優先權聲明
本申請要求于2014年10月31日提交的美國臨時專利申請號62/073,354和于2015年5月20日提交的美國臨時專利申請號62/164,131的權益。
技術領域總的涉及用于鑒定有價值物品的系統、裝置和方法。更具體地,技術領域涉及用于利用有價值物品的光學特征鑒定有價值物品的系統、裝置和方法。
背景技術:
在許多應用中,需要辨別原始物品與復制品或仿制品以確認原始物品。包括鑒定特征的原始物品可通過許多方式確認。一些方法涉及布置在物品上或包含到物品中的可見的(即,外顯的)鑒定特征,比如信用卡上的全息圖、鈔票上的壓印圖像或水印、防偽箔、防偽條帶、鈔票內的彩色線或彩色纖維、或護照上的懸浮和/或下沉圖像。盡管這些特征容易用眼睛檢測并可能不需要用于鑒定的設備,但這些外顯特征容易被想要成為仿造者和/或偽造者的人識別。同樣地,除了外顯特征之外,隱藏(即,不外顯)特征可被包含在原始物品中。不外顯特征的例子包括被包含到物品基底中的不可見的熒光纖維、化學敏感著色劑、和比如發光顏料或熒光染料的標識劑。
盡管通過使用鑒定設備的采用標識劑的不外顯特征的鑒定是高度可靠的,但鑒定所需的設備成本對于普通消費者或小企業主一般過高并且/或者難以買到。另外,大部分鑒定設備是龐大的,致使其對于許多應用的使用不方便。小型廉價鑒定裝置的生產是挑戰性的,因為鑒定裝置一般包括相當大量的硬件,包括激發光源、光電探測器、增益放大器以及可能的其它部件,并且難以在充分小的包裝中包括所有這些部件。即使小型鑒定裝置是可以買到的,鑒定裝置的小尺寸也使鑒定裝置容易受致使精確鑒定困難的各種環境因素影響。例如,小型鑒定裝置一般以如此近的距離包括激發光源和光電探測器,使得由激發光源產生的光通過來自被探詢物品的強散射進入光電探測器。來自激發光源的光的強度一般比來自標識劑的發射強度高許多數量級。盡管一般采用濾光器使得光電探測器不會被過多的來自激發光源的光飽和,但是有效阻斷由激發光源直接產生的光同時仍允許來自標識劑的發射輻射通過是困難的。比如led的許多激發源呈現離它們的主發射光譜范圍非常遠的發射,并且該發射可能是顯著的且在濾光器的通帶范圍內。盡管通過采用比如帶通濾波器或長通濾波器的多層介質薄膜濾波器來進一步阻斷由激發光源產生的光是可能的,但仍可能有某一程度的不期望的泄漏,其仍然在不涉及來自標識劑的發射輻射的濾波系統的期望通帶范圍內。許多系統本質上將被大量在要求的檢測光譜范圍內的信號欺騙。另外,許多標識劑呈現與由激發光源產生的光在發射波長上的重疊,使得不能阻斷重疊波長卻仍允許來自標識劑的發射的檢測。
因此,期望的是提供鑒定有價值物品的鑒定系統、鑒定裝置和方法,即使來自激發光源的光進入光電探測器中,其也能夠有效地對包括發光材料的有價值物品探詢來自發光材料的發射,同時使由激發光源產生的光對鑒定的影響最小化。此外,其它期望的特征和特性將結合附圖和該背景技術從隨后的詳細描述和所附權利要求中變得顯見。
技術實現要素:
本文中提供用于鑒定有價值物品的鑒定系統、鑒定裝置和方法。在實施例中,用于鑒定有價值物品的方法包括:提供包括發光材料的有價值物品。提供激發光源、濾光器、光電探測器、信號處理電路和放大器。使有價值物品的發光材料暴露于由激發光源產生的光。利用濾光器過濾包括來自激發光源的光和來自發光材料的發射輻射的輻射,以產生包括來自發光材料的發射輻射的濾過輻射。利用光電探測器檢測濾過輻射以產生檢測輻射信號。利用信號處理電路電子處理檢測輻射信號以減小來自激發光源的光對基于檢測輻射信號的鑒定決定的影響。在電子處理檢測輻射信號之后利用放大器放大檢測輻射信號以產生放大的電子信號。放大的電子信號或從放大的電子信號得到的數據被轉換成鑒定輸出。
在另一個實施例中,鑒定裝置包括激發光源,其配置成產生光。濾光器配置成過濾包括來自激發光源的光和來自發光材料的發射輻射的輻射并產生包括來自發光材料的發射輻射的濾過輻射。光電探測器配置成檢測濾過輻射。光電探測器產生檢測輻射信號。信號處理電路配置成電子處理檢測輻射信號以減小來自激發光源的光對基于檢測輻射信號的鑒定決定的影響。放大器設置成在電子處理檢測輻射信號之后放大檢測輻射信號。
在另一個實施例中,鑒定系統包括具有入口的物品路徑。入口具有接收有價值物品的能力。鑒定裝置被布置在物品路徑中。鑒定裝置包括激發光源、濾光器、光電探測器、信號處理電路和放大器。激發光源配置成產生光。濾光器配置成過濾包括來自激發光源的光和來自發光材料的發射輻射的輻射并產生包括來自發光材料的發射輻射的濾過輻射。光電探測器配置成檢測濾過輻射。光電探測器產生檢測輻射信號。信號處理電路配置成電子處理檢測輻射信號以減小來自激發光源的光對基于檢測輻射信號的鑒定決定的影響。放大器配置成在電子處理檢測輻射信號之后放大檢測輻射信號以產生放大的電子信號。設置具有將放大的電子信號或從放大的電子信號得到的數據轉換成鑒定輸出的電路系統。用戶接口與鑒定裝置電子通信。用戶接口具有將鑒定輸出傳達給用戶的能力。
附圖說明
下文中將結合下列繪圖描述不同實施例,其中相同的標號指示相同元件,并且其中:
圖1是根據實施例的包括鑒定裝置的鑒定系統的局部示意圖;
圖2是根據實施例的圖1的鑒定裝置的功能塊簡圖;
圖3是圖1的鑒定裝置的另一個實施例的功能塊簡圖;
圖4是曲線圖,圖示了在激發光源和靜噪電路的開/關循環期間激發光源、從來自發光材料的發射輻射獲得的放大的輻射信號和靜噪電路的電壓隨時間變化關系;
圖5是曲線圖,圖示了在來自激發光源的光的兩個脈沖和伴隨的靜噪電路的開/關操作情況下,在激發光源和靜噪電路的開/關循環期間激發光源、從來自發光材料的發射輻射獲得的放大的輻射信號和靜噪電路的電壓隨時間變化關系;以及
圖6(a)-6(c)是對于具有相對短衰減時間的發光材料(圖6(b))和對于具有相對長衰減時間的發光材料(圖6(c))在來自激發光源的光的兩個脈沖和伴隨的靜噪電路的開/關操作情況下來自發光材料的放大的輻射信號的電壓隨時間變化關系的示意性表示。
具體實施方式
以下詳細描述本質上僅是示例性的,并不意圖限制用于鑒定有價值物品的系統、裝置和方法。此外,不意圖被在前述背景或以下詳細描述中介紹的任何理論束縛。
本文中提供用于鑒定有價值物品的系統、裝置和方法。系統包括激發光源、濾光器、光電探測器、信號處理電路和放大器。在將有價值物品上或有價值物品中的發光材料暴露于由激發光源產生的光之后,由于發光材料吸收了來自激發光源的光,因此它如正常的一樣充能/激發,然后以材料時間衰減特性值“τ(tau)”放能/發射。濾光器過濾包括來自激發光源的光和來自發光材料的發射輻射的輻射,并產生濾過輻射,所述濾過輻射包括來自發光材料的發射輻射且一般還包括來自激發光源的泄漏的光,該泄漏的光不能被濾光器完全過濾或者從有價值物品上被反射出來。泄漏的光和仍然在濾過輻射中的標識劑發射信號的組合被光電探測器檢測,從而產生檢測輻射信號。利用信號處理電路電子處理檢測輻射信號以減小來自激發光源的光對基于檢測輻射信號的鑒定決定的影響。如本文中所提到的,“電子處理以減小來自激發光源的光對基于檢測輻射信號的鑒定決定的影響”包括阻斷檢測輻射信號或選擇性地衰減檢測輻射信號中的由來自激發光源的光引起的部分。例如,在實施例中,信號處理電路可以是電子頻率濾波器,并且激發光源可配置成以預定或預設的調制頻率產生調制光,也就是光的脈沖群(例如,對于在40khz調制頻率下2毫秒,以每秒20個脈沖的脈沖調制)。然后,利用電子頻率濾波器可使檢測輻射信號的在激發光源的預定調制頻率下的部分相對于檢測輻射信號的期望部分(也就是,檢測輻射信號的由發光材料的發射產生的部分)選擇性地衰減,以產生過濾的電子信號。作為電子處理的另一個例子,信號處理電路可以是靜噪電路,其有效阻斷檢測輻射信號直至來自激發光源的光的產生停止為止。在電子處理檢測輻射信號之后利用放大器放大檢測輻射信號,以產生放大的電子信號。
包括發光材料和可利用本文中描述的系統、裝置和方法鑒定的有價值物品不被特別限制,并可包括身份證、駕照、護照、身份證明文件、鈔票、支票、文件、論文、股份憑證、包裝部件、信用卡、銀行卡、標簽、密封、硬幣、代幣、籌碼、獎章或郵票。發光材料可布置在有價值物品內或在有價值物品的表面處,只要發光材料定位成以能夠實現檢測的方式能夠實現來自激發光源的光的吸收和輻射的發射。在實施例中,有價值物品包括具有布置在其上或布置在其中的發光材料的纖維網狀材料,例如護照、身份證明文件、鈔票、支票、文件、論文、股份憑證或包裝部件。在其它實施例中,有價值物品是具有布置在其表面上或附近的發光材料的金屬有價值物品,例如硬幣、代幣、籌碼或獎章。有價值物品一般包括基底,并且發光材料可被包括在表面涂覆或嵌入的鑒定特征中。合適的發光材料也不被特別限制,只要在材料通過適當的外部能量源激發時發光材料能夠產生在電磁頻譜的紅外線部分、可見光部分和/或紫外部分中的可檢測的發射(也就是,具有相對高的光譜能量的輸出輻射)。當發光材料發射輻射時,發射發生在離散的時間間隔上,該離散的時間間隔可由可測量的衰減時間常數和信號強度等級限定。通常被描述成“熒光體”(或“熒光”)的材料表現出在微秒、納秒或微微秒范圍內的非常短的發射衰減時間常數。相反地,通常被描述成“磷光體”的材料表現出范圍從若干毫秒到分鐘或更長(例如,長達許多小時)的較長的衰減時間常數。熒光體和磷光體都是在受到本文中描述的鑒定的有價值物品中可采用的合適的發光材料。在實施例中,熒光體和磷光體具有大于0.05毫秒的衰減時間。
現在將參考圖1-2描述用于鑒定包括發光材料的有價值物品16的鑒定系統10的示例實施例。參考圖1,鑒定系統10包括物品路徑12和布置在物品路徑12中的鑒定裝置14。如本文中提到的,“物品路徑”是適于接收有價值物品16并將有價值物品16導向到鑒定裝置14的探詢區域20中的通道。物品路徑12具有入口18,并且入口18具有接收有價值物品16的能力。在實施例中,鑒定系統10是用硬幣、代幣、籌碼或獎章運行的機器,比如自動販賣機,其在有價值物品16插入到物品路徑12中時被啟動。因此,在實施例中,鑒定系統10可進一步包括電磁檢測器22,其具有檢測有價值物品16的電磁識別標志的能力。在實施例中,系統處理器24與鑒定裝置14電子通信,并且當電磁檢測器存在時可進一步與電磁檢測器22電子通信,以作出有價值物品16的真實性鑒定。在其它實施例中,鑒定系統10是用紙件運行的機器,比如點鈔機或紙鈔機,并且可基于從鑒定裝置14單獨接收的信息作出真實性鑒定。用戶接口26可與鑒定裝置14電子通信,可選地通過系統處理器24,并且用戶接口26具有將鑒定輸出傳達給用戶的能力。
如以上所間接提到的,鑒定裝置14包括探詢區域20,其具有接收有價值物品16或有價值物品的包括熒光材料的部分的能力。在實施例中并如圖1所示的,探詢區域20包括在鑒定裝置14上方的、有價值物品16可通過的空間,然而將理解的是,在其它實施例中探詢區域20可具有僅接收有價值物品16的包括熒光材料的部分的能力。將理解的是,探詢區域20可以以任何允許有價值物品16的熒光材料被鑒定裝置14探詢的方式構造。例如,在其它實施例中并且盡管未被示出,探詢區域20可包括掃描窗,其通過傳遞有價值物品16穿過掃描窗接收有價值物品16的一部分。
參考圖2,現在將描述鑒定裝置14的特征。鑒定裝置14主要進行有價值物品16的探詢并生成指示有價值物品16的真實性的數據。在這個方面,鑒定裝置14包括能夠實現有價值物品16的探詢的部件,比如但不限于,用于激發有價值物品16的發光材料的激發光源28和配置成檢測包括來自發光材料激發之后的發射輻射的濾過輻射43的光電探測器30。在實施例中并返回參考圖1,激發光源28和光電探測器30配置用于探詢區域20的內容物的探詢。
將理解的是,根據期望用于鑒定裝置14的特定設計和功能考慮,鑒定裝置14可包括多個激發光源28和多個光電探測器30。例如,激發光源28可包括一個或多個低功率激光二極管、led或其它的激發源。在實施例中并如以下進一步詳細描述的,激發光源28配置成以在預定調制頻率下的調制方式產生光40,其中光的調制性質被用于信號過濾,如以下進一步詳細描述的。在這個方面并參考圖2,鑒定裝置14可還包括激發源驅動器27和光源觸發接收器29。激發源驅動器27可以是電力電路,其用于驅動(接通/切斷)并調制激發光源28從而以調制的方式產生光40。光源觸發接收器29可以是存在的,以傳送在探詢區域20中有價值物品16的存在并向激發源驅動器27提供控制信號。
光電探測器30被配置以檢測濾過輻射43,該濾過輻射包括來自發光材料在利用光40激發之后的發射輻射,從而產生檢測輻射信號44。光電探測器30可包括一個或多個電光傳感器、光電二極管或其它檢測裝置。光電探測器30具有在感興趣的光譜帶范圍內的敏感性,并因此可檢測在該光譜帶范圍內的發射。例如,光電探測器30可包括硅探測器、銦鎵砷(ingaas)探測器(例如,電信類型或擴展型ingaas)、硫化鉛探測器、硒化鉛探測器、鍺探測器、銻化銦探測器、砷化銦探測器、硅化鉑探測器、銻化銦探測器或另外類型的探測器。在特定的實施例中,硅探測器被使用。在實施例中,多個光電探測器30可被使用并配置成在對應于不同的感興趣波段的通道內檢測發射,并且這些光電探測器可具有相同或不同的類型或類別。
如圖2中所示,鑒定裝置14可進一步包括與激發光源28和光電探測器30電連通的電源32,地34設置來使電路完整。在實施例中,考慮到與來自發光材料的發射相比一般有過多量的反射激發光40并且來自源而非發光材料的入射光的衰減能夠避免檢測輻射信號44的飽和,濾光器37定位成在輻射被提供給光電探測器30之前過濾包括來自激發光源28的光40和來自發光材料的發射輻射的輻射42。輻射42的過濾產生包括來自發光材料的發射輻射的濾過輻射43,然后濾過輻射43被提供給光電探測器30。
濾光器37可以是吸收性濾波器、或替代地可以是包括吸收性濾波器與介質薄膜濾波器的組合的帶通濾波器或長通濾波器,其中介質薄膜濾波器設置來進一步減少反射的激發光40。將理解的是,可采用多個濾光器37。例如,濾光器37可包括染料浸漬塑料,該染料浸漬塑料具有僅傳輸在感興趣的光譜帶范圍內的光的能力。濾光器37僅允許在發射波段(也就是,整個光譜的子集)范圍內的濾過輻射43通過,但是將理解的是,通過濾光器37的濾過輻射43的相當大的部分可能來自于源而非發光材料,并且在感興趣的波段范圍內。然而,濾光器37通常對角度敏感,并且在正常入射下被阻斷的不想要的光實際上可能以更高或更低的入射角通過濾光器37。未通過的發射實際上被反射回來,其中發射可再散射并可能能夠在又一次反射時通過濾光器37。因此,如以下進一步詳細描述的,進一步設置用于電子處理檢測輻射信號44的信號處理電路38,以減輕來自激發光源28的光40對基于檢測輻射信號44的鑒定決定的影響。
如以上間接提到的,激發光源28和光電探測器30配置用于圖1的探詢區域20的內容物的探詢。在這個點上,當有價值物品16包括反射表面(例如,硬幣、金屬代幣、鈔票的表面,或有價值物品16的表現出光反射的任何其它表面)時并且由于激發光源28和光電探測器30之間的緊密靠近,來自激發光源28的光40可從有價值物品16反射出來并作為濾過輻射43的一部分進入到光電探測器30中,所得到的檢測輻射信號44的一部分由來自激發光源28的光40生成。另外,太陽光可作為濾過輻射43的一部分進入到光電探測器30中并導致檢測輻射信號44的直流部分(不具有頻率)。另外,來自白熾燈泡或熒光燈的環境人造光可作為濾過輻射43的一部分進入到光電探測器30中并導致具有非常低頻率的檢測輻射信號44的部分。來自激發光源28的光40可顯著影響基于檢測輻射信號44的鑒定決定。
對于利用信號處理電路38電子處理檢測輻射信號44存在可能的若干方案,并且現在將參考圖2描述利用信號處理電路38電子處理檢測輻射信號44的第一實施例。在該實施例中,發光材料暴露到由激發光源28以預定調制頻率產生的調制光40中,信號處理電路38是電子頻率濾波器,并且通過利用電子頻率濾波器38相對于檢測輻射信號44的期望部分選擇性地衰減檢測輻射信號44的在激發光源28的預定調制頻率下的部分來電子處理檢測輻射信號44,從而產生濾波后的電子信號46。檢測輻射信號44的上述部分由于它們在頻率特性上的巨大差異可彼此分離。尤其,通過在該頻率下放置衰減濾波器同時放大信號的期望部分,由激發光源28產生的調制光40的調制頻率可選擇性地衰減或在幅值上減小。可利用傅里葉變換將發光材料的充能/放能特性波形轉換到頻率空間中。只要期望的頻率成分能被放大到比不期望的頻率成分大很多的程度,應該就可以產生足夠高的用于鑒定的信噪比。即使是在發射輻射42具有與調制光40的一部分相同的波段的情況下并即使在激發光源28和光電探測器30處在極其近距離的情況下,通過使檢測輻射信號44在預定調制頻率下的部分選擇性地衰減,也能有效隔離來自發光材料的檢測輻射信號44的期望部分。
在實施例中,可使在預定頻率以上(遠離期望的發射頻率成分)的所有高頻衰減。在其它實施例中,帶通濾波器可被形成以阻斷在范圍(具有寬度和中心頻率的預設定)之外的所有頻率。在這種情況下,使所有高頻連同與陽光和熒光照明器材相關的頻率一起衰減。比如低通的簡單濾波器可配備有對于i/o裝置可適用的運算放大器電路。在實施例中,可進行多級濾波,利用一級衰減高頻,利用另一級衰減低頻,留下在檢測輻射信號被電子處理之后的濾過電子信號46中的檢測輻射信號44的期望部分大部分未被衰減。
為來自激發光源28的調制光40預先設定或預先確定調制頻率并使檢測輻射信號44的在預定調制頻率下的部分選擇性衰減允許有效過濾,即使在來自發光材料的發射信號42具有與調制光40相同或重疊的波段的時候。當采用常規激發光源28時,相同或重疊波段是常見的,因為過濾的實施不依賴波長。相反地,由于重疊波段,來自激發光源28的所有光的光學濾波一般是不可能的,同時也沒有去除發射輻射。在實施例中,發光材料在來自其輻射的發射期間表現頻率響應。發光材料的頻率響應可通過對表示信號強度隨時間變化的時域波形應用傅里葉變換而確定。例如,如利用傅里葉變換得到的,正弦曲線產生常數的頻率響應。例如,直流產生0的頻率響應。然而,在來自許多發光材料的發射期間的頻率響應以可變的速率衰減,并且頻率響應一般取決于衰減時間。較短的衰減時間一般表現出較高的頻率響應,例如,在khz范圍內,并可能在5khz或更高頻具有相當大部分的發射。較長的衰減時間一般表現出較低的頻率響應并可能在500hz以下具有相當大部分的發射。常規發光材料的頻率響應普遍已知或可容易查明。在實施例中,發光材料的頻率響應包括調制光40的預定調制頻率。在該實施例中,檢測輻射信號44的由發光材料產生的部分在預定調制頻率下也被衰減。然而,預定調制頻率選擇成避開發光材料在對于檢測有用的峰值或接近峰值的發射強度下的頻率響應。在實施例中,預定調制頻率大于約10khz,比如從約20到約50khz,或比如從約35到約40khz。然而,將理解的是,預定調制頻率不特別限制,只要來自發光材料的發射輻射42仍可在濾過電子信號46中被檢測出。
另外,電子頻率濾波器38可被制造成使直流和/或檢測輻射信號44的低于閾值頻率的部分衰減,其中預定調制頻率大于閾值頻率。例如,檢測輻射信號44的低于閾值頻率的部分可以是檢測輻射信號44中的由來自白熾燈泡或熒光燈泡的環境人造光產生的這些部分,其一般具有低于200hz的頻率。如以上提及的,預定調制頻率一般大于約10khz,并且表現出與這些環境光源不同的分離且有區別的頻率。
在實施例中,濾過電子信號46利用放大器48放大以產生放大的電子信號52。在實施例中并如圖2所示,電子頻率濾波器38使檢測輻射信號44中的歸因于激發光源28的在預定調制頻率下的部分在放大之前衰減,濾過電子信號46包含檢測輻射信號44的期望部分,然后濾過電子信號46通過單獨的放大器48放大。盡管在圖2中僅示出單個放大器48,將理解的是,放大器48的多級可與電子頻率濾波器38電子通信用于放大濾過電子信號46。在其它實施例中并且盡管未示出,電子頻率濾波器38與放大器48聯接,也就是,電子頻率濾波器38和放大器48被包括在相同的硬件中,檢測輻射信號44的在預定調制頻率下的歸因于激發光源28的部分的衰減被實施,同時信號的期望部分通過并被放大以產生放大的電子信號52。
再次參考圖2,鑒定裝置14可包括電路50,其具有將放大的電子信號52或從電子信號得到的數據轉換成鑒定輸出的能力。尤其,電路50可包括模數轉換器,并且放大的電子信號52可直接被傳遞到電路50用于進一步轉換成指示有價值物品16的真實性的數字信號。在其它實施例中,電路50包括比較器,其被設定在放大的電子信號52的閾值電平處,只要放大的電子信號52的值保持高于預定強度,比較器就產生轉到“1”的邏輯值的輸出。替代地,在其它實施例中,傳遞“僅存在”信號或關閉比較器并呈現整個放大的電子信號52用于分析是可能的。這一般通過利用a-d轉換器對模擬放大的電子信號52采樣足夠的樣本來完成以具有足夠進一步分析的代表性波形。
在實施例中并如圖2所示,激發光源28、光電探測器30和電子頻率濾波器38被布置在單個基底54上,從而最小化對于鑒定裝置14的各獨立元件的空間需求。為了進一步最小化空間需求并致使逆向工程和運行參數的識別難以辨認出,鑒定裝置14是集成電路。被制作為集成電路的鑒定裝置14能夠實現在毫米尺度上的裝置尺寸,比如小于10mm×10mm。
現在將根據實施例描述用于鑒定有價值物品的方法,在該實施例中采用了電子頻率濾波器38并且電子頻率濾波器選擇性地衰減檢測輻射信號44。根據示例的方法,提供包括發光材料的有價值物品16,并且有價值物品16被引入到探詢區域20中。在實施例中,有價值物品16的存在被檢測,并且一檢測到有價值物品16的存在,就開始通過激發光源28的調制光40的發射。例如,光源觸發接收器29可存在以通信有價值物品16的存在并將控制信號提供給激發源驅動器27,使得一感測出在探詢區域20中有價值物品16的存在或一感測出有價值物品16進入物品路徑的入口中就開始調制光40的發射。有價值物品16的發光材料暴露于由激發光源28在預定調制頻率下產生的調制光40。在通過可選的濾光器37之后,包括來自發光材料的發射輻射的濾過輻射43被檢測。利用光電探測器30檢測濾過輻射43以產生檢測輻射信號44,并且已檢測的輻射包括通過可選的濾光器37的所有輻射,包括來自源而非發光材料的輻射(例如,太陽光、人造光、或其它的環境光源)。此外,光電探測器30定位成接收從有價值物品16反射的來自激發光源28的調制光40,并且通過光電探測器30檢測的輻射進一步包括從有價值物品16反射的來自激發光源28的調制光40。利用電子頻率濾波器38使檢測輻射信號44的在預定調制頻率下的部分選擇性地衰減以產生濾過電子信號46,并且利用放大器48使濾過電子信號46放大以產生放大的電子信號52。可選地,放大的電子信號52被提供到電路50以將放大的電子信號52或從放大的電子信號得到的數據轉換成鑒定輸出。鑒定輸出指示有價值物品16的真實性。例如,只要放大的電子信號52的值保持高于預定強度值,電路50的輸出就可以是“1”的邏輯值,并且輸出值可被鑒定系統10采用以進行基于有價值物品16的鑒定的進一步的功能。
如以上間接提到的,對于利用信號處理電路電子處理檢測輻射信號存在可能的若干方案。現在將參考圖3描述利用電子處理電路238電子處理檢測輻射信號44的第二實施例。在該實施例中,發光材料暴露到由激發光源28產生的光40中,并且信號處理電路238是靜噪電路。除非另外指明,該實施例的鑒定裝置114的所有其它特征可與以上描述的這些相同。在該實施例中,檢測輻射信號44的電子處理通過利用靜噪電路238電子阻斷檢測輻射信號44直至來自激發光源28的光40的產生停止為止。尤其,靜噪電路238使檢測輻射信號44在于放大器48中放大之前有效地短路。例如,當靜噪電路238閉合時靜噪電路238可電短路檢測輻射信號44,但是將理解的是,靜噪電路238在斷開時短路檢測輻射信號44的實施例是可能的。通過電子阻斷檢測輻射信號44直至來自激發光源28的光40的產生停止為止,由于來自激發光源28的光40的檢測輻射信號44飽和不影響鑒定決定,因為當光40影響檢測輻射信號44時,檢測輻射信號44實際上被忽略。一旦來自激發光源28的光40的產生停止,通過靜噪電路238的檢測輻射信號44的電子阻斷也停止,從而允許檢測輻射信號44被放大,從而以與以上描述相同的方式產生放大的電子信號52。
在實施例中,為了檢測來自發光材料的尾發射的強度隨著時間的變化的目的,在來自激發光源28的光40的產生停止之后,通過靜噪電路238的檢測輻射信號44的電子阻斷也盡可能快地停止。一旦檢測輻射信號44的電子阻斷停止,由于來自激發光源28的光40的檢測輻射信號44的飽和不再是放大期間的顧慮。然后,放大的電子信號52的電壓可以以與以上描述相同的方式被轉換成鑒定輸出。將理解的是,盡管未示出,檢測輻射信號44的放大也可在通過靜噪電路238電子阻斷之前進行。在這個點上,當采用多級放大器時靜噪電路238可被定位在放大器之間,只要靜噪電路238至少定位在產生轉換成鑒定輸出的放大的電子信號52的最后的放大器48之前。
參考圖4并繼續參考圖3,示出了曲線圖,其圖示了來自激發光源28的光40、從來自發光材料的發射輻射42獲得的放大的輻射信號52和靜噪電路電壓39在激發光源28的開/關循環期間的電壓(其與發射強度相關)隨時間的變化關系,其中一旦靜噪電路238和激發光源28關閉時,放大的輻射信號52表示來自靜止的有價值物品的發光材料的尾發射。盡管圖4中圖示在切斷來自激發光源28的光40和切斷靜噪電路238之間沒有滯后,但是將理解的是,延遲通常存在。放大的電子信號52的電壓隨時間的變化關系可如以上描述一樣地獲得。盡管由于在切斷激發光源28和靜噪電路238時經歷的可能的電子滯后,來自發光材料的峰值發射可能未被包括在檢測輻射信號44中(或表現在圖4示出的放大的輻射信號52中),但如圖4中圖示的,放大的輻射信號52能夠實現衰減時間常數(τ)的確定。尤其,一旦切斷激發光源28和靜噪電路238,檢測輻射信號44的強度就隨時間衰減,并且可測量放大的輻射信號52的電壓對時間曲線上的多個點,或者可采用曲線擬合來確定對于發光材料的衰減速率。例如,對于在發射強度上的簡單的指數衰減,衰減時間常數可由以下方程中的常數τ(tau)表示:
i(t)=i0e-t/τ(方程1)
其中t表示時間,i表示在時間t的發射強度,i0表示在t=0時的發射強度(例如,t=0可對應于激發輻射的提供被中斷的時刻)
盡管圖4圖示了靜止的有價值物品的尾發射強度,但許多應用涉及移動物品的鑒定(比如在自動販賣機的應用中、在點鈔機的應用中及類似的)。在涉及移動物品的應用中,來自發光材料的發射通常只能在非常短的時間內被檢測,該非常短的時間沒有為可從其中確定τ的強度對時間曲線的生成留出余地。然而,在本文中描述的實施例中并再次參考圖3,光40的脈沖可與靜噪電路238結合使用來產生來自發光材料的激發/發射的短周期,可從該短周期中確定τ。例如,參考圖3和5,有價值物品的發光材料可暴露到由激發光源28產生的脈沖光40中,并且在來自激發光源28的光40的產生期間利用靜噪電路238只電子阻斷檢測輻射信號44。如同圖4,盡管圖5中圖示在切斷來自激發光源28的光40和切斷靜噪電路238之間沒有滯后,但是將理解的是,延遲通常存在,并且光40的脈沖之間的時間間隔通常被確定以說明延遲。參考圖5并且繼續參考圖3,光40的脈沖可以是相互足夠接近的,使得第二脈沖發生,同時發光材料仍由于第一脈沖正在發射輻射,伴隨的影響是:發光材料的激發可產生大于在光40的第一脈沖之后的初始發射強度41的在第二脈沖停止之后初始發射強度45。
對于光40的第一脈沖和第二脈沖兩者在靜噪電路238關閉之后通過以大致相等的時間測量來自發光材料的發射的強度可確定τ。在這個點上,對于在移動的有價值物品可有效確定τ。當具有不同τ值的發光材料被探詢時,為了圖示測量的發射強度怎樣基于不同的τ值變化的目的,圖6(a)-6(c)提供示意性表示,示出對于光40的第一脈沖和第二脈沖兩者在靜噪電路238被關閉之后可怎樣測量發射強度。此外,盡管圖6(a)中圖示在切斷光40和切斷靜噪電路238之間沒有滯后,但將理解的是,延遲通常存在。參考圖6(a),包括第一光脈沖47和第二光脈沖49的光40的電壓隨時間變化關系與對應的靜噪開/關的電壓隨時間變化關系一起被圖示。圖6(b)圖示具有相對較快衰減率的發光材料的發射強度,發射強度在點51和53處被測量,而圖6(c)圖示具有相對較慢衰減率的發光材料的發射強度,發射強度在點55和57處被測量。如從圖6(b)和圖6(c)的對比中可見,點53與點51的電壓比顯著小于點57與點55的電壓比。這些比值上的不同可能與τ值相關。
盡管在前面的詳細描述中展示了至少一個示例實施例,但是將理解的是,存在大量的變型例。還將理解的是,示例實施例僅是例子,不意圖以任何方式限制主題的范圍、應用性或構造。更確切地,前面的詳細描述將向本領域技術人員提供用于執行示例實施例的方便的指南。理解的是,在不偏離如所附權利要求中陳述的范圍的情況下,可對示范實施例中描述的元件的功能和布置作出不同變化。