优先权声明
本申请要求于2014年10月31日提交的美国临时专利申请号62/073,354和于2015年5月20日提交的美国临时专利申请号62/164,131的权益。
技术领域总的涉及用于鉴定有价值物品的系统、装置和方法。更具体地,技术领域涉及用于利用有价值物品的光学特征鉴定有价值物品的系统、装置和方法。
背景技术:
在许多应用中,需要辨别原始物品与复制品或仿制品以确认原始物品。包括鉴定特征的原始物品可通过许多方式确认。一些方法涉及布置在物品上或包含到物品中的可见的(即,外显的)鉴定特征,比如信用卡上的全息图、钞票上的压印图像或水印、防伪箔、防伪条带、钞票内的彩色线或彩色纤维、或护照上的悬浮和/或下沉图像。尽管这些特征容易用眼睛检测并可能不需要用于鉴定的设备,但这些外显特征容易被想要成为仿造者和/或伪造者的人识别。同样地,除了外显特征之外,隐藏(即,不外显)特征可被包含在原始物品中。不外显特征的例子包括被包含到物品基底中的不可见的荧光纤维、化学敏感着色剂、和比如发光颜料或荧光染料的标识剂。
尽管通过使用鉴定设备的采用标识剂的不外显特征的鉴定是高度可靠的,但鉴定所需的设备成本对于普通消费者或小企业主一般过高并且/或者难以买到。另外,大部分鉴定设备是庞大的,致使其对于许多应用的使用不方便。小型廉价鉴定装置的生产是挑战性的,因为鉴定装置一般包括相当大量的硬件,包括激发光源、光电探测器、增益放大器以及可能的其它部件,并且难以在充分小的包装中包括所有这些部件。即使小型鉴定装置是可以买到的,鉴定装置的小尺寸也使鉴定装置容易受致使精确鉴定困难的各种环境因素影响。例如,小型鉴定装置一般以如此近的距离包括激发光源和光电探测器,使得由激发光源产生的光通过来自被探询物品的强散射进入光电探测器。来自激发光源的光的强度一般比来自标识剂的发射强度高许多数量级。尽管一般采用滤光器使得光电探测器不会被过多的来自激发光源的光饱和,但是有效阻断由激发光源直接产生的光同时仍允许来自标识剂的发射辐射通过是困难的。比如led的许多激发源呈现离它们的主发射光谱范围非常远的发射,并且该发射可能是显著的且在滤光器的通带范围内。尽管通过采用比如带通滤波器或长通滤波器的多层介质薄膜滤波器来进一步阻断由激发光源产生的光是可能的,但仍可能有某一程度的不期望的泄漏,其仍然在不涉及来自标识剂的发射辐射的滤波系统的期望通带范围内。许多系统本质上将被大量在要求的检测光谱范围内的信号欺骗。另外,许多标识剂呈现与由激发光源产生的光在发射波长上的重叠,使得不能阻断重叠波长却仍允许来自标识剂的发射的检测。
因此,期望的是提供鉴定有价值物品的鉴定系统、鉴定装置和方法,即使来自激发光源的光进入光电探测器中,其也能够有效地对包括发光材料的有价值物品探询来自发光材料的发射,同时使由激发光源产生的光对鉴定的影响最小化。此外,其它期望的特征和特性将结合附图和该背景技术从随后的详细描述和所附权利要求中变得显见。
技术实现要素:
本文中提供用于鉴定有价值物品的鉴定系统、鉴定装置和方法。在实施例中,用于鉴定有价值物品的方法包括:提供包括发光材料的有价值物品。提供激发光源、滤光器、光电探测器、信号处理电路和放大器。使有价值物品的发光材料暴露于由激发光源产生的光。利用滤光器过滤包括来自激发光源的光和来自发光材料的发射辐射的辐射,以产生包括来自发光材料的发射辐射的滤过辐射。利用光电探测器检测滤过辐射以产生检测辐射信号。利用信号处理电路电子处理检测辐射信号以减小来自激发光源的光对基于检测辐射信号的鉴定决定的影响。在电子处理检测辐射信号之后利用放大器放大检测辐射信号以产生放大的电子信号。放大的电子信号或从放大的电子信号得到的数据被转换成鉴定输出。
在另一个实施例中,鉴定装置包括激发光源,其配置成产生光。滤光器配置成过滤包括来自激发光源的光和来自发光材料的发射辐射的辐射并产生包括来自发光材料的发射辐射的滤过辐射。光电探测器配置成检测滤过辐射。光电探测器产生检测辐射信号。信号处理电路配置成电子处理检测辐射信号以减小来自激发光源的光对基于检测辐射信号的鉴定决定的影响。放大器设置成在电子处理检测辐射信号之后放大检测辐射信号。
在另一个实施例中,鉴定系统包括具有入口的物品路径。入口具有接收有价值物品的能力。鉴定装置被布置在物品路径中。鉴定装置包括激发光源、滤光器、光电探测器、信号处理电路和放大器。激发光源配置成产生光。滤光器配置成过滤包括来自激发光源的光和来自发光材料的发射辐射的辐射并产生包括来自发光材料的发射辐射的滤过辐射。光电探测器配置成检测滤过辐射。光电探测器产生检测辐射信号。信号处理电路配置成电子处理检测辐射信号以减小来自激发光源的光对基于检测辐射信号的鉴定决定的影响。放大器配置成在电子处理检测辐射信号之后放大检测辐射信号以产生放大的电子信号。设置具有将放大的电子信号或从放大的电子信号得到的数据转换成鉴定输出的电路系统。用户接口与鉴定装置电子通信。用户接口具有将鉴定输出传达给用户的能力。
附图说明
下文中将结合下列绘图描述不同实施例,其中相同的标号指示相同元件,并且其中:
图1是根据实施例的包括鉴定装置的鉴定系统的局部示意图;
图2是根据实施例的图1的鉴定装置的功能块简图;
图3是图1的鉴定装置的另一个实施例的功能块简图;
图4是曲线图,图示了在激发光源和静噪电路的开/关循环期间激发光源、从来自发光材料的发射辐射获得的放大的辐射信号和静噪电路的电压随时间变化关系;
图5是曲线图,图示了在来自激发光源的光的两个脉冲和伴随的静噪电路的开/关操作情况下,在激发光源和静噪电路的开/关循环期间激发光源、从来自发光材料的发射辐射获得的放大的辐射信号和静噪电路的电压随时间变化关系;以及
图6(a)-6(c)是对于具有相对短衰减时间的发光材料(图6(b))和对于具有相对长衰减时间的发光材料(图6(c))在来自激发光源的光的两个脉冲和伴随的静噪电路的开/关操作情况下来自发光材料的放大的辐射信号的电压随时间变化关系的示意性表示。
具体实施方式
以下详细描述本质上仅是示例性的,并不意图限制用于鉴定有价值物品的系统、装置和方法。此外,不意图被在前述背景或以下详细描述中介绍的任何理论束缚。
本文中提供用于鉴定有价值物品的系统、装置和方法。系统包括激发光源、滤光器、光电探测器、信号处理电路和放大器。在将有价值物品上或有价值物品中的发光材料暴露于由激发光源产生的光之后,由于发光材料吸收了来自激发光源的光,因此它如正常的一样充能/激发,然后以材料时间衰减特性值“τ(tau)”放能/发射。滤光器过滤包括来自激发光源的光和来自发光材料的发射辐射的辐射,并产生滤过辐射,所述滤过辐射包括来自发光材料的发射辐射且一般还包括来自激发光源的泄漏的光,该泄漏的光不能被滤光器完全过滤或者从有价值物品上被反射出来。泄漏的光和仍然在滤过辐射中的标识剂发射信号的组合被光电探测器检测,从而产生检测辐射信号。利用信号处理电路电子处理检测辐射信号以减小来自激发光源的光对基于检测辐射信号的鉴定决定的影响。如本文中所提到的,“电子处理以减小来自激发光源的光对基于检测辐射信号的鉴定决定的影响”包括阻断检测辐射信号或选择性地衰减检测辐射信号中的由来自激发光源的光引起的部分。例如,在实施例中,信号处理电路可以是电子频率滤波器,并且激发光源可配置成以预定或预设的调制频率产生调制光,也就是光的脉冲群(例如,对于在40khz调制频率下2毫秒,以每秒20个脉冲的脉冲调制)。然后,利用电子频率滤波器可使检测辐射信号的在激发光源的预定调制频率下的部分相对于检测辐射信号的期望部分(也就是,检测辐射信号的由发光材料的发射产生的部分)选择性地衰减,以产生过滤的电子信号。作为电子处理的另一个例子,信号处理电路可以是静噪电路,其有效阻断检测辐射信号直至来自激发光源的光的产生停止为止。在电子处理检测辐射信号之后利用放大器放大检测辐射信号,以产生放大的电子信号。
包括发光材料和可利用本文中描述的系统、装置和方法鉴定的有价值物品不被特别限制,并可包括身份证、驾照、护照、身份证明文件、钞票、支票、文件、论文、股份凭证、包装部件、信用卡、银行卡、标签、密封、硬币、代币、筹码、奖章或邮票。发光材料可布置在有价值物品内或在有价值物品的表面处,只要发光材料定位成以能够实现检测的方式能够实现来自激发光源的光的吸收和辐射的发射。在实施例中,有价值物品包括具有布置在其上或布置在其中的发光材料的纤维网状材料,例如护照、身份证明文件、钞票、支票、文件、论文、股份凭证或包装部件。在其它实施例中,有价值物品是具有布置在其表面上或附近的发光材料的金属有价值物品,例如硬币、代币、筹码或奖章。有价值物品一般包括基底,并且发光材料可被包括在表面涂覆或嵌入的鉴定特征中。合适的发光材料也不被特别限制,只要在材料通过适当的外部能量源激发时发光材料能够产生在电磁频谱的红外线部分、可见光部分和/或紫外部分中的可检测的发射(也就是,具有相对高的光谱能量的输出辐射)。当发光材料发射辐射时,发射发生在离散的时间间隔上,该离散的时间间隔可由可测量的衰减时间常数和信号强度等级限定。通常被描述成“荧光体”(或“荧光”)的材料表现出在微秒、纳秒或微微秒范围内的非常短的发射衰减时间常数。相反地,通常被描述成“磷光体”的材料表现出范围从若干毫秒到分钟或更长(例如,长达许多小时)的较长的衰减时间常数。荧光体和磷光体都是在受到本文中描述的鉴定的有价值物品中可采用的合适的发光材料。在实施例中,荧光体和磷光体具有大于0.05毫秒的衰减时间。
现在将参考图1-2描述用于鉴定包括发光材料的有价值物品16的鉴定系统10的示例实施例。参考图1,鉴定系统10包括物品路径12和布置在物品路径12中的鉴定装置14。如本文中提到的,“物品路径”是适于接收有价值物品16并将有价值物品16导向到鉴定装置14的探询区域20中的通道。物品路径12具有入口18,并且入口18具有接收有价值物品16的能力。在实施例中,鉴定系统10是用硬币、代币、筹码或奖章运行的机器,比如自动贩卖机,其在有价值物品16插入到物品路径12中时被启动。因此,在实施例中,鉴定系统10可进一步包括电磁检测器22,其具有检测有价值物品16的电磁识别标志的能力。在实施例中,系统处理器24与鉴定装置14电子通信,并且当电磁检测器存在时可进一步与电磁检测器22电子通信,以作出有价值物品16的真实性鉴定。在其它实施例中,鉴定系统10是用纸件运行的机器,比如点钞机或纸钞机,并且可基于从鉴定装置14单独接收的信息作出真实性鉴定。用户接口26可与鉴定装置14电子通信,可选地通过系统处理器24,并且用户接口26具有将鉴定输出传达给用户的能力。
如以上所间接提到的,鉴定装置14包括探询区域20,其具有接收有价值物品16或有价值物品的包括荧光材料的部分的能力。在实施例中并如图1所示的,探询区域20包括在鉴定装置14上方的、有价值物品16可通过的空间,然而将理解的是,在其它实施例中探询区域20可具有仅接收有价值物品16的包括荧光材料的部分的能力。将理解的是,探询区域20可以以任何允许有价值物品16的荧光材料被鉴定装置14探询的方式构造。例如,在其它实施例中并且尽管未被示出,探询区域20可包括扫描窗,其通过传递有价值物品16穿过扫描窗接收有价值物品16的一部分。
参考图2,现在将描述鉴定装置14的特征。鉴定装置14主要进行有价值物品16的探询并生成指示有价值物品16的真实性的数据。在这个方面,鉴定装置14包括能够实现有价值物品16的探询的部件,比如但不限于,用于激发有价值物品16的发光材料的激发光源28和配置成检测包括来自发光材料激发之后的发射辐射的滤过辐射43的光电探测器30。在实施例中并返回参考图1,激发光源28和光电探测器30配置用于探询区域20的内容物的探询。
将理解的是,根据期望用于鉴定装置14的特定设计和功能考虑,鉴定装置14可包括多个激发光源28和多个光电探测器30。例如,激发光源28可包括一个或多个低功率激光二极管、led或其它的激发源。在实施例中并如以下进一步详细描述的,激发光源28配置成以在预定调制频率下的调制方式产生光40,其中光的调制性质被用于信号过滤,如以下进一步详细描述的。在这个方面并参考图2,鉴定装置14可还包括激发源驱动器27和光源触发接收器29。激发源驱动器27可以是电力电路,其用于驱动(接通/切断)并调制激发光源28从而以调制的方式产生光40。光源触发接收器29可以是存在的,以传送在探询区域20中有价值物品16的存在并向激发源驱动器27提供控制信号。
光电探测器30被配置以检测滤过辐射43,该滤过辐射包括来自发光材料在利用光40激发之后的发射辐射,从而产生检测辐射信号44。光电探测器30可包括一个或多个电光传感器、光电二极管或其它检测装置。光电探测器30具有在感兴趣的光谱带范围内的敏感性,并因此可检测在该光谱带范围内的发射。例如,光电探测器30可包括硅探测器、铟镓砷(ingaas)探测器(例如,电信类型或扩展型ingaas)、硫化铅探测器、硒化铅探测器、锗探测器、锑化铟探测器、砷化铟探测器、硅化铂探测器、锑化铟探测器或另外类型的探测器。在特定的实施例中,硅探测器被使用。在实施例中,多个光电探测器30可被使用并配置成在对应于不同的感兴趣波段的通道内检测发射,并且这些光电探测器可具有相同或不同的类型或类别。
如图2中所示,鉴定装置14可进一步包括与激发光源28和光电探测器30电连通的电源32,地34设置来使电路完整。在实施例中,考虑到与来自发光材料的发射相比一般有过多量的反射激发光40并且来自源而非发光材料的入射光的衰减能够避免检测辐射信号44的饱和,滤光器37定位成在辐射被提供给光电探测器30之前过滤包括来自激发光源28的光40和来自发光材料的发射辐射的辐射42。辐射42的过滤产生包括来自发光材料的发射辐射的滤过辐射43,然后滤过辐射43被提供给光电探测器30。
滤光器37可以是吸收性滤波器、或替代地可以是包括吸收性滤波器与介质薄膜滤波器的组合的带通滤波器或长通滤波器,其中介质薄膜滤波器设置来进一步减少反射的激发光40。将理解的是,可采用多个滤光器37。例如,滤光器37可包括染料浸渍塑料,该染料浸渍塑料具有仅传输在感兴趣的光谱带范围内的光的能力。滤光器37仅允许在发射波段(也就是,整个光谱的子集)范围内的滤过辐射43通过,但是将理解的是,通过滤光器37的滤过辐射43的相当大的部分可能来自于源而非发光材料,并且在感兴趣的波段范围内。然而,滤光器37通常对角度敏感,并且在正常入射下被阻断的不想要的光实际上可能以更高或更低的入射角通过滤光器37。未通过的发射实际上被反射回来,其中发射可再散射并可能能够在又一次反射时通过滤光器37。因此,如以下进一步详细描述的,进一步设置用于电子处理检测辐射信号44的信号处理电路38,以减轻来自激发光源28的光40对基于检测辐射信号44的鉴定决定的影响。
如以上间接提到的,激发光源28和光电探测器30配置用于图1的探询区域20的内容物的探询。在这个点上,当有价值物品16包括反射表面(例如,硬币、金属代币、钞票的表面,或有价值物品16的表现出光反射的任何其它表面)时并且由于激发光源28和光电探测器30之间的紧密靠近,来自激发光源28的光40可从有价值物品16反射出来并作为滤过辐射43的一部分进入到光电探测器30中,所得到的检测辐射信号44的一部分由来自激发光源28的光40生成。另外,太阳光可作为滤过辐射43的一部分进入到光电探测器30中并导致检测辐射信号44的直流部分(不具有频率)。另外,来自白炽灯泡或荧光灯的环境人造光可作为滤过辐射43的一部分进入到光电探测器30中并导致具有非常低频率的检测辐射信号44的部分。来自激发光源28的光40可显著影响基于检测辐射信号44的鉴定决定。
对于利用信号处理电路38电子处理检测辐射信号44存在可能的若干方案,并且现在将参考图2描述利用信号处理电路38电子处理检测辐射信号44的第一实施例。在该实施例中,发光材料暴露到由激发光源28以预定调制频率产生的调制光40中,信号处理电路38是电子频率滤波器,并且通过利用电子频率滤波器38相对于检测辐射信号44的期望部分选择性地衰减检测辐射信号44的在激发光源28的预定调制频率下的部分来电子处理检测辐射信号44,从而产生滤波后的电子信号46。检测辐射信号44的上述部分由于它们在频率特性上的巨大差异可彼此分离。尤其,通过在该频率下放置衰减滤波器同时放大信号的期望部分,由激发光源28产生的调制光40的调制频率可选择性地衰减或在幅值上减小。可利用傅里叶变换将发光材料的充能/放能特性波形转换到频率空间中。只要期望的频率成分能被放大到比不期望的频率成分大很多的程度,应该就可以产生足够高的用于鉴定的信噪比。即使是在发射辐射42具有与调制光40的一部分相同的波段的情况下并即使在激发光源28和光电探测器30处在极其近距离的情况下,通过使检测辐射信号44在预定调制频率下的部分选择性地衰减,也能有效隔离来自发光材料的检测辐射信号44的期望部分。
在实施例中,可使在预定频率以上(远离期望的发射频率成分)的所有高频衰减。在其它实施例中,带通滤波器可被形成以阻断在范围(具有宽度和中心频率的预设定)之外的所有频率。在这种情况下,使所有高频连同与阳光和荧光照明器材相关的频率一起衰减。比如低通的简单滤波器可配备有对于i/o装置可适用的运算放大器电路。在实施例中,可进行多级滤波,利用一级衰减高频,利用另一级衰减低频,留下在检测辐射信号被电子处理之后的滤过电子信号46中的检测辐射信号44的期望部分大部分未被衰减。
为来自激发光源28的调制光40预先设定或预先确定调制频率并使检测辐射信号44的在预定调制频率下的部分选择性衰减允许有效过滤,即使在来自发光材料的发射信号42具有与调制光40相同或重叠的波段的时候。当采用常规激发光源28时,相同或重叠波段是常见的,因为过滤的实施不依赖波长。相反地,由于重叠波段,来自激发光源28的所有光的光学滤波一般是不可能的,同时也没有去除发射辐射。在实施例中,发光材料在来自其辐射的发射期间表现频率响应。发光材料的频率响应可通过对表示信号强度随时间变化的时域波形应用傅里叶变换而确定。例如,如利用傅里叶变换得到的,正弦曲线产生常数的频率响应。例如,直流产生0的频率响应。然而,在来自许多发光材料的发射期间的频率响应以可变的速率衰减,并且频率响应一般取决于衰减时间。较短的衰减时间一般表现出较高的频率响应,例如,在khz范围内,并可能在5khz或更高频具有相当大部分的发射。较长的衰减时间一般表现出较低的频率响应并可能在500hz以下具有相当大部分的发射。常规发光材料的频率响应普遍已知或可容易查明。在实施例中,发光材料的频率响应包括调制光40的预定调制频率。在该实施例中,检测辐射信号44的由发光材料产生的部分在预定调制频率下也被衰减。然而,预定调制频率选择成避开发光材料在对于检测有用的峰值或接近峰值的发射强度下的频率响应。在实施例中,预定调制频率大于约10khz,比如从约20到约50khz,或比如从约35到约40khz。然而,将理解的是,预定调制频率不特别限制,只要来自发光材料的发射辐射42仍可在滤过电子信号46中被检测出。
另外,电子频率滤波器38可被制造成使直流和/或检测辐射信号44的低于阈值频率的部分衰减,其中预定调制频率大于阈值频率。例如,检测辐射信号44的低于阈值频率的部分可以是检测辐射信号44中的由来自白炽灯泡或荧光灯泡的环境人造光产生的这些部分,其一般具有低于200hz的频率。如以上提及的,预定调制频率一般大于约10khz,并且表现出与这些环境光源不同的分离且有区别的频率。
在实施例中,滤过电子信号46利用放大器48放大以产生放大的电子信号52。在实施例中并如图2所示,电子频率滤波器38使检测辐射信号44中的归因于激发光源28的在预定调制频率下的部分在放大之前衰减,滤过电子信号46包含检测辐射信号44的期望部分,然后滤过电子信号46通过单独的放大器48放大。尽管在图2中仅示出单个放大器48,将理解的是,放大器48的多级可与电子频率滤波器38电子通信用于放大滤过电子信号46。在其它实施例中并且尽管未示出,电子频率滤波器38与放大器48联接,也就是,电子频率滤波器38和放大器48被包括在相同的硬件中,检测辐射信号44的在预定调制频率下的归因于激发光源28的部分的衰减被实施,同时信号的期望部分通过并被放大以产生放大的电子信号52。
再次参考图2,鉴定装置14可包括电路50,其具有将放大的电子信号52或从电子信号得到的数据转换成鉴定输出的能力。尤其,电路50可包括模数转换器,并且放大的电子信号52可直接被传递到电路50用于进一步转换成指示有价值物品16的真实性的数字信号。在其它实施例中,电路50包括比较器,其被设定在放大的电子信号52的阈值电平处,只要放大的电子信号52的值保持高于预定强度,比较器就产生转到“1”的逻辑值的输出。替代地,在其它实施例中,传递“仅存在”信号或关闭比较器并呈现整个放大的电子信号52用于分析是可能的。这一般通过利用a-d转换器对模拟放大的电子信号52采样足够的样本来完成以具有足够进一步分析的代表性波形。
在实施例中并如图2所示,激发光源28、光电探测器30和电子频率滤波器38被布置在单个基底54上,从而最小化对于鉴定装置14的各独立元件的空间需求。为了进一步最小化空间需求并致使逆向工程和运行参数的识别难以辨认出,鉴定装置14是集成电路。被制作为集成电路的鉴定装置14能够实现在毫米尺度上的装置尺寸,比如小于10mm×10mm。
现在将根据实施例描述用于鉴定有价值物品的方法,在该实施例中采用了电子频率滤波器38并且电子频率滤波器选择性地衰减检测辐射信号44。根据示例的方法,提供包括发光材料的有价值物品16,并且有价值物品16被引入到探询区域20中。在实施例中,有价值物品16的存在被检测,并且一检测到有价值物品16的存在,就开始通过激发光源28的调制光40的发射。例如,光源触发接收器29可存在以通信有价值物品16的存在并将控制信号提供给激发源驱动器27,使得一感测出在探询区域20中有价值物品16的存在或一感测出有价值物品16进入物品路径的入口中就开始调制光40的发射。有价值物品16的发光材料暴露于由激发光源28在预定调制频率下产生的调制光40。在通过可选的滤光器37之后,包括来自发光材料的发射辐射的滤过辐射43被检测。利用光电探测器30检测滤过辐射43以产生检测辐射信号44,并且已检测的辐射包括通过可选的滤光器37的所有辐射,包括来自源而非发光材料的辐射(例如,太阳光、人造光、或其它的环境光源)。此外,光电探测器30定位成接收从有价值物品16反射的来自激发光源28的调制光40,并且通过光电探测器30检测的辐射进一步包括从有价值物品16反射的来自激发光源28的调制光40。利用电子频率滤波器38使检测辐射信号44的在预定调制频率下的部分选择性地衰减以产生滤过电子信号46,并且利用放大器48使滤过电子信号46放大以产生放大的电子信号52。可选地,放大的电子信号52被提供到电路50以将放大的电子信号52或从放大的电子信号得到的数据转换成鉴定输出。鉴定输出指示有价值物品16的真实性。例如,只要放大的电子信号52的值保持高于预定强度值,电路50的输出就可以是“1”的逻辑值,并且输出值可被鉴定系统10采用以进行基于有价值物品16的鉴定的进一步的功能。
如以上间接提到的,对于利用信号处理电路电子处理检测辐射信号存在可能的若干方案。现在将参考图3描述利用电子处理电路238电子处理检测辐射信号44的第二实施例。在该实施例中,发光材料暴露到由激发光源28产生的光40中,并且信号处理电路238是静噪电路。除非另外指明,该实施例的鉴定装置114的所有其它特征可与以上描述的这些相同。在该实施例中,检测辐射信号44的电子处理通过利用静噪电路238电子阻断检测辐射信号44直至来自激发光源28的光40的产生停止为止。尤其,静噪电路238使检测辐射信号44在于放大器48中放大之前有效地短路。例如,当静噪电路238闭合时静噪电路238可电短路检测辐射信号44,但是将理解的是,静噪电路238在断开时短路检测辐射信号44的实施例是可能的。通过电子阻断检测辐射信号44直至来自激发光源28的光40的产生停止为止,由于来自激发光源28的光40的检测辐射信号44饱和不影响鉴定决定,因为当光40影响检测辐射信号44时,检测辐射信号44实际上被忽略。一旦来自激发光源28的光40的产生停止,通过静噪电路238的检测辐射信号44的电子阻断也停止,从而允许检测辐射信号44被放大,从而以与以上描述相同的方式产生放大的电子信号52。
在实施例中,为了检测来自发光材料的尾发射的强度随着时间的变化的目的,在来自激发光源28的光40的产生停止之后,通过静噪电路238的检测辐射信号44的电子阻断也尽可能快地停止。一旦检测辐射信号44的电子阻断停止,由于来自激发光源28的光40的检测辐射信号44的饱和不再是放大期间的顾虑。然后,放大的电子信号52的电压可以以与以上描述相同的方式被转换成鉴定输出。将理解的是,尽管未示出,检测辐射信号44的放大也可在通过静噪电路238电子阻断之前进行。在这个点上,当采用多级放大器时静噪电路238可被定位在放大器之间,只要静噪电路238至少定位在产生转换成鉴定输出的放大的电子信号52的最后的放大器48之前。
参考图4并继续参考图3,示出了曲线图,其图示了来自激发光源28的光40、从来自发光材料的发射辐射42获得的放大的辐射信号52和静噪电路电压39在激发光源28的开/关循环期间的电压(其与发射强度相关)随时间的变化关系,其中一旦静噪电路238和激发光源28关闭时,放大的辐射信号52表示来自静止的有价值物品的发光材料的尾发射。尽管图4中图示在切断来自激发光源28的光40和切断静噪电路238之间没有滞后,但是将理解的是,延迟通常存在。放大的电子信号52的电压随时间的变化关系可如以上描述一样地获得。尽管由于在切断激发光源28和静噪电路238时经历的可能的电子滞后,来自发光材料的峰值发射可能未被包括在检测辐射信号44中(或表现在图4示出的放大的辐射信号52中),但如图4中图示的,放大的辐射信号52能够实现衰减时间常数(τ)的确定。尤其,一旦切断激发光源28和静噪电路238,检测辐射信号44的强度就随时间衰减,并且可测量放大的辐射信号52的电压对时间曲线上的多个点,或者可采用曲线拟合来确定对于发光材料的衰减速率。例如,对于在发射强度上的简单的指数衰减,衰减时间常数可由以下方程中的常数τ(tau)表示:
i(t)=i0e-t/τ(方程1)
其中t表示时间,i表示在时间t的发射强度,i0表示在t=0时的发射强度(例如,t=0可对应于激发辐射的提供被中断的时刻)
尽管图4图示了静止的有价值物品的尾发射强度,但许多应用涉及移动物品的鉴定(比如在自动贩卖机的应用中、在点钞机的应用中及类似的)。在涉及移动物品的应用中,来自发光材料的发射通常只能在非常短的时间内被检测,该非常短的时间没有为可从其中确定τ的强度对时间曲线的生成留出余地。然而,在本文中描述的实施例中并再次参考图3,光40的脉冲可与静噪电路238结合使用来产生来自发光材料的激发/发射的短周期,可从该短周期中确定τ。例如,参考图3和5,有价值物品的发光材料可暴露到由激发光源28产生的脉冲光40中,并且在来自激发光源28的光40的产生期间利用静噪电路238只电子阻断检测辐射信号44。如同图4,尽管图5中图示在切断来自激发光源28的光40和切断静噪电路238之间没有滞后,但是将理解的是,延迟通常存在,并且光40的脉冲之间的时间间隔通常被确定以说明延迟。参考图5并且继续参考图3,光40的脉冲可以是相互足够接近的,使得第二脉冲发生,同时发光材料仍由于第一脉冲正在发射辐射,伴随的影响是:发光材料的激发可产生大于在光40的第一脉冲之后的初始发射强度41的在第二脉冲停止之后初始发射强度45。
对于光40的第一脉冲和第二脉冲两者在静噪电路238关闭之后通过以大致相等的时间测量来自发光材料的发射的强度可确定τ。在这个点上,对于在移动的有价值物品可有效确定τ。当具有不同τ值的发光材料被探询时,为了图示测量的发射强度怎样基于不同的τ值变化的目的,图6(a)-6(c)提供示意性表示,示出对于光40的第一脉冲和第二脉冲两者在静噪电路238被关闭之后可怎样测量发射强度。此外,尽管图6(a)中图示在切断光40和切断静噪电路238之间没有滞后,但将理解的是,延迟通常存在。参考图6(a),包括第一光脉冲47和第二光脉冲49的光40的电压随时间变化关系与对应的静噪开/关的电压随时间变化关系一起被图示。图6(b)图示具有相对较快衰减率的发光材料的发射强度,发射强度在点51和53处被测量,而图6(c)图示具有相对较慢衰减率的发光材料的发射强度,发射强度在点55和57处被测量。如从图6(b)和图6(c)的对比中可见,点53与点51的电压比显著小于点57与点55的电压比。这些比值上的不同可能与τ值相关。
尽管在前面的详细描述中展示了至少一个示例实施例,但是将理解的是,存在大量的变型例。还将理解的是,示例实施例仅是例子,不意图以任何方式限制主题的范围、应用性或构造。更确切地,前面的详细描述将向本领域技术人员提供用于执行示例实施例的方便的指南。理解的是,在不偏离如所附权利要求中陈述的范围的情况下,可对示范实施例中描述的元件的功能和布置作出不同变化。