專(zhuān)利名稱：檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測(cè)裝置和檢測(cè)方法，用于檢測(cè)物品的安全標(biāo)記的存在/不存在， 和/或自然屬性。
背景技術(shù)：
在產(chǎn)品或文檔安全領(lǐng)域，在物品或其包裝上設(shè)置機(jī)器可讀標(biāo)記已成為眾所周知的技 術(shù)手段，其中的標(biāo)記可由檢測(cè)器讀取以鑒別物品，和/或檢驗(yàn)物品的真實(shí)性或其它方面 的特性。這種標(biāo)記可以代表性地印刷于物品上，也可以是肉眼看不見(jiàn)的。
例如，目前已經(jīng)存在很久的合成油墨(complexinks)，當(dāng)暴露于輻射之下時(shí)，能夠 可靠地發(fā)射出特定頻譜范圍內(nèi)具有某些特性的輻射線。這種合成油墨，包括被人們所熟 知的標(biāo)簽油墨(taggantinks)，其自然屬性決定了它們難以被偽造者制造。
當(dāng)標(biāo)記在物品上的標(biāo)簽油墨暴露在適當(dāng)?shù)妮椛渲聲r(shí)，便呈現(xiàn)出一種該標(biāo)簽油墨所 獨(dú)具的特定信號(hào)或特征的行為。例如，當(dāng)油墨樣品被照射在一個(gè)激發(fā)頻率(excitation frequency)時(shí)，油墨樣品將以一個(gè)發(fā)射頻率輻射出輻射線；并且將繼續(xù)發(fā)出輻射，直到 暴露在輻射環(huán)境的激發(fā)輻射停止。被激發(fā)的輻射線在刺激停止之后，將以一種熟知的、 可復(fù)驗(yàn)的方式衰減，其衰減方式對(duì)特定的標(biāo)簽來(lái)說(shuō)是唯一確定的。
在一種將合成油墨應(yīng)用于標(biāo)簽材料(taggant material)的例子中，其包括具有晶格 結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)材料，該基礎(chǔ)材料包括一種或多種稀有金屬摻雜物。通過(guò)改變摻雜程度或摻 雜物分子在晶格中的位置，就有可能制造出一系列的被輻射源激發(fā)時(shí)展現(xiàn)出不同激發(fā)特 性的，卻是可預(yù)見(jiàn)和可復(fù)驗(yàn)的標(biāo)簽材料。
典型地檢測(cè)器用來(lái)提供刺激輻射和檢測(cè)被激發(fā)的輻射線，從而測(cè)定物品或其包裝上 的油墨的存在/不存在，以及在某些情況下測(cè)定物品或其包裝上的油墨的信號(hào)或特征。
因此，檢測(cè)器必須結(jié)合具有某種形式的輻射源，該輻射源的頻率必須是已知的、準(zhǔn) 確的和可靠地復(fù)驗(yàn)的；同時(shí)還包括一個(gè)檢測(cè)裝置，能夠檢測(cè)出具有適當(dāng)頻率的被激發(fā)輻 射線的存在。
但是，以前的技術(shù)方案存在許多問(wèn)題。首先，標(biāo)簽材料大多普遍使用在光譜可見(jiàn)光 部分的發(fā)射頻率變化(frequency-shifted)的輻射，因此周?chē)車(chē)饩€程度會(huì)導(dǎo)致輻射線 的測(cè)量困難，例如使背景或感光膠片變色。此外，該過(guò)程會(huì)產(chǎn)生低功率的輸出，例如發(fā)
出的輻射線很微弱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一方面提供一種檢測(cè)裝置，用于測(cè)定樣品上安全油墨的存在、不存在或特性， 該檢測(cè)裝置包括
輻射源，用于給樣品提供激發(fā)的輻射；
檢測(cè)器，用于檢測(cè)從樣品上激發(fā)出來(lái)的輻射線；以及
處理裝置，用于根據(jù)對(duì)檢測(cè)到從樣品上激發(fā)出來(lái)的輻射線進(jìn)行分析，測(cè)定樣品上油 墨的存在、不存在或特性；
其中，所述處理裝置在與激發(fā)頻率相同的光譜部分內(nèi)，跟隨激發(fā)輻射，測(cè)量從樣品 上激發(fā)出來(lái)的輻射線。
優(yōu)選地，所述處理裝置設(shè)置在與激發(fā)頻率實(shí)質(zhì)相同的頻率，測(cè)量從樣品上激發(fā)出來(lái) 的輻射線。
優(yōu)選地，所述處理裝置用于測(cè)量所述輻射線的衰減特性。 所述激發(fā)輻射可以是處于光譜的紅外線部分。
本發(fā)明還提供了一種測(cè)定樣品上安全油墨的存在、不存在或特性的方法，該方法包
括
采用激發(fā)輻射照射樣品； 檢測(cè)從樣品上激發(fā)出來(lái)的輻射線；以及 處理來(lái)自檢測(cè)所得輻射線的電信號(hào)；
其特征在于，所述處理步驟包括在與激發(fā)頻率相同的光譜部分內(nèi)，跟隨激發(fā)輻射， 測(cè)量從樣品上激發(fā)出來(lái)的輻射線。
優(yōu)選地，所述處理步驟包括在與激發(fā)輻射的頻率實(shí)質(zhì)相同的頻率，測(cè)量從樣品上激 發(fā)出來(lái)的輻射線。
優(yōu)選地，所述處理步驟包括測(cè)量所述輻射線的衰減特性。
所述激發(fā)輻射可以是處于光譜的紅外線部分。


以下將以實(shí)施例的方式對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，相關(guān)

如下
圖1為不同安全油墨樣品被激發(fā)的輻射線與時(shí)間的曲線圖2為圖1所示曲線圖的測(cè)量值被標(biāo)準(zhǔn)化之后的曲線圖3為根據(jù)本發(fā)明檢測(cè)裝置的一個(gè)實(shí)施例的電路原理框圖；以及，
圖4為采樣的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明實(shí)施例中的檢測(cè)方法，依賴于跟隨樣品的激發(fā)，從標(biāo)簽材料樣品上激發(fā)出來(lái) 的紅外輻射線的衰減時(shí)間的測(cè)量。由于衰減時(shí)間是使用了特殊標(biāo)簽的函數(shù)(fonction), 因此，如果衰減特性或信號(hào)能夠得到準(zhǔn)確地測(cè)量，那么該特殊標(biāo)簽就可以被準(zhǔn)確地識(shí)別出來(lái)。
圖l表明了典型的來(lái)自不同標(biāo)簽(A—C)的輸出，所述標(biāo)簽(A—C)受到一個(gè)高 強(qiáng)度紅外線發(fā)光體的短脈沖激發(fā)。同時(shí)，每個(gè)衰減響應(yīng)的形狀(shape)對(duì)應(yīng)一個(gè)具體 標(biāo)簽類(lèi)型，測(cè)得的絕對(duì)值在一個(gè)較寬的范圍內(nèi)變化，這取決于材料的密度、樣品的尺寸、 膠片材料、檢測(cè)器的接近程度和照射強(qiáng)度。
然而，如果將來(lái)自每個(gè)標(biāo)簽的第一個(gè)取樣值作為一個(gè)參考點(diǎn)(REFERENCEpoint)， 然后將每一條曲線標(biāo)準(zhǔn)化為具有相同的初始值(initialvalue)，獲得結(jié)果如圖2所示。
從圖2可明顯得出，通過(guò)在參考時(shí)間點(diǎn)tR之后的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)tM測(cè)量被激發(fā)出的輻
射線的強(qiáng)度值，就可以辨別出標(biāo)簽樣品。
圖3表示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)框圖。 該裝置包括電子控制器10、 一對(duì)照射發(fā)光二極管12、光電檢測(cè)器(photo-detector)
14、第一放大器16、三路采樣開(kāi)關(guān)18、濾波/存儲(chǔ)器20 (a—c)，第二放大器22 (a—c)
和輸出顯示器26。
在這個(gè)實(shí)施例的檢測(cè)器中，紅外線發(fā)射是通過(guò)采用一個(gè)非常強(qiáng)的紅外線光源，每隔 數(shù)毫秒對(duì)材料進(jìn)行重復(fù)地照射一個(gè)微秒周期來(lái)激發(fā)的。這個(gè)光源是由上述一對(duì)940nm 的發(fā)光二極管12提供。 一旦這個(gè)光源關(guān)閉，樣品仍繼續(xù)輻射數(shù)毫秒的紅外光輻射線。
所述紅外線發(fā)射由光電檢測(cè)器14檢測(cè)，該光電檢測(cè)器僅對(duì)800至1000nm波段內(nèi) 的紅外線敏感。這樣就幫助檢測(cè)器抑制了來(lái)自可見(jiàn)光源的干擾。
然后，信號(hào)由放大器16進(jìn)行放大，并反饋到三路模擬開(kāi)關(guān)18，該三路模擬開(kāi)關(guān)允 許信號(hào)振幅經(jīng)照射后在不同的時(shí)間間隔內(nèi)采樣。
參照?qǐng)D4，采樣的時(shí)序如下
1. tQ——照射LED燈打開(kāi)；
2. t！——照射LED燈關(guān)閉；
3. t2——通過(guò)關(guān)閉模擬開(kāi)關(guān)18中的第一開(kāi)關(guān)獲得一個(gè)讀數(shù)(reading)。產(chǎn)生一個(gè)同時(shí) 用作第一測(cè)量點(diǎn)和控制照射振幅的參考點(diǎn)讀數(shù)(REFERENCEreading,如下文描述 的)。
4. t3——上述模擬開(kāi)關(guān)18中的第一開(kāi)關(guān)打開(kāi)，且模擬開(kāi)關(guān)18中的第二開(kāi)關(guān)關(guān)閉。產(chǎn) 生確定衰減率的采樣讀數(shù)(SAMPLEreading)。
5. t4——上述模擬開(kāi)關(guān)18中的第二開(kāi)關(guān)打開(kāi)。
6. t5—一模擬開(kāi)關(guān)18中的第三開(kāi)關(guān)關(guān)閉。產(chǎn)生一個(gè)指示照射水平的基線讀數(shù)
(BASELINE reading),該照射水平在來(lái)自材料的余光完全衰減后就可以檢測(cè)到。 這將用于補(bǔ)償背景照射光源和存在于光電檢測(cè)器14的任何DC偏移。
7. t6——上述模擬開(kāi)關(guān)18的第三開(kāi)關(guān)打開(kāi)。
時(shí)間to至t6大約可以達(dá)到數(shù)百微秒。
參考點(diǎn)讀數(shù)、采樣讀數(shù)和基線讀數(shù)的數(shù)值在后續(xù)的采樣過(guò)程中通過(guò)濾波/存儲(chǔ)器20 (a—c)存儲(chǔ)起來(lái)。
在被反饋至控制器10的模擬輸入端之前，作為結(jié)果的讀數(shù)由放大器22 (a—c)進(jìn) 一步放大，并在控制器的模擬輸入端被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。
為獲得有關(guān)材料激發(fā)特性的數(shù)值，將參考點(diǎn)讀數(shù)和采樣間隔讀數(shù)求比值。該比值用 于識(shí)別特定物質(zhì)的衰減響應(yīng)，并以此識(shí)別出物質(zhì)本身。
被激發(fā)的輻射線的信號(hào)振幅可以在較大的范圍內(nèi)變化，典型地從大于10000到1。 這意味著，最強(qiáng)的信號(hào)可能超過(guò)電子檢測(cè)裝置的負(fù)荷，而最弱的信號(hào)可能被埋藏在來(lái)自 其它光源的噪聲中，例如熒光燈和鴿燈。
為了適應(yīng)這樣寬闊的動(dòng)態(tài)范圍，該裝置根據(jù)接收到的信號(hào)強(qiáng)度，調(diào)節(jié)紅外線光源的 強(qiáng)度。
由于在周?chē)h(huán)境光源中，例如日光或主要照明設(shè)備，所包含的紅外線會(huì)使檢測(cè)值增 加一個(gè)偏移量，因此，在第三基線的測(cè)量中同時(shí)使用了一個(gè)伺服系統(tǒng)(未顯示)，從而 在電路的前端注入一個(gè)電流，用來(lái)均衡任何偏置信號(hào)，使衰減曲線的基線返回到一個(gè)已 知的穩(wěn)定值。
在計(jì)算衰減特性比值之前，所述基線值被控制器從其它的讀數(shù)中減去。
由于檢測(cè)器14在照射周期內(nèi)受到大強(qiáng)度的紅外線信號(hào)影響，此時(shí)采用一個(gè)晶體管 (未顯示)鉗制檢測(cè)信號(hào)，從而減小檢測(cè)器和第一放大器16的負(fù)荷，同時(shí)縮短電路的 恢復(fù)時(shí)間。
本發(fā)明的裝置優(yōu)選從電池(未顯示)獲取電能。
權(quán)利要求
1.用于測(cè)定樣品上安全油墨的存在、不存在或特性的檢測(cè)裝置，該裝置包括輻射源，用于給樣品提供激發(fā)的輻射；檢測(cè)器，用于檢測(cè)從樣品上激發(fā)出來(lái)的輻射線；以及處理裝置，用于根據(jù)對(duì)檢測(cè)到從樣品上激發(fā)出來(lái)的輻射線進(jìn)行分析，測(cè)定樣品上油墨的存在、不存在或特性；其特征在于，所述處理裝置在與激發(fā)頻率相同的光譜部分內(nèi)，跟隨激發(fā)輻射，測(cè)量從樣品上激發(fā)出來(lái)的輻射線。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述處理裝置設(shè)置在與激發(fā)頻率相 同的頻率，測(cè)量從樣品上激發(fā)出來(lái)的輻射線。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述處理裝置用于測(cè)量所述輻 射線的衰減特性。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述激發(fā)輻射 是處于光譜的紅外線部分。
5. —種測(cè)定樣品上安全油墨的存在、不存在或特性的方法，該方法包括采用激發(fā)輻射照射樣品； 檢測(cè)從樣品上激發(fā)出來(lái)的輻射線；以及 處理來(lái)自檢測(cè)所得輻射線的電信號(hào)；其特征在于，所述處理步驟包括在與激發(fā)頻率相同的光譜部分內(nèi)，跟隨激發(fā)輻射， 測(cè)量從樣品上激發(fā)出來(lái)的輻射線。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述處理步驟包括在與激發(fā)輻射的頻率 相同的頻率，測(cè)量從樣品上激發(fā)出來(lái)的輻射線。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述處理步驟包括測(cè)量所述輻射線 的衰減特性。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述激發(fā)輻射處于 光譜的紅外線部分。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種跟隨樣品的激發(fā)，檢測(cè)從標(biāo)簽材料樣品上激發(fā)出來(lái)的紅外輻射線的裝置和方法。由于衰減時(shí)間是使用了特殊標(biāo)簽的函數(shù)(function)，因此，如果衰減特性或信號(hào)能夠得到準(zhǔn)確地測(cè)量，那么該特殊標(biāo)簽就可以被準(zhǔn)確地識(shí)別出來(lái)。所述裝置包括電子控制器(10)、一對(duì)照射發(fā)光二極管(12)、光電檢測(cè)器(14)、第一放大器(16)、三路采樣開(kāi)關(guān)(18)、濾波/存儲(chǔ)器(20)(a-c)，第二放大器(22)(a-c)和輸出顯示器(26)。紅外線發(fā)射是通過(guò)采用一個(gè)非常強(qiáng)的紅外線光源，每隔數(shù)毫秒對(duì)材料進(jìn)行重復(fù)地照射一個(gè)微秒周期來(lái)激發(fā)的。這個(gè)光源是由上述一對(duì)940nm的發(fā)光二極管(12)提供。一旦這個(gè)光源關(guān)閉，樣品仍繼續(xù)輻射數(shù)毫秒的紅外光輻射線。該紅外線發(fā)射由光電檢測(cè)器(14)檢測(cè)，該光電檢測(cè)器僅對(duì)800至1000nm波段內(nèi)的紅外線敏感。這樣就幫助檢測(cè)器抑制了來(lái)自可見(jiàn)光源的干擾。
文檔編號(hào)G07D7/12GK101375317SQ200680052930
公開(kāi)日2009年2月25日 申請(qǐng)日期2006年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月16日
發(fā)明者安德魯·約翰·吉爾伯特, 菲利普·約翰·艾倫 申請(qǐng)人:費(fèi)爾特羅納有限公司