度以激發(fā)預選激活離子。來自激發(fā)光源的照射強度可穿過激發(fā)光源窗口，其以對應于照射區(qū)域的寬度的預定寬度來投射照射強度至移動有價文件上。照射區(qū)域的寬度又對應于激發(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光電檢測器的第一和第二檢測器元件上的有價文件的區(qū)域?qū)挾?。盡管，具有更寬的激發(fā)發(fā)射沒有好處，由于至少一個光電檢測器僅測量落在檢測器元件表面上的光子且撞擊在第一檢測器元件上的物隨后將撞擊在第二檢測器元件上，因此更窄的激發(fā)發(fā)射可以仍可接受。在照射時，預選隱藏合成物發(fā)射的光輻射可通過光濾波器濾波以確保至少一個光電檢測器僅檢測到預選發(fā)射波長。光濾波器可以是，例如，單個濾波器或濾波器的組合，例如，長通光譜濾波器、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中實現(xiàn)足夠的信噪比以能夠在高度的確定性下進行鑒別。在不具有預選發(fā)射波長帶的仿造文件的情況下，不必收集衰減時間強度數(shù)據(jù)，且本驗證系統(tǒng) 可拒絕該文件作為仿造品。在使用光濾波器的實例中，在光輻射(其根據(jù)時間指數(shù)地衰減)通過與預選發(fā)射波長通帶相關(guān)聯(lián)的光濾波器進行濾波后，其可通過第一和第二檢測器元件進行檢測，該檢測器元件隨著一系列圖像、根據(jù)距移動的有價文件上的照射區(qū)域的距離捕捉衰減時間強度數(shù)據(jù)?？赏ㄟ^第一和第二檢測器元件捕捉發(fā)射的輻射，作為與預選圖像位置處的圖像中的光子通量成比例的電子信號，該預選圖像位置與移動文件的照射區(qū)域相距預定的距離。通常，移動有價文件上的照射區(qū)域與至少一個光電檢測器的至少一個檢測窗口相距預定距離，使得沒有光從入射激發(fā)光源通過可選波長濾波器進入至少一個光電檢測器。第一測量圖像位置可分隔這樣的距離，該距離表示取決于有價文件的速度在預選激活離子的0. 5至2衰減時間常數(shù)之間的時間。通常對此時間量進行選擇以便防止激發(fā)光進入檢測窗口(在其從有價文件表面散射時)。在至少一個實例中，本鑒別裝置以可接受的準確度、以lm/s到12m/s范圍內(nèi)的速度，驗證移動有價文件的真實性。
適于與本技術(shù)一起使用的一種類型的光電檢測器是圖I所示的雙區(qū)光電檢測器100。雙區(qū)光電檢測器100容納相同檢測材料的兩個相鄰檢測器元件，該材料例如硅或銦鎵砷，其中裝配第一檢測器元件和第二檢測器元件以形成分隔或分離線，如第一和第二檢測器元件IlOA和110B、和第一和第二檢測器元件112A和112B所示。市售的雙區(qū)光電檢測器的一個例子是型號為SD113-24-21-021的檢測器,其由Advanced Photonix制造。分離線取向得垂直于有價文件的移動平面。由于有價文件以恒定速度移動(例如，通過滾筒或帶)在雙區(qū)光電檢測器之下，來自有價文件上第一圖像位置的圖像轉(zhuǎn)送至第一檢測器元件，而來自有價文件中的相鄰的第二圖像位置的圖像轉(zhuǎn)送至雙區(qū)光電檢測器的第二檢測器元件。雙區(qū)光電檢測器也可由四區(qū)光電檢測器構(gòu)成，其中兩對光電檢測器配置成起作用得與雙區(qū)光電檢測器類似。本領(lǐng)域技術(shù)人員使用標準技術(shù)可實現(xiàn)此四區(qū)的改變。可接受的雙區(qū)光電檢測器通常為2. 54mm的設備，其中第一和第二檢測器元件各自具有I. 22mm的尺寸。優(yōu)選地，雙區(qū)光電檢測器的寬度將在0. 5到6毫米的范圍內(nèi)。雙區(qū)光電檢測器可為圓形、矩形或正方形形狀。圓形雙區(qū)光電檢測器的第一和第二檢測器元件各自形狀為半圓形，而對于正方形雙區(qū)光電檢測器，第一和第二檢測器元件各自為矩形。典型地，有價文件上的照射區(qū)域是雙區(qū)檢測器孔的寬度，其為兩個單獨元件的半圓形的直徑。將與本技術(shù)一起使用的雙區(qū)光電檢測器進一步包括光學成像系統(tǒng)，其包括光學放大部件。成像系統(tǒng)用于收集并從檢測窗口中的有價文件照射區(qū)域到雙區(qū)光電檢測器轉(zhuǎn)送發(fā)射光輻射。此成像系統(tǒng)可使用光學放大部件，以便向雙區(qū)光電檢測器轉(zhuǎn)送光輻射。由于連續(xù)減小的光輻射強度，第一和第二光電檢測器元件從預選隱藏合成物接收發(fā)射衰減時間強度數(shù)據(jù)。在預選隱藏合成物均勻分布在有價文件中或其上，且在有價文件上沒有附加的模糊處的情況下，雙區(qū)光電檢測器所接收的強度數(shù)據(jù)在有價文件的成像區(qū)域最接近激發(fā)源的情況下最高，且在離有 價文件的成像區(qū)域的激發(fā)最遠的點處最弱。對于大多數(shù)磷光體，此關(guān)系通常為根據(jù)時間的發(fā)射強度的指數(shù)衰減。當在本技術(shù)中使用雙區(qū)光電檢測器時，移動有價文件的第一圖像位置區(qū)域和相鄰的第二圖像位置區(qū)域彼此分開預選距離，其可等于第一和第二檢測器元件之間的距離。對于源自雙區(qū)光電檢測器中可包括的光學成像系統(tǒng)的任何光學放大/縮小效應，此距離可被調(diào)節(jié)。由于有價文件的固定速度，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間量。因此，來自激活離子的預選發(fā)射波長，由于其材料屬性，將可預見地衰減。如上所述，激活離子發(fā)射的濾波的預選發(fā)射波長在雙區(qū)光電檢測器的第一檢測器元件和第二檢測器元件處成像。由于雙區(qū)光電檢測器包括兩個檢測器元件，每個單獨的圖像被空間上在兩個檢測器元件之間分割。因此，雙區(qū)光電檢測器元件同時接收并分割圖像，其中第一和第二檢測器元件中的每個接收圖像的一半，且二者接著產(chǎn)生相應的傳送至CPU以進行處理的電子信號。由于其更靠近激發(fā)源，第一半圖像產(chǎn)生來自第一圖像位置的強度數(shù)據(jù)大于來自第二半圖像的第二圖像位置的強度數(shù)據(jù)。換而言之，由于激活離子發(fā)射強度根據(jù)時間指數(shù)地衰減，從激發(fā)光源的激發(fā)時間起，與第一檢測器元件接收的發(fā)射強度數(shù)據(jù)及其相應的第一檢測器電子信號相比，第二檢測器元件接收的發(fā)射強度數(shù)據(jù)及其相應的第二檢測器電子信號將在量上將更小。從第二檢測器元件(B)輸出的電子信號數(shù)據(jù)與從第一檢測器元件(A)輸出的電子信號數(shù)據(jù)的信號比按以下等式近似地與預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為假設光學放大為I時，從第一檢測器元件到第二檢測器元件的中心的行進所需的時間量(以秒為單位)。將來自第一和第二檢測器元件中的每個的輸出的電子信號數(shù)據(jù)傳輸給處理單元，其可計算所測量的輸出電子信號比，該信號比為從第二檢測器元件(B)輸出的電子信號數(shù)據(jù)與從第一檢測器元件(A)輸出的電子信號數(shù)據(jù)的信號比。處理單元也可根據(jù)一系列連續(xù)圖像對測量的輸出電子信號比求平均，以產(chǎn)生測量的輸出電子信號比的平均值。計算測量的輸出電子信號比的平均值可提供更高的準確性和連續(xù)性，以便確定有價文件上所測量的隱藏合成物的衰減常數(shù)Tau并將其與真實的隱藏合成物的已知衰減常數(shù)Tau進行對比。如本文所使用的，短語“輸出電子信號比”指的是來自第二檢測器元件的電子信號與來自第一檢測器元件的電子信號的比，且是精確值，該精確值可基于測量的或已知的預選激活離子的指數(shù)衰減特性、第一和第二檢測器元件之間的距離、雙區(qū)光電檢測器的尺寸和屬性、成像系統(tǒng)的放大性屬性和移動通過驗證系統(tǒng)時有價文件的速度，而計算得出。對在多個連續(xù)圖像期間獲得的、來自第一和第二檢測器元件的輸出電子信號比取平均提高了該比的準確性。這樣的取平均可用于提高準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文件所需的計算的比的接受帶。如圖2所示，輸出電子信號比(其對應于雙區(qū)光電檢測器所收集的衰減時間強度數(shù)據(jù))將不僅受到激活離子的實際衰減時間影響，也將被雙區(qū)光電檢測器的第一和第二檢測器元件之間的距離和移動通過鑒別裝置時有價文件的恒定速度影響。當電子信號比非常接近于I時，區(qū)別衰減時間的能力不佳，除非該系統(tǒng)將來自多個連續(xù)圖像的第一和第二檢測器元件的強度數(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)進行區(qū)別的能力。通過求平均，該系統(tǒng)將獲得對于區(qū)別可接受的比，例如比0.97+/-0. 01。鑒別裝置可設計為鑒別在0. 05至0. 98的范圍內(nèi)的輸出電子信號比，這取決于檢測器靈敏性和噪聲抑制，尤其是由于來自激發(fā)光源的照射不干擾來自激活離子的發(fā)射的檢測。而且，由于雙區(qū)光電檢測器可具有圓形幾何形狀，第一和第二檢測器元件的每個輸出的強度數(shù)據(jù)可通過在每個檢測器元件的暴露區(qū)域上進行積分而在數(shù)學上計算。本領(lǐng)域技術(shù)人員將能執(zhí)行這些運算。基于幾何考慮，與圓形雙區(qū)光電檢測器相比，對于正方形雙區(qū)光電檢測器，輸出電子信號比將預期為不同的。 本技術(shù)的有價文件鑒別裝置可確定通過數(shù)據(jù)，從而驗證有價文件，條件是其計算從第一和第二檢測器元件接收的測量輸出電子信號比并確定該測量輸出電子信號比在已知真實隱藏合成物的至少一個激活離子的預定容限范圍內(nèi)?；谠趫?zhí)行有價文件的鑒別時可引入的合理實驗誤差量，可選擇該預定容限范圍。例如，預定容限范圍可以是達到約2%的信號比的一個累加(sigma)標準偏差。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定發(fā)射波長類似的發(fā)射波長，可通過僅基于特定發(fā)射波長進行檢測并驗證的任何現(xiàn)有技術(shù)的驗證系統(tǒng)來鑒別偽造文件。然而，本技術(shù)的裝置會可能由于不具有預選激活離子的衰減特性而拒絕該偽造文件，因為磷光體根據(jù)主晶格、形成溫度、摻雜級等具有組合的特性衰減時間。而且，如果輸出電子信號比不在預定容限范圍內(nèi)，將有價文件拒絕作為仿造品。在本技術(shù)的一個實例中，預選隱藏合成物均勻結(jié)合在有價文件的基質(zhì)中或其上。通過將預選隱藏合成物均勻混合在基質(zhì)的紙漿中或?qū)⒛A(chǔ)中均勻混合的預選隱藏合成物的均勻底層印刷在有價文件的基質(zhì)上，可實現(xiàn)此。由于均勻的分布，在雙區(qū)光電檢測器的第二檢測器元件電子信號和第一檢測器元件電子信號之間測量的輸出電子信號比保持不變，并且當對有價文件的未印刷的/未弄臟的位置成像時，反映預選激活離子的衰減特性。當輸出電子信號比位于預定容限范圍內(nèi)時，將鑒別有價文件。在第一和第二檢測器元件中的每個處可取得大量的連續(xù)圖像。可對相應的連續(xù)輸出電子信號比求平均以提高系統(tǒng)的準確性。當捕捉到圖像時，雙區(qū)光電檢測器的第一檢測器元件和第二檢測器元件以電子信號的形式從移動有價文件的相鄰但不同的部分收集衰減時間強度數(shù)據(jù)。如果有價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文件基質(zhì)中，則輸出電子信號比將考慮磷光體衰減和激發(fā)的磷光體的量，如下更詳細所述的。 在本技術(shù)的另一實例中，有價文件不具有預選隱藏合成物的均勻分布，例如當隱藏合成物隨變化的印刷強度加入印刷墨水中時?？蛇x擇地，在預選隱藏合成物的均勻分布的情況下，有價文件基質(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，與第二檢測器元件相比，第一檢測器元件可檢測到來自不同量的可用磷光體的發(fā)射強度。無論如何，當有價文件上的印刷圖案變化和/或可用預選隱藏合成物的數(shù)量在有價文件上各處不同時，將文件視為具有不均勻分布的預選隱藏合成物。在此情況下，考慮到由于在每一位置的印刷引起的發(fā)射信號的任何衰減，測量的輸出電子信號比將是磷光體的衰減特性及存在的磷光體的量的結(jié)合。為了準確鑒別，第一檢測器元件和第二檢測器元件兩者將隨時間對移動有價文件的相同的區(qū)域(或至少基本上相同的區(qū)域)成像。相應地，第一檢測器元件可在第一時間接收來自有價文件的區(qū)域的圖像，且第二檢測器元件可在第二時間接收有價文件的相同區(qū)域(或基本上相同的區(qū)域)的圖像。可通過將第一和第二圖像位置分隔一時間量(其允許在隨后的圖像讀取期間第一檢測器元件圖像與第二檢測器元件圖像一致)，來實現(xiàn)此。如本文所使用的，短語“一致時間段(coincidence timeperiod)”定義為第一檢測器元件圖像與稍后在第二檢測器元件處檢測到的相同空間圖像位置變得近似相同所需的時間量。一致時間段可選擇為恰好下一圖像，從而第一檢測器元件的第一圖像位置將與第二檢測器元件的第一圖像位置一致。如果第一檢測器元件測量的 文件的每個成像部分也由第二檢測器元件近似測量，則驗證系統(tǒng)將足夠準確?？稍O計鑒別系統(tǒng)中的軟件以選擇適當?shù)囊恢聢D像以計算平均輸出電子信號比，從而產(chǎn)生帶不均勻分布的預選隱藏合成物的有價文件的有效結(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選隱藏合成物的有價文件，而不管有價文件上存在的印刷物的發(fā)射強度的任意可變吸收，因為如果對從有價文件取得的大量連續(xù)圖像求平均，則其不影響所測量的輸出電子信號比。相應的所計算的比可被求平均以提高系統(tǒng)的準確性。圖I示出了鑒別裝置100的示意圖，其中，有價文件101在激發(fā)光源窗口 102及檢測窗103之下移動。磷光體激發(fā)光源104發(fā)出的激發(fā)光穿過激發(fā)光源窗口 102以激發(fā)包含在有價文件101中或其上的激活離子(在有價文件上的照射區(qū)域內(nèi))。來自激活離子的光輻射通過透鏡105概略地校準并經(jīng)過光濾波器106以隔離結(jié)合在預選隱藏合成物中的激活離子的預選發(fā)射波長。接著透鏡107將預選發(fā)射波長聚焦至雙區(qū)光電檢測器108上。如圖I的細節(jié)示圖所示，雙區(qū)光電檢測器108可為圓形，具有第一檢測器元件IlOA和第二檢測器元件110B，或者可為矩形或正方形，具有第一檢測器元件112A和第二檢測器元件112B。輸出電子信號比與激活離子的衰減特性相關(guān)。中央處理單元(CPU) 109以與離有價文件上的照射區(qū)域的預選距離相關(guān)的預定間隔，從第一和第二檢測器元件IlOA和IlOB或112A和112B中收集輸出電子信號，計算所測量的輸出電子信號比，確定有價文件的通過或失效數(shù)據(jù)，并輸出該通過或失效數(shù)據(jù)以向操作者指示該有價文件是否是真實的。CPU109可確定有價文件的通過或失效數(shù)據(jù)的一個方法是比較測量輸出電子信號比與對應于已知的真實的隱藏合成物的存儲數(shù)據(jù)。CPU也可對來自連續(xù)圖像的測量輸出電子信號比求平均以提高驗證系統(tǒng)測量的準確性。圖2示出了具有不同特性衰減時間的發(fā)射磷光體的預期輸出電子信號比(該發(fā)射磷光體以所示速度移動通過鑒別裝置)，這是使用具有兩個半圓形第一和第二檢測器元件的模擬4-_雙區(qū)光電檢測器測量的，該兩個半圓形第一和第二檢測器元件按照垂直于有價文件的移動平面的分隔線裝配在一起。特別是在有價文件的高速下，較短的使用期限比提供了低至0.05的輸出電子信號比，而較長的使用期限磷光體提供了高至0.97的比。雙區(qū)光電檢測器產(chǎn)生高度準確的驗證系統(tǒng)，其中，其檢測用于計算輸出電子信號比的強度數(shù)據(jù)以區(qū)別在有價文件中或其上的預選激活離子。因此對本發(fā)明進行更詳細的說明，可以理解的是這樣詳細的說明并不是嚴格堅持的，而是附加的改變和修改對于本領(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器。相應地，盡管以上說明了雙區(qū)光電檢測器的特定示例，可以理解的是其是一個示例，且本技術(shù)并不局限于雙區(qū)光電檢測器。例如，第一和第二檢測器元件可分開，且可分別容納，這可提高準確性。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單獨的傳感器，或者以其他方式可提供兩種同樣類型的單獨的傳感器，在每個光電檢測器元件之間設置遠遠更大的分隔。在此示例中，可提供單獨的光學系統(tǒng)以處理增加的分隔，但信號采樣的方法將保持相同。關(guān)于數(shù)據(jù)采集，可對數(shù)據(jù)采樣率同步，這樣，第一檢測器元件下采樣的區(qū)域也完全是稍后第二檢測器元件下采樣的，與針對雙區(qū)應用所述的方法相同。對傳感器元件和光學系統(tǒng)的要求與針對雙區(qū)光電檢測器上述的要求保持相同。計算也是相同的，然而，對所詢問紙幣的相同的空間區(qū)域，通過從第二傳感器元件取得值、且將其除以來至第一傳感器元件的值，對各個信 號值進行分開。對有價文件的長度，也可用第二傳感器的信號和除以來自第一傳感器的信號和，以通過統(tǒng)計學方法提高準確度。在此實例中，可最大化衰減時間測量的準確度，條件是，與有價文件的傳輸速度相結(jié)合，比較第一和第二檢測器元件的分隔，衰減時間常數(shù)Tau是較長的。當信號級衰減至 1/e值(在第二檢測器元件處測量，且將該值與從第一檢測器元件所測量的相同空間區(qū)域相比較)時，可獲得更高的準確度。如果有價文件的速度是已知的，對于預定示蹤劑可計算檢測器元件分隔。優(yōu)選地，數(shù)據(jù)采樣是所選距離的整倍數(shù)，這樣，每個檢測器元件在不同時間讀取相同區(qū)域。綜上所述，可以理解的是盡管為說明目的在此描述了特定的實例，但是在不背離本公開的精神或范圍的情況下可做出各種修改。因此旨在，上述詳細說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，包括所有的等價物，旨在尤其指出并明顯主張所要求保護的主題。
權(quán)利要求
1.一種鑒別以均勻速度移動的有價文件的裝置，且其包括吸收激發(fā)入射光并發(fā)射具有預選發(fā)射波長的光輻射的預選隱藏合成物，該裝置包括 激發(fā)光源，其產(chǎn)生足夠強度的照射以激發(fā)在由激發(fā)光源照射的區(qū)域中的預選隱藏合成物； 可選擇的光濾波器，其對該照射區(qū)域中該預選隱藏合成物發(fā)射的預選發(fā)射波長進行濾波； 在至少一個光電檢測器中容納的第一檢測器元件和第二檢測器元件，其中，該第一檢測器元件在第一時間接收該有價文件的區(qū)域的第一圖像并輸出第一圖像的電子信號數(shù)據(jù)，且該第二檢測器元件在第二時間接收該有價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數(shù)據(jù)，該第一和第二圖像對應于該預選隱藏合成物發(fā)射的該預選發(fā)射波長的裳減時間強度；和 處理單元，其收集并評估該輸出電子信號數(shù)據(jù)，并確定該有價文件的通過或失效數(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，該光電檢測器是雙區(qū)光電檢測器，其容納該第一檢測器元件和該第二檢測器元件兩者，且該雙區(qū)光電檢測器的寬度從大約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，其表示當該有價文件以均勻速度移動時，在該光輻射的發(fā)射的0.5至2衰減時間常數(shù)之間的時間。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，移動有價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，通過比較所測量的輸出電子信號比和對應于已知的真實的隱藏合成物的所存儲的數(shù)據(jù)，處理單元確定有價文件的通過或失效數(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，該預選發(fā)射波長在紅外光譜內(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選隱藏合成物鑒別移動有價文件，其中，該預選隱藏合成物包括當受到激發(fā)入射光的激發(fā)時，以預選波長發(fā)射光輻射的激活離子。該光輻射在至少一個具有第一和第二檢測器元件的光電檢測器上成像。以與該有價文件的速度相關(guān)的預定時間捕捉成像強度。在相同圖像位置或不同圖像位置處測量第二檢測器元件和第一檢測器元件之間的比值，其表示預選波長發(fā)射的特性衰減時間強度數(shù)據(jù)。當至少一個光電檢測器沒有接受到該預選波長發(fā)射時或當輸出電子信號比不滿足期望值時，否認該有價文件的真實性。
文檔編號G07D7/12GK102754129SQ201080052955
公開日2012年10月24日 申請日期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 申請人:霍尼韋爾國際公司