CZ20023268A3

CZ20023268A3 - Způsob ověřování pravosti, zařízení pro ověřování pravosti a bezpečnostní zařízení

Info

Publication number: CZ20023268A3
Application number: CZ20023268A
Authority: CZ
Inventors: Milan Vasic; Edgar Müller; Myron Seto
Original assignee: Sicpa Holding S. A.
Priority date: 2001-03-01
Filing date: 2002-01-26
Publication date: 2004-01-14
Also published as: CN1282135C; US20040061048A1; ES2392395T3; HK1059671A1; PL214986B1; UA74821C2; EP1237128B1; BR0204341A; WO2002071347A1; NO20025174L; NZ521775A; AU2002250857B2; KR100867394B1; BR0204341B1; DK1237128T3; EA004580B1; MXPA02010319A; JP2004519056A; EP1237128A1; CA2404624A1

Description

Způsob ověřování pravosti, zařízení pro ověřování pravosti a bezpečnostní zařízení

Oblast techniky

Vynález je pro oblast zabezpečených dokumentů a předmětů. Zabývá se způsobem určování pravosti takových dokumentů nebo předmětů. Zvláště se zabývá zabezpečenými dokumenty nebo předměty, které nesou luminiscenční vlastnost a zařízením ke kvantitativnímu měření intenzity luminiscenčního záření a charakteristik řečené luminiscenční vlastnosti.

Dosavadní stav techniky

Luminiscenční sloučeniny jsou dobře známé zabezpečovací prvky k ochraně bankovek, cenných papírů a jiných zabezpečených předmětů. Takové sloučeniny mohou být spojeny s podkladem zabezpečeného předmětu, vytištěny na zabezpečené předměty pomocí barvy nebo připevněny na zabezpečené předměty nesoucí je ve formě bezpečnostního vlákna, folie nebo nálepky.

Detekce luminiscenčních zabezpečovacích prvků je v oboru dobře známá a popsaná ve velkém počtu patentů. US 5,918,960 popisuje detekční zařízení padělaných bankovek založené na ultrafialové lampě k vybuzení luminiscence a dvou fotobuněk k měření intenzity luminiscence proti intenzitě záření pozadí. Zvláštním problémem při detekci luminiscence je rozlišení slabého luminiscenčního signálu od často mnohem silnějších signálů pozadí způsobených vlivem světla prostředí. Bylo navrženo použití modulovaného buzení a synchronní detekce jako možnost k překonání této obtíže.

• * • fl ··· ··· ► · · I ·· ··

US 5,608,225 popisuje zlepšené zařízení a způsob detekce fluorescence používající modulovaného budicího zdroje, fotobuňky a fázového detektoru k potlačení signálů pozadí. US 4,275,299, US 5,548,106, US 5,418,855 a US 5,574,790 popisují další detekční zařízení založené na modulovaném buzení. US 3,656,835 vysvětluje spojené použití zdroje konstantního ultrafialového budicího zdroje a modulovaného magnetického pole k vytvoření a detekci modulovaného záření z magnetické trojice stavů luminiscenčního materiálu. US 5,315,933 a US 5,331,140 navrhuje sledování klesání luminiscence použitím multiplexování více než jedné modulační frekvence budicího zdroje, např. ke čtení neviditelných fluoreskujících čárových kódů. US 5,548,124 a US 5,757,013 navrhuje měření časů klesání luminiscence generováním modulačního součinu budicího signálu a zpět přijatého signálu luminiscenční odezvy.

Detekční zařízení luminiscence založené na modulaci podle předchozího stavu oboru jsou zcela odolné proti vlivům světla prostředí, které právě nemá stejnou modulační frekvenci a fázi jako vlastní světelný zdroj detektoru. Na druhé straně jsou velmi citlivé na svou vlastní modulační frekvenci. Některé z modulovaného budicího světla je pozoruhodně zpět rozptýleno na povrch vzorku a proniká systémem optických filtrů do fotobuňky detektoru. Žádný systém optických filtrů nevykazuje pozoruhodné 100 % odmítnutí složek světla mimo pásmo. Toto zbytkové budicí světlo, které má přesně stejnou frekvenci jako luminiscenční odezva se tak připočítá k intenzitě zjištěného signálu. V případě slabého luminiscenčního signálu řečený signál pozadí překáží správnému určení intenzity luminiscenčního signálu.

Toto je více znepokojující, protože signál pozadí závisí na odrazivosti • 4 *·· ·«· podkladu, která se může měnit nezávisle na intenzitě luminiscenčního signálu.

V případě pravosti bankovky odrazivost podkladu pozoruhodně závisí na vnějších faktorech takových jako je zašpinění a opotřebení, což činí obtížným zkontrolovat pravost bankovky, když nemůže být uděláno rozlišení mezi pouze odraženým signálem pozadí a pravým signálem luminiscenčního záření.

Tento vynález vysvětluje způsob a zařízení, které překonávají nedostatky dosavadního stavu oboru.

Zvláště vysvětluje způsob a zařízení, které umožňují rozlišovat mezi odraženým budicím signálem a signálem luminiscenčního záření a selektivně určovat sílu luminiscenčního záření .

Tento vynález dále ještě umožňuje kvantitativně určit intenzitu luminiscence nezávisle na odrazivosti pozadí.

Dále umožňuje odvodit absolutní nebo srovnávací intenzity luminiscence a tyto využít ke kódovacím a identifikačním účelům.

Podstata vynálezu

Tento vynález vysvětluje způsob, který umožňuje určit intenzity luminiscence bez příspěvků okolního světla a zpět rozptýleného budicího záření. Opírá se o použití alespoň jedné luminiscenční sloučeniny vykazující časově zpožděné charakteristiky záření, tj. charakteristiky mající Časově závislé stoupání luminiscenčního záření po zapnutí budicího světelného zdroje a vyzařující ještě klesající signál luminiscence po vypnutí budicího světelného zdroje. Typická odezva záření takové luminiscenční látky je funkcí času jak je • · *♦· ··· to uvedeno na obr. 1: a) uvádí intenzitu pulzujícího budicího záření vlnové délky λΐ v závislosti na času; b) uvádí intenzitu zjištěné odezvy luminiscenční látky v závislosti na času, Řečená zjištěná odezva obsahuje alespoň tři složky:

(1) zpět rozptýlené záření vlnové délky λΐ propouštěné systémem optického filtru, (2) luminiscenční záření vlnové délky λ2 vyzářené během buzení a (3) luminiscenční záření vlnové délky λ2 vyzářené po buzení.

Existence zpět rozptýleného záření (1) v detektoru způsobuje obtížné získání přesných absolutních měření skutečné vyzařované intenzity luminiscence tak, jak se odráží v její „stoupající části“ (2) a v její „klesající části“ (3). To je zvláště pravda v případě slabé luminiscence a velké intenzity buzení, např. v případě, kdy musí být zjištěn „nahoru přeměňující“ fosfor.

Způsob podle tohoto vynálezu, který překonává tento problém, je doložen příkladem ve spojení s obr. 2. Budicí světelný zdroj se periodicky zapíná a vypíná, jak je to uvedeno na obr. 1. Měřená hodnota čisté intenzity luminiscence se získá jak pro „stoupající“, tak pro „klesající“ část použitím následujícího způsobu;

Interval „stoupání“ A mezi zapnutím a vypnutím budicího světelného zdroje se může podrozdělit na alespoň dva časové intervaly, které jsou přednostně stejné. Signál detektoru se integruje během řečených časových intervalů, aby se dostaly hodnoty pro každý interval. Potom se vypočítá rozdíl mezi prvním a druhým signálem. V důsledku skutečnosti, že časové intervaly jsou stejné, propouštěný příspěvek (1) zpět rozptýleného budicího záření se odečte společně s jinak trvale přítomným zářením pozadí (světlem okolí). Zbývající intenzita signálu je výlučně způsobena luminiscenčním zářením.

·· ··· * · · · ·· ·♦

V příkladu na obr. 2 může být „interval stoupání“ A např. zcela podrozdělen na dva časové intervaly tl, t2. Intenzita integrovaného signálu během časového intervalu tl se odečte od intenzity integrovaného signálu během časového intervalu t2. Příspěvky od zpět rozptýleného záření, záření pozadí a jiných světelných vlivů způsobujících chybu se hromadně nazývají jako zpět rozptýlené příspěvky 1. Odečtením hodnot intenzity se dostane čistá hodnota signálu, která představuje jenom intenzitu luminiscence.

Alternativně může být „interval stoupání“ A částečně podrozdělen na dva stejné časové intervaly t5, t6, řečené časové intervaly jsou kratší než předcházející časové intervaly tl, t2 a jsou umístěny blízko začátku a blízko konce „intervalu stoupání“ A. Intenzita integrovaného signálu během časového intervalu t5 se odečte od intenzity integrovaného signálu během časového intervalu t6. Příspěvky (1) od zpětného záření pozadí se vyruší, aby byla ponechána Čistá hodnota signálu, představující jenom intenzitu luminiscence. Toto alternativní řešení je zvlášť vhodné, když musí být analyzováno několik luminiscenčních materiálů, které mají velmi rozdílné charakteristické časové konstanty „stoupání“ při použití jednoho a téhož detekčního zařízení.

Podobně může být „interval klesání“ D následující po vypnutí budicího světelného zdroje podrozdělen na dva přednostně stejné časové intervaly. Signál detektoru se integruje během řečených časových intervalů a vytvoří se alespoň jeden rozdílový signál mezi pozdějším a dřívějším stejným časovým intervalem. V důsledku skutečnosti, Že časové intervaly jsou stejné, odečte se jinak přítomné záření pozadí (světlo okolí). Zbývající signál je výlučně způsoben přítomností luminiscenčního záření.

• to to * · to · • · · ··· toto· ♦ to

V příkladu na obr. 2 může být „interval klesání“ D zcela podrozdělen na dva stejné časové intervaly t3, t4. Intenzita integrovaného signálu během časového intervalu t3. se odečte od intenzity integrovaného signálu během časového intervalu t4. Příspěvky od záření pozadí se vyruší, aby se ponechala hodnota čistého signálu, představující výlučně intenzitu luminiscence.

Alternativně může být „interval klesání“ D částečně podrozdělen na dva stejné časové intervaly t7, t8, řečené časové intervaly jsou kratší než předcházející časové intervaly t3, t4 a jsou umístěny blízko začátku a blízko konce „intervalu klesání“ D. Intenzita integrovaného signálu během časového intervalu t7 se odečte od intenzity integrovaného signálu během Časového intervalu t8. Příspěvky od záření pozadí se vyruší, aby byla ponechána čistá hodnota signálu, představující výlučně intenzitu luminiscence. Toto alternativní řešení je zvlášť vhodné, když musí být analyzováno několik luminiscenčních materiálů, které mají velmi rozdílné charakteristické Časové konstanty „klesání“ při použití jednoho a téhož detekčního zařízení.

Způsob podle tohoto vynálezu se tak opírá o použití luminiscenčních látek, které vykazují Časově zpožděné charakteristiky záření a které umožňují, vhodným podrozdělením zkoumaných intervalů „stoupání“ a „klesání“ signálů a vytvořením odpovídajících rozdílových hodnot integrovaných signálů, vnitřní kompenzaci jak záření okolního pozadí, tak zpět rozptýleného budicího záření vlastního detektoru. Toto umožňuje kvantitativní hodnocení i slabých intenzit luminiscence.

Na základě tohoto vysvětlení odborníci mohou snadno odvodit a realizovat jiné varianty vysvětleného způsobu, zvláště takové, které se opírají o více než dva časové intervaly k vyjmutí charakteristik záření a takové, které se opírají o zkoumání časových intervalů nestejné velikosti.

Tento vynález také vysvětluje detekční zařízení, které je vhodné k určení intenzit luminiscence a jiných luminiscenčních charakteristik bez příspěvků od okolního světla a zpět rozptýleného budicího záření. Řečené zařízení se opírá o realizaci způsobu vynálezu ve spojení s alespoň jednou luminiscenční sloučeninou vykazující časově zpožděné charakteristiky záření.

Na obr. 2b se podrobněji vysvětluje jak dvě hodnoty dvou časových intervalů např. t5. a t6 se mohou vzájemně odečíst: Během Časových intervalů t5 a t6 se měří hodnoty la a lb intenzity, které vyplývají ze zpětného rozptylu a jiných chyb. Protože časy t5 a t6 jsou stejné, jsou hodnoty la a lb stejné.

Celková hodnota intenzity během časového intervalu t5. obsahuje hodnoty la a 2a. Celková hodnota intenzity během časového intervalu tó obsahuje hodnoty lb a 2b. Protože však hodnota 2a intenzity, která vyplývá ze záření luminiscenčního materiálu, je během počáteční fáze osvětlení poněkud malá a hodnota 2b je na konci cyklu záření poněkud velká, je výsledná hodnota odečtení (2b + lb) minus (la + 2a) velmi blízká hodnotě 2b. Když se berou malé vzorky t5 na začátku ozařovacího cyklu a jiného vzorku t6 na konci ozařovacího cyklu je možné dostat výsledné signály, které odpovídají do značné míry intenzitě vyzařující luminiscenční látky. Někdy by se ovšem mohlo rozhodnout, že se zvětší délka jedné ze vzorkovacích period. Jestliže např. časový interval t6 by měl být dvakrát delší než Časový interval t5, přesné hodnoty by se dostaly dělením hodnoty intenzity měřené během časového intervalu t6 činitelem 2, aby se kompenzovala delší časová perioda.

Obr. 3 uvádí schematické uspořádání funkčních bloků řečeného • *”* • · · • · • · « • « ··· ··· detekčního zařízení, realizujícího řečený způsob vynálezu. Řečené detekční zařízení obsahuje alespoň jednu laserovou diodu nebo svítivou diodu jako světelný zdroj LD/LED k buzení luminiscenční značky M na testovaném v

vzorku S. Řečené detekční zařízení obsahuje dále alespoň jeden mikroprocesor uP s pamětí Mem a alespoň jeden analogově-číslicový převodník A/D a alespoň jeden detekční kanál. Řečený detekční kanál obsahuje fotodiodu PD, následovanou „transimpedancním“ zesilovačem T, horní elektronickou propustí HP a prvním zesilovačem Al signálu. Výstup ze zesilovače Ad signálu se napájí do přepínací jednotky, obsahující kladnou větev složenou z neinvertujícího zesilovače +1 jednotkového zisku a přepínací jednotky S+ a zápornou větev složenou z invertujícího zesilovače 4. jednotkového zisku a přepínací jednotky S^.. Kombinovaný signál z obou přepínacích jednotek S+, S^. se napájí do integrátoru I, za kterým následuje druhý zesilovač A2 signálu. Výstup zesilovače A2 se nakonec napájí do analogově-číslicového převodníku A/D mikroprocesoru uP.

Detekční zařízení obsahuje alespoň jeden avšak přednostně dva nebo více detekčních kanálů, aby se umožnilo relativní srovnání intenzit luminiscenčních signálů pocházejících z uvážené směsi různých luminiscenčních látek ve značce. Dodatečné optické nebo elektronické prvky, takové jako zaostřovací nebo světlo shromažďující čočky, optické filtry, elektronické filtry atd., mohou být přítomny v detekčním zařízení nebo v jeho individuálních detekčních kanálech. Některé z funkčních bloků ukázaných na obr, 3 mohou také splynout dohromady do shodné jednotky elektronických obvodů.

Řečený budicí světelný zdroj LD/LED a řečené přepínací jednotky S+, SL jsou řízeny řečeným mikroprocesorem uP a umožňují detekční jednotce • ♦ t «ί» • *· *

»· ♦ i ”· • · « « * pracovat při libovolných a pro aplikaci specifických vzorkovacích cyklech pomocí odpovídajícího programování řečeného mikroprocesoru.

Mikroprocesor μ,Ρ je pozoruhodně programován, aby provedl následující operace:

1. opakované zapínání a vypínání budicího světelného zdroje LD/LED k určení časových intervalů,

2. zapínání a vypínání kladných a záporných spínacích jednotek S+, Sl· podle předem stanoveného vzorkovacího programu,

3. čtení zjištěných hodnot signálů v číslicové formě pro alespoň některé z přítomných kanálů pomocí analogově-číslicového převodníku A/D mikroprocesoru uP,

4. provedení matematického zpracování a absolutního nebo relativního srovnání hodnot signálů přečtených v kroku 3 s referenčními hodnotami,

5. vyjmutí výsledku kroku 4 ve výrazech ukazujících pravost nebo nepravost testovaného vzorku.

Řečené detekční zařízení může být dále ještě použito jako jednotka stojící samostatně, pracující autonomním způsobem použitím předem uložených referenčních hodnot k určení pravosti zkušebního vzorku, nebo alternativně ve spojení s centrálním serverem zabezpečených dat prostřednictvím informačního přenosového vedení. Řečený centrální server obsahuje referenční hodnoty pravosti a může provést některé z operací mikroprocesoru μΡ, zvláště operace uvedené výše v kroku 4 a 5.

Tento vynález také vysvětluje bezpečnostní zařízení obsahující směsi luminiscenčních sloučenin, schopných identifikace při použití řečeného detekčního zařízení a způsobu. Řečené směsi luminiscenčních sloučenin mohou být vmíchány do barev a vytištěny na zabezpečené dokumenty nebo předměty nebo mohou být tvarovány do plastických nebo laminovaných mezilistů k vytvoření folií, bezpečnostních vláken, kreditních karet, identifikačních nebo přístupových karet apod. Řečený bezpečnostní systém může být pozoruhodně využit k ochranně bankovek, cenných dokumentů, úředních dokumentů, karet, jízdenek a také značkového zboží všeho druhu.

Musí se také poznamenat, že způsob a zařízení podle tohoto vynálezu umožňuje pozoruhodné zmenšení optických filtračních požadavků. Jestliže se detekce luminiscenční odezvy provede během intervalů „klesání“, kdy není přítomný žádný budicí signál, fotodioda se nemusí zvlášť ochraňovat proti vlivu budicího světla. Jednoduchý 45 ⁰ dělič paprsku typu „zvrásněného“ filtru může stačit k izolaci vyzařované luminiscenční vlnové délky. Takové filtry jsou výhodné, protože mohou být masově vyráběny Lippmannovou holografií a příbuznými technikami.

V určitých případech se může také uvažovat práce bez jakéhokoli optického filtrování a opírat se výlučně o rozlišení vlnové délky, která byla již realizována volbou vhodného budicího zdroje a vhodné fotodiody ve spojení s analýzou klesajících charakteristik luminiscenční látky použitím způsobu a zařízení vynálezu. V této souvislosti je zajímavé poznamenat, že většina svíticích diod LED se může také využít jako i poněkud méně účinných fotodiod selektivních pro vlnové délky. Toto je zvlášť užitečné když se pracuje

0 00 • ·······♦· 0 * * 0 0 0 0 0 0 0 ·

000 000 00 00 00 ·0 s „nahoru přeměňujícími“ fosfory, aby se zmenšila citlivost fotodetektoru na intenzivní světlo budicího zdroje delších vln. Protože na trhu je mnoho různých „barevných“ svíticích diod LED, pokrývajících celý rozsah od blízko ultrafialového světla přes viditelné dolů k infračervenému světlu, je právě tak mnoho spektrálně selektivních potenciálních fotodiod dostupných každému kdo je potřebuje.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je dále objasněn pomocí obrázků a příkladu provedení.

Obr. 1 objasňuje typický časový vývoj budicího signálu a zjištěné luminiscenční odezvy luminiscenční sloučeniny použité v tomto vynálezu: a) intenzita budicího signálu vlnové délky λΐ v závislosti na času; b) intenzita zjištěné odezvy signálu v závislosti na času. Zjištěný signál odezvy obsahuje:

(1) zpět rozptýlené záření vlnové délky λΐ pronikající optickým filtračním systémem, (2) luminiscenční záření vlnové délky λ2 vyzářené během buzení a (3) luminiscenční záření vlnové délky λ2 vyzářené po buzení.

Obr. 2 objasňuje princip detekčního způsobu podle tohoto vynálezu.

Obr. 3 uvádí blokové schéma detekčního zařízení podle vynálezu, realizující způsob podle vynálezu.

Obr. 4 uvádí schematické uspořádání optické části příkladu provedení vynálezu, obsahující budicí infračervenou svítivou diodu IR-LED a dva detekční kanály: a) verze používající nezobrazující optiky, b) verze používající zobrazovací optiky.

• ··· • *···+··«» « • · · · · * ···« • ·· ··· ·* ·· «* ··

Obr. 5 uvádí schéma elektronického provedení jednoho detekčního kanálu podle tohoto vynálezu.

Obr. 6 uvádí příklad časovačích diagramů budicího signálu E a řídicích signálů Pl, P2 přepínacích jednotek.

Příklad provedení vynálezu

Bezpečnostní systém a odpovídající detekční zařízení realizující způsob podle vynálezu byly realizovány následovně: Luminiscenční sloučeniny byly vybrány aby to byly „nahoru přeměňující“ fosfory Y2O2S: Er, Yb, a Y2O2S: Tm, Yb. Takové materiály se dají budit intenzivním infračerveným zářením v rozsahu vlnových délek 900 nm až 980 nm. Při použití budicího procesu dvěma fotony tyto materiály vyzařují luminiscenční záření kratší vlnové délky, zelené, v oblasti 550 nm pro materiál dotovaný erbiem a v blízkosti infračervené, v oblasti 800 nm pro materiál dotovaný thuliem. Charakteristické Časové konstanty odpovídající intenzity stoupání a klesání luminiscenčního záření jsou rádu 50 ps až 500 ps; pozoruhodně závisí na přesné podstatě luminiscenčních materiálů.

Detekční zařízení bylo konstruováno podle obr. 3, obr. 4 a obr. 5. Budicí zdroj je obchodně dostupná GaAlAs infračervená svítivá dioda IR-LED typu používaného v aplikacích dálkového řízení. Vybrané zařízení OPE5594S vyzařuje optický výkon 120 mW/steradián při polovičním úhlu + 10 °. Maximální záření bylo při vlnové délce 940 nm se spektrální poloviční šířkou 45 nm.

fl · · · · · · · fl · • flfl ··· flfl flfl fl· flfl

Obr. 4a uvádí schematické uspořádání optického systému detekčního zařízení. Světlo řečené infračervené svítivé diody IR-LED se napájí prostřednictví 45 ⁰ dielektrického děliče BS1 paprsku do kuželové trysky N z polymethyl-methakrylátu (PMMA) a koncentrované na luminiscenční značku M na testovaném vzorku S. Řečená kuželová tryska N pozoruhodně působí jako nezobrazovací optický koncentrátor (transformátor přijímacího úhlu), přijímající na svém širokém konci malou intenzitu světla s téměř paralelními paprsky a dodávající na úzkém konci velkou intenzitu, avšak silně rozbíhajícího se světla. V opačném smyslu shromažďuje na své špičce soustředěné místo široce se rozbíhající luminiscence a dodává ho jako zředěný téměř paralelní paprsek na svém širokém konci. Dělič BS1 paprsku je typu širokopásmové propusti, která má 45 ⁰ odříznutou vlnovou délku při 900 nm.

Značka M obsahuje řečené dva „nahoru přeměňující“ fosfory v předem určeném poměru a vyzařuje řečená dvě luminiscenční záření kratší vlnové délky 550 nm a 800 nm, když je buzena velkou intenzitou světlem řečené vyzařující infračervené svítivé diody IR-LED 900 nm až 980 nm. Řečené vyzařované záření je shromážděno pod velkým přijímacím úhlem kuželovou tryskou N, je „paralelizováno“ a vychýleno prvním 45 ⁰ děličem BS1 paprsku. Druhý dielektrický 45 ⁰ dělič BS2 paprsku Širokopásmového typu, který má 45 ⁰ odřézávací vlnovou délku 700 nm, oddělí složky 550 nm a 800 nm vyzářené luminiscenční odezvy. Složka 800 nm se napájí podle volby prostřednictvím pásmového filtru Fl 800 nm do křemíkové fotodiody; složka 550 nm se napájí podle volby prostřednictvím pásmového filtru F2 500 nm do fotodiody PD2 GaAsP.

Alternativní uspořádání optického systému je uvedeno na obr. 4b. Světlo v podstatě s paralelními paprsky vyzařující infračervené svítivé diody IR-LED

Φ φφφ * · φ « φ · φφφφ φφφ φφ* φφ φφ φφ φφ s úzkým úhlem se vysílá dvěma frekvenčně selektivními 45 ⁰ děliči BS1, BS2 paprsku a je soustředěno zaostřovací čočkou L na luminiscenční značku M testovaného vzorku S. Značka M je takto připravena v zaostřovací rovině čočky L. Luminiscence vyzařovaná značkou M v odezve na budicí světlo 900 nm až 980 nm je shromážděno Čočkami L a vysláno zpět jako světlo s paralelními paprsky do prvního 45 ⁰ dělič BS1 paprsku. Tento dělič je typu 45 ⁰ „zvrásněného“ filtru a odráží první úzké pásmo vlnové délky asi 800 nm do první fotodiody PPI. Zbytek světelného paprsku dopadá na druhý 45 ⁰dělič BS2 paprsku. Tento dělič paprsku je také typu ⁰ „zvrásněného“ filtru a odráží druhé úzké pásmo vlnové délky asi 550 nm do druhé fotodiody PD2. Optické filtry Pl, F2 mohou být podle volby vloženy před fotodiody PPI, PD2, aby omezily intenzitu zpět odraženého infračerveného světla budicího zdroje.

Obr. 5 uvádí provedení elektronické části jednoho detekčního kanálu detekčního zařízení. Je založen na mikroprocesoru typu PIC 16F877. Mikroprocesor je společný pro všechny detekční kanály detekčního zařízení. Elektronika detektoru se opírá o levné elektronické součástky, tj. operační zesilovače s malým šumem mohou být typu NE 5532 (2 jednotky na zapouzdření) a přepínací jednotky mohou být typu 4066 (4 jednotky na zapouzdření).

Fotodioda, která může být křemíková, GaAsP nebo jiného typu, se používá ve fotonapěťovém režimu a dodává svůj signál do vyváženého stupně „transimpedančního“ zesilovače IC1 :A. Řečený stupeň „transimpedančního“ zesilovače je následován druhým stupněm zesilovače IC1:B, který dodává svůj výstup přes kapacitní vazbu na kladné a záporné přepínací jednotky IC3:A, IC3:B. Pro kladnou přepínací jednotku IC3:A se výstupní signál ze zesilovače

0**

IC1:B použije přímo; pro zápornou přepínací jednotku IC3:B se výstupní signál ze zesilovače IC1 :B nejdříve napájí přes stupeň analogového invertoru IC2:B. Kombinovaný výstup přepínacích jednotek IC3:A, IC3:B se napájí do stupně integrátoru IC2:A a integrovaný signál jde do analogově číslicového převodníku A/D procesoru PIC. Řídicí signály Pl, P2 pro přepínací jednotky IC3:A, IC3:B se generují procesorem PIC.

Na základě předchozího výkladu odborníci snadno koncipují další provedení detekčního zařízení, která mohou mít zvláště více než jeden budicí světelný zdroj nebo více než dva detekční kanály.

Provozní frekvence zařízení našeho příkladu provedení byla zvolena tak, aby byla 1 kHz, se stejnými délkami časových intervalů nabuzení a odbuzení. Toto však není nutná podmínka; někdo může stejně zvolit jiné poměry zapnutí/vypnutí.

Obr. 6 znázorňuje příklad diagramů užitečného časování budicího signálu E a řídicích signálů Pl, P2 přepínacích jednotek. Obr. 6a uvádí obdélníkový budicí signál E a luminiscenční odezvu R. Obr. 6b uvádí příklad vzorkování „stoupající“ Části luminiscenční odezvy R použitím řídicích signálů Pl, P2 přepínacích jednotek. Obr. 6c uvádí příklad vzorkování „klesající“ části luminiscenční odezvy R. Obr. 6d uvádí alternativní příklad vzorkování „stoupající“ části luminiscenční odezvy R.

Způsob a zařízení vynálezu kombinací vhodných různých vzorkovacích programů pozoruhodně umožňuje vyjmout informaci jak o intenzitě luminiscence, tak o charakteristických časových konstantách „stoupající“ a „klesající“ části luminiscenční odezvy R.

<

* · ··· • · · · « ·· ·

Claims

·· ·♦ «· ·«

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob k ověření pravosti bezpečnostní značky obsahující luminiscenční sloučeninu vystavením značky buzení, řečená luminiscenční sloučenina se dá vybudit budicím světelným zdrojem a měří se intenzita luminiscenčního záření vyznačující se tím, že během nebo po vystavení budicímu světelnému zdroji se měří hodnoty intenzity světla v časových intervalech (tl), (t2), (t3), (t4), (t5), (t6), (t7), (tS), které se vyberou tak, že po odečtení hodnoty intenzity shromážděné během jednoho časového intervalu od hodnoty intenzity shromážděné během jiného časového intervalu výsledek odečtení představuje světlo vyzářené z luminiscenčního materiálu.
2. Způsob podle nároku 1 vyznačující se tím, že jeden z vybraných časových intervalů (t5) se vybere během počáteční fáze buzení luminiscenčního materiálu ke zmenšení části intenzity (2a) světla vyplývající ze záření luminiscenčního materiálu ve srovnání s měřenou intenzitou (la) světla způsobenou zpětným rozptylem světla, rušivým světlem a jiným světlem, které neplyne ze záření.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2 vyznačující se tím, že druhý časový interval (t6) se vybere během fáze, ve které intenzita vyplývající ze záření luminiscenčního materiálu stoupne na své maximum.
4. Způsob podle nároku 2 nebo 3 vyznačující se tím, že trvání jednoho časového intervalu (t5), (t6) je kratší než 25 % periody (A) záření,
5. Způsob podle jednoho z předchozích nároků vyznačující se tím, že značka • 0 ·*· 0·· • ··· » 0 «

9 9 · ♦ · t · • · · · · · · · 00 ·· ·· 00 obsahuje jednu nebo více luminiscenčních sloučenin, které vyzařují světlo při dvou různých frekvencích a hodnoty intenzity se vzorkují pro světlo vyzařované při řečených frekvencích.
6. Způsob podle nároku 5 vyznačující se tím, že hodnoty intenzity řečených různých frekvencí se srovnají.
7. Způsob podle jednoho z předchozích nároků vyznačující se tím, že intenzita světla se vzorkuje během vystavení značky ozáření.
8. Způsob podle jednoho z předchozích nároků vyznačující se tím, že intenzita světla se vzorkuje po vystavení značky ozáření.
9. Způsob podle jednoho z předchozích nároků vyznačující se tím, že hodnoty intenzity světla během časových period (tl) až (t8) se integrují.
10. Způsob značkování a ověřování pravosti zabezpečených dokumentů nebo předmětů, řečený způsob se opírá o použití alespoň jedné luminiscenční sloučeniny, řečená luminiscenční sloučenina se dá vybudit budicím světelným zdrojem a vykazuje stoupání intenzity luminiscenčního záření v závislosti na času po zapnutí budicího světelného zdroje a klesání intenzity luminiscenčního záření v závislosti na času po vypnutí budicího světelného zdroje, řečený způsob se vyznačuje tím, že:

- řečená luminiscenční sloučenina je částí zabezpečeného dokumentu nebo předmětu a

- řečený budicí světelný zdroj se zapne během prvního časového intervalu (Tl) a vypne se během druhého časového intervalu (T2) a ··♦ a·· • * ♦·· t « · • · · · ta· a a • ta · a a a · ·· ·· ta ··

- alespoň dvě hodnoty intenzity luminiscence se měří pro alespoň jednu vlnovou délku luminiscence během dvou následujících časových intervalů (T3), (T4) uvnitř buď časového intervalu (TI) nebo časového intervalu (T2) nebo obou a

- alespoň dvě z řečených měřených hodnot intenzity luminiscence se odečtou od sebe k získání čistých hodnot intenzity luminiscence, které se srovnávají s referenčními hodnotami jako kriteriem pravosti.
11. Způsob podle nároku 10 vyznačující se tím, že časové intervaly (T3), (T4) jsou stejné a jsou obsaženy v časovém intervalu (TI).
12. Způsob podle nároku 11 vyznačující se tím, že Časové intervaly (T3), (T4) jsou polovinou časového intervalu (TI),
13. Způsob podle nároku 12 vyznačující se tím, že časové intervaly (T3), (T4) jsou stejné a jsou obsaženy v časovém intervalu (T2).
14. Způsob podle nároku 13 vyznačující se tím, že Časové intervaly (T3), (T4) jsou polovinou časového intervalu (T2).
15. Způsob podle nároků 10 až 14 vyznačující se tím, že řečený budicí světelný zdroj se opakovaně zapíná a vypíná a přitom řečené hodnoty intenzity luminiscence se opakovaně měří a odečítají k získání integrovaných čistých hodnot intenzity, které se srovnávají s referenčními hodnotami jako kriteriem pravosti.
16. Zařízení k ověřování pravosti zabezpečených dokumentů nebo předmětů, řečené dokumenty nebo předměty nesou alespoň jednu luminiscenční

000 *00 sloučeninu, řečená luminiscenční sloučenina se dá vybudit budicím světelným zdrojem a vykazuje stoupání intenzity luminiscenčního záření v závislosti na času po zapnutí budicího světelného zdroje a klesání intenzity luminiscenčního záření v závislosti na času po vypnutí budicího světelného zdroje, řečené zařízení obsahuje alespoň jeden budicí světelný zdroj, alespoň jeden fotodetekční kanál a alespoň jeden mikroprocesor a řečené zařízení se vyznačuje tím, že

- řečený budicí světelný zdroj je schopný být zapnut během prvního časového intervalu (Tl) a vypnut během druhého časového intervalu (T2) při řízení řečeným mikroprocesorem a

- řečený fotodetekční kanál obsahuje alespoň jeden fotodetektor, který vytváří analogový výstupní signál když je osvětlen světelným zdrojem a alespoň jednu vzorkovací jednotku signálu schopnou vzorkovat a integrovat při řízení řečeným mikroprocesorem samostatně postupně neinvertované části (Pl) a invertované části (P2) řečeného výstupního signálu fotodetektoru během časových intervalů (T3), (T4) a vytváří alespoň jeden čistý výstupní signál a

- řečený mikroprocesor je schopný digitalizovat a uložit řečený alespoň jeden čistý výstupní signál.
17. Zařízení podle nároku 16 vyznačující se tím, že časové intervaly (T3), (T4) jsou stejné a jsou obsaženy v časovém intervalu (Tl).
18. Zařízení podle nároku 17 vyznačující se tím, že časové intervaly (T3), (T4) jsou polovinou časového intervalu (Tl),
19.Zařízení podle nároku 18 vyznačující se tím, že časové intervaly (T3), (T4) * · ··♦ t ·

4 · • V · · · · « ··· ··· «4 «· jsou stejné a jsou obsaženy v časovém intervalu (T2).
20. Zařízení podle nároku 19 vyznačující se tím, Že časové intervaly (T3), (T4) jsou polovinou časového intervalu (T2).
21. Zařízení podle jednoho z nároků 13 až 20 vyznačující se tím, že řečený budicí světelný zdroj se opakovaně zapíná a vypíná a přitom řečená vzorkovací jednotka signálu opakovaně vzorkuje a integruje řečený výstupní signál fotodetektoru a získá alespoň jeden integrovaný čistý výstupní signál.
22. Zařízení podle jednoho z nároků 20 až 21 vyznačující se tím, že řečený alespoň jeden čistý výstupní signál nebo řečený alespoň jeden integrovaný čistý výstupní signál se místně srovná řečeným mikroprocesorem s alespoň jednou uvnitř uloženou referenční hodnotou k odvození signálu pravosti.
23. Zařízení podle jednoho z nároků 20 až 22 vyznačující se tím, že řečený alespoň jeden čistý výstupní signál nebo řečený alespoň jeden integrovaný čistý výstupní signál se přenese prostřednictvím spojovacího vedení do vzdáleného serveru, aby byl srovnán s alespoň jednou uloženou referenční hodnotou k odvození a vyslání zpět signálu pravosti.
24.Bezpečnostní zařízení obsahující řadu luminiscenčních značkovačů, které mají časově zpožděné charakteristiky záření a s výhodou různé vlnové délky záření ke vmíchání při různých poměrech do barev nebo plastických materiálů k vytvoření zabezpečených dokumentů nebo předmětů a zařízení podle jednoho z nároků 20 až 23 které má s výhodou odpovídající počet • toto·· to to • · to······* * • · · · · · * · > * ··· to·· toto ·· to* toto detekčních kanálů k určení pravosti řečených zabezpečených dokumentů nebo předmětů.
25.Zařízení ověřující pravost obsahující zařízení k vyzařování ozařovacího světla ke značce, zařízení k měření intenzity světla během alespoň dvou časových intervalů, zařízení k odečtení hodnot intenzity světla a k vytvoření výstupních signálů k provedení způsobu podle jednoho z nároků 1 až 13.
26. Zařízení podle nároku 25 obsahující zařízení k měření intenzity světla dvou nebo více frekvenčních rozsahů světla.
27. Zařízení obsahující zařízení k ověření pravosti podle nároku 25 nebo 26 a soubor k vytvoření bezpečnostní značky obsahující luminiscenční materiál, který je schopný, aby byl zjištěn řečeným zařízením k ověření pravosti.

• ·

Λ · ·*· *

Název vynálezu: Způsob ověřováni pravosti, zařízení pro

Anotace ··· ověřování pravosti a bezpečnostní zařízení

Způsob ověřování pravosti ochranného označení, obsahujícího luminiscenční složku, spočívá v tom, že luminiscenční složka je ozařována excitačním světelným zdrojem, přičemž se měří intenzita luminiscenčního záření. Způsob označování a ověřování pravosti zabezpečených dokumentů nebo předmětů s pomocí alespoň jedné luminiscenční složky spočívá v tom, že luminiscenční složka vykazuje časově zpožděné emisní charakteristiky ve formě postupného nárůstu intenzity luminiscenčního záření po zapnutí excitačního světelného zdroje, a postupného útlumu intenzity luminiscenčního záření po vypnutí excitačního světelného zdroje. Zařízení pro ověřování pravosti označených zabezpečených dokumentů nebo předmětů obsahuje alespoň jeden excitační světelný zdroj a alespoň jeden fotodetekční kanál a mikroprocesor. Bezpečnostní zařízení obsahuje uvedené zařízení pro ověřování pravosti a alespoň jeden luminiscenční značkovač.

1/7 : : : : ·ν^τφοί/2θ8:ι ··· <·· ♦· «ί ·« 44

Obr. 1

Obr. 2

0 0

2/7

0··

0.

·**

000 : fct/eíoiAmH ♦ 0 0 0 0 * 0