用于利用长余辉发射来认证安全标记的方法和包含一个或多个长余辉化合物的安全标记技术

本发明专利技术涉及用于认证安全标记的方法，该安全标记包括能够发射给定波长区域中的长余辉发光光的长余辉化合物，该方法使得能够基于所述波长区域内发射光的光谱分量的测量初始强度值和关联的余辉时间与代表真的长余辉化合物的参考量值的相应参考值的比较，来检测所述长余辉化合物的存在及其量。本发明专利技术还涉及能够操作以实现该方法的步骤的读取器和系统。

Method for authentication of safety labels using long afterglow emission and safety labels containing one or more long afterglow compounds

The present invention relates to a method for authenticating a safety label, which includes a long afterglow compound capable of emitting long afterglow light in a given wavelength region. The method enables the measurement of initial intensity values and associated afterglow time based on the spectral components of light emitted in the wavelength region to be compared with the corresponding reference values representing true long afterglow compounds. To detect the presence and amount of the long afterglow compound. The invention also relates to a reader and a system capable of operating steps to realize the method.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于利用长余辉发射来认证安全标记的方法和包含一个或多个长余辉化合物的安全标记
本专利技术设计用于验证各种商品(诸如具有商业价值的商品、安全卡、纸币、票等)的真实性的发光安全标记的领域、以及用于其认证的方法。
技术介绍
许多具有商业价值的产品需要受到保护以免于伪造、假冒和复制。为此，诸如香水或手表等的高价值产品以及诸如纸币、税票、信用卡、会员卡、票等的有价证券通常设置有安全标记。为了提高安全等级并使标记更难以伪造，典型的安全标记例如包括全息图、具有在被例如UV辐射激发时在可见光谱中发射的发光染料或颜料的特定标记、水印、或者使用特定种类的颜料的图形元素，该特定种类的颜料不易获得、以及/或者通过利用商用器材难以实现的通过颜料的特定取向提供的光学印象。安全标记经常采用发光材料，并且使用所观察到的发光作为认证手段。在这里，发光可以具有两个不同的类型：荧光或磷光。荧光是激发时的辐射的迅速发射，而磷光是在激发停止之后可观察到的辐射的延时发射。磷光的特征在于发光强度随着时间的特定衰减；材料特定的相应寿命可以在纳秒至多小时的时间标度范围内。通过使用例如复印机中所采用的传统黑色或彩色调色剂不能获得任何类型的发光，使得这种发光标记不能被简单地复制。然而，这种安全标记的缺点在于这些安全标记可能相对容易再现以及/或者可能不是机器可读的。此外，尽管在控制场所(例如，在销售控制或票控制或入口控制的场所)可以使用如裸眼所观察到的例如发光标记的光学印象作为认证手段，但许多发光染料是可商购的，并且伪造者可能能够模仿如裸眼所观察到的光学外观。尽管对发光安全标记的光谱发射性质的更复杂分析可以表明，裸眼首先看到时提供与真正标记相同或相似的光学外观的标记实际上是假冒的或非真品，但这种复杂的分析通常需要在控制场所处通常不能提供的复杂、昂贵且庞大的器材。作为用于提高分析侧的安全标记的安全等级的一个选项，已知利用和评估发光(特别是磷光)标记的衰减性质。例如，EP1158459A1描述了用于认证发光探针标记的方法，该方法包括以下步骤：利用至少一个激发脉冲来激发发光探针标记；按时间间隔，测量响应于所述至少一个激发脉冲的来自所述发光探针标记的发射辐射(E)的发射强度(I)的探针强度值；形成所述探针强度值的探针强度-时间发射函数；以及将所述探针强度-时间发射函数与指示标记的真实性的至少一个参考强度-时间发射函数进行比较，其中在比较之前对所述探针强度-时间发射函数和所述参考强度-时间发射函数进行归一化。该方法的缺点是脉冲激发器材不容易获得并且可能庞大。此外，在给定时间之后所观察到的强度可能受到周围光的影响，该周围光可能或可能不激发检测装置、以及/或者可能或可能没有进入检测装置。此外，对于相对较短的衰减时间(即，衰减时间为例如10ms以下的荧光或磷光)，可能需要复杂的器材来观察强度-发射函数。在US3,412,245中描述了利用具有不同衰减时间的发光材料混合物的衰变性质的早期尝试。在该文献中，描述了使在激发时发射相同或非常相似的波长的两种发光材料混合。这些材料其中之一具有与另一材料相比明显更长的衰减时间。然后，采用不同的(稳态或DC和脉冲/交流或AC)照射条件，并且计算在DC和AC照射条件下所观察到的信号的比率，并将该比率用作各个发光组分的存在的指示。因而，该方法需要至少两个不同的照射条件。此外，发射强度和发射轮廓的分析可能需要复杂的器材，并且如果不在排除了例如自然光的隔离环境中进行则容易受到干扰。在WO2005/095296A2中描述了依赖于发光材料的衰减时间作为认证特征的另一种方法。另外，WO2005/041180A1描述了光致发光标记，其中，将给定时间之后的发射强度与参考值进行比较。US2013/0020504A1将上述原理扩展到包括两种发光材料的安全标记。这些发光材料发射不同波长的光，并且各自的时间强度曲线是确定的。利用这些时间强度曲线来计算公共的时间处发光组分的初始强度，并且根据这些初始强度确定各个发光组分的强度参数值和衰减参数值。然后使用强度参数值和衰减参数值来进行识别。该文献使用例如500μs的短光脉冲，因而需要合适的激发光源。可以重复测量，并且使用大量(例如，256次)测量来提高准确度。此外，由于需要建立非常精确的强度-时间关系，因此需要相当复杂的器材来进行检测。该文献在第[0079]和[0080]段中进一步强调，衰减常数独立于最大强度的值，因而可以使用衰减常数来进行认证，因为这样测得的参数允许决定两个不同类型的发光材料的存在是否得到确认。相反，这样的强度不能用作认证手段，因为强度的大小不仅取决于材料，而且还取决于激发光源的持续时间、强度和波长以及光致发光材料的浓度。因而，该文献集中于对安全标记中所使用的纯发射种类的行为的分析，并旨在识别发光材料。然后使用该识别作为真实性标准。现有技术方法的一个缺点是：通常需要复杂、昂贵且庞大的器材，以提供所需的照射激发条件和/或精确地确定材料的衰减时间。此外，现有技术方法局限于具有例如10ms以下的相对较短的衰减时间的荧光或磷光材料，因为更长的衰减时间将使得更难以确定准确的衰减时间常数以及/或者将延长用于认证的测量。现有技术方法的另一缺点是：测量值对测量条件敏感，并且通常需要在隔离的特定设备或环境中进行测量，以避免例如自然光所引起的干扰或者照射强度的波动(这些波动可能是由照射光源、安全标记和检测器之间的距离的改变等引起的)。此外，现有技术通常依赖于各个标志物组分的发光性质(即，依赖于发光材料的性质)，因而伪造者仅需对各组分本身进行模仿。这使得难以对被破解的(即，成功假冒的)安全标记进行如下修改，使得与被破解的标记相比，对于修改后的安全标记，基本上维持了裸眼可见的光学外观，因为这种修改需要采用另一材料(即，另一发光组分)。相反，由于标志物的衰变性质保持不变，因此被破解的标记的一个或多个发光组分的相对量的相对较小的变化将是不够的。因而，现有技术方法通常不允许修改被破解的安全标记以维持裸眼可见的一般外观但提供器材辅助分析中的不同结果。此外，对于两种以上的发光材料的给定系统，现有技术的安全标记和用于其认证的方法通常不允许获得清晰可辨的标记以及/或者对真实性的决定，因为这些方法对发光材料的组分(的相对量)不敏感、或者仅仅依赖于通过所发射的强度的绝对值而得到的相对量，从而需要激发条件的严格控制和光传感器的仔细校准、或者通过用于提取所观察到的发射衰减曲线的数个衰减时间常数的复杂的多指数衰减拟合操作来实现。因而，两种发光材料的系统可以实现的不同认证标记的数量通常非常有限(例如，一个)。在相关方面，现有技术的方法也不允许利用另外的物品特异性、产品特异性或批次特异性的识别项(诸如一批或一系列序列号、特定产品线、制造场所、指定销售场所等)来提供在例如关于所观察到的颜色方面设置有裸眼可见的基本相同的一般外观的安全标记之间的关联，这是因为对于不同批次、产品线等的不同安全标记，将需要采用不同的发光标志物，这通常也导致裸眼可见的不同外观。本专利技术要解决的问题本专利技术在其最广泛的方面中旨在提供一种用于认证安全标记的新颖方法和新颖的安全标记，其补充了技术人员对认证方法和安全标记的选择，并且部分或全部地解决了以上提到的现有技术中的问题。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于认证安全标记的方法，所述安全标记被设计成提供长余辉效应并且包括至少一种长余辉化合物，所述安全标记能够发射第一波长区域中的长余辉发光光，并且所述方法包括：检测从所述安全标记的第一区发射的所述第一波长区域中的长余辉发光光，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：a)确定初始时刻所检测到的来自所述第一区的发光光强度针对所述第一波长区域中的第一光谱分量的值；b)确定步骤a)中所检测到的来自所述第一区的发光光强度针对所述第一波长区域中的所述第一光谱分量的第一长余辉参数的值，所述第一长余辉参数的值对应于自所述初始时刻起经过的第一余辉时间，所述第一余辉时间是直到所检测到的发光光针对所述第一光谱分量的强度值降至低于第一阈值为止的时间，所述第一阈值是步骤a)中确定出的所检测到的来自所述第一区的发光光强度针对所述第一波长区域中的所述第一光谱分量的值的预定分数；以及c)在步骤a)和步骤b)完成之后，进行认证操作，所述认证操作包括：将所确定的所述初始时刻的发光光强度针对所述第一光谱分量的值、所确定的所述第一长余辉参数的值与代表所述安全标记的所述第一区中的所述至少一种长余辉化合物的参考浓度值的相应第一参考值进行比较；以及在所确定的各值在相应第一参考值附近的第一范围内的情况下，决定为所述安全标记为真。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.06 EP 16178155.41.一种用于认证安全标记的方法，所述安全标记被设计成提供长余辉效应并且包括至少一种长余辉化合物，所述安全标记能够发射第一波长区域中的长余辉发光光，并且所述方法包括：检测从所述安全标记的第一区发射的所述第一波长区域中的长余辉发光光，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：a)确定初始时刻所检测到的来自所述第一区的发光光强度针对所述第一波长区域中的第一光谱分量的值；b)确定步骤a)中所检测到的来自所述第一区的发光光强度针对所述第一波长区域中的所述第一光谱分量的第一长余辉参数的值，所述第一长余辉参数的值对应于自所述初始时刻起经过的第一余辉时间，所述第一余辉时间是直到所检测到的发光光针对所述第一光谱分量的强度值降至低于第一阈值为止的时间，所述第一阈值是步骤a)中确定出的所检测到的来自所述第一区的发光光强度针对所述第一波长区域中的所述第一光谱分量的值的预定分数；以及c)在步骤a)和步骤b)完成之后，进行认证操作，所述认证操作包括：将所确定的所述初始时刻的发光光强度针对所述第一光谱分量的值、所确定的所述第一长余辉参数的值与代表所述安全标记的所述第一区中的所述至少一种长余辉化合物的参考浓度值的相应第一参考值进行比较；以及在所确定的各值在相应第一参考值附近的第一范围内的情况下，决定为所述安全标记为真。2.根据权利要求1所述的用于认证安全标记的方法，其中，所述安全标记还能够发射第二波长区域中的长余辉发光光，并且所述方法还包括：检测从所述安全标记的第二区发射的所述第二波长区域中的长余辉发光光，其中，步骤a)还包括：确定初始时刻所检测到的来自所述第二区的发光光强度针对所述第二波长区域中的第二光谱分量的值；步骤b)还包括：确定步骤a)中所检测到的来自所述第二区的发光光强度针对所述第二波长区域中的所述第二光谱分量的第二长余辉参数的值，所述第二长余辉参数的值对应于自所述初始时刻起经过的第二余辉时间，所述第二余辉时间是直到所检测到的发光光针对所述第二光谱分量的强度值降至低于第二阈值为止的时间，所述第二阈值是步骤a)中所确定的所检测到的来自所述第二区的发光光强度针对所述第二波长区域中的所述第二光谱分量的值的预定分数；以及步骤c)还包括如下地进行所述认证操作：进一步将所确定的所述初始时刻的发光光强度针对所述第二光谱分量的值、所确定的所述第二长余辉参数的值与代表所述安全标记的所述第二区中的所述至少一种长余辉化合物的参考浓度值的相应第二参考值进行比较；以及在进一步所确定的各值在相应第二参考值附近的第二范围内的情况下，决定为所述安全标记为真。3.根据权利要求2所述的用于认证安全标记的方法，其中，所述安全标记还能够发射第三波长区域中的长余辉发光光，并且所述方法还包括：检测从所述安全标记的第三区发射的所述第三波长区域中的长余辉发光光，其中，步骤a)还包括：确定初始时刻所检测到的来自所述第三区的发光光强度针对所述第三波长区域中的第三光谱分量的值；步骤b)还包括：确定步骤a)中所检测到的来自所述第三区的发光光强度针对所述第三波长区域中的所述第三光谱分量的第三长余辉参数的值，所述第三长余辉参数的值对应于自所述初始时刻起经过的第三余辉时间，所述第三余辉时间是直到所检测到的发光光针对所述第三光谱分量的强度值降至低于第三阈值为止的时间，所述第三阈值是步骤a)中所确定的所检测到的来自所述第三区的发光光强度针对所述第三波长区域中的所述第三光谱分量的值的预定分数；以及步骤c)还包括如下地进行所述认证操作：进一步将所确定的所述初始时刻的发光光强度针对所述第三光谱分量的值、所确定的所述第三长余辉参数的值与代表所述安全标记的所述第三区中的所述至少一种长余辉化合物的参考浓度值的相应第三参考值进行比较；以及在进一步所确定的各值在相应第三参考值附近的第三范围内的情况下，决定为所述安全标记为真。4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于认证安全标记的方法，其中，所述方法在读取器中实现，所述读取器配备有照相机并且配备有软件，所述照相机能够检测所述安全标记所发射的长余辉发光光，所述软件连同代表所述安全标记中的所述至少一种长余辉化合物的参考浓度值的参考值一起存储在所述读取器的存储器中，所述软件在所述读取器的CPU单元上运行时，能够操作以实现所述方法的步骤。5.根据权利要求1至3中任一项所述的用于认证安全标记的方法，其中，所述方法的步骤a)和步骤b)在读取器中实现，所述读取器配备有通信部件，并且所述读取器能够操作以将数据经由通信链路发送至具有服务器CPU单元和数据库的服务器，所述数据库存储代表所述至少一种长余辉化合物的参考浓度值的所述参考值，所述读取器还配备有照相机且配备有软件，所述照相机能够检测所述安全标记所发射的长余辉发光光，所述软件存储在所述读取器的存储器中并且在所述读取器的CPU单元上运行时能够操作以执行所述方法的步骤a)和步骤b)，其中，在所述方法的步骤a)和步骤b)完成时，所述读取器将所确定的所检测到的发光光强度的值和所确定的长余辉参数的值经由所述通信链路发送至所述服务器，以及所述服务器CPU单元根据所述方法的步骤c)将从所述读取器接收到的所确定的各值与所述数据库中所存储的代表所述至少一种长余辉化合物的参考浓度值的相应参考值进行比较，并且基于该比较的结果而决定为所述安全标记是真的。6.根据权利要求4或5所述的用于认证安全标记的方法，其中，所述读取器配备有光源，所述光源优选是发光二极管即LED，所述光源能够递送激发光以使所述安全标记的所述至少一种长余辉化合物发射所述长余辉发光光，所述方法在所述读取器的CPU单元上运行时，包括通过所述光源利用激发光照射所述安全标记的预备步骤。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·米洛斯斯考温克，E·德库，
申请(专利权)人：锡克拜控股有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH