发光安全特征及用于对其进行检测的方法和设备技术

一种安全特征(2)，其包括多个发光表面元件(31、32、33)，其中发光寿命在表面元件之间变化。为了验证安全特征，使用一种锁定成像仪。这种情况下，用激发光(E(t))照射安全特征，该激发光被使用调制频率进行了强度调制。在多个像素(81)中，与调制频率同步地检测安全特征发射的冷光(F(t))。这用于确定不同像素(81)中激发光和冷光之间的相移(Φ)的测量(S(Φ))。根据不同像素中相移的测量，验证安全特征。

Luminous safety features and methods and equipment for detecting them

A safety feature (2) includes a plurality of light-emitting surface elements (31, 32, 33), wherein the light-emitting life varies between the surface elements. In order to verify the safety features, a locking imager is used. In this case, e (T)) is used to irradiate the safety feature, and the intensity of the excitation is modulated by the modulation frequency. In a plurality of pixels (81), the cold light (f (T)) transmitted by the security feature is detected synchronously with the modulation frequency. This is used to determine the measurement (s (\u03a6)) of the phase shift (\u03a6) between the excited light and the cold light in different pixels (81). According to the measurement of phase shift in different pixels, the security features are verified.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发光安全特征及用于对其进行检测的方法和设备
本专利技术涉及一种发光安全特征、一种验证该安全特征的方法以及一种执行该验证方法的设备。现有技术在各种经济
中假冒原产品的问题不断增加。新技术允许大量复制原件，其质量使得用肉眼很难或根本无法区分复制品与原件。受影响的不仅是奢侈品，还包括技术设备的部件，例如在汽车制造、医疗技术或电子工业领域的技术部件，有时还具有与安全相关的特性。为了防止此类产品盗版，许多生产商为其产品提供安全特征(也称为标识特征或ID特征)。安全特征用于检查产品的真实性或跟踪产品从生产地点到最终客户的路径。这种安全特征能够例如基于颜色、荧光或其他物理特性而产生。现有技术中已知各种类型的安全特征，从通过形成在贴纸上或产品本身上的全息图的简单贴纸到嵌入在产品材料中的特殊成分。复杂的安全特征能够使生产商识别生产批次、甚至单个或个别产品。它们还能够包含元数据，如生产日期和生产地点、失效日期以及编码形式的类似数据。因此需要越来越复杂的安全特征。已经针对安全特征的复杂程度建立了简单的术语。如果可以借助自然感官(即不需要辅助设备)分析特征以进行认证和/或识别，则可以是指1级特征(第一级特征、第一级安全特征)。例如，安全线表示第一级特征。第二级特征(2级特征、第二级安全特征)需要简单的辅助设备进行分析，如放大镜或紫外线灯。第三级特征(3级特征、第三级安全特征)需要使用大量设备和/或专业操作人员进行取证分析。第一级特征通常非常适合作为消费者的初步检查类型，但通常不允许从较大系列中识别单个产品。此外，第一级特征对伪造者来说是仿真该特征很容易的挑战。与此相反，智能第二级特征在系列级别或单个物品级别下的认证提供了成本可接受且操作简单的良好折中的可能性。特别地，现有技术中已知基于荧光染料的安全特征。因此，美国专利第5,608,225号公开了一种检测荧光标记的方法，其中使用强度周期性变化的激发光照射该标记。相应地，标记发出的荧光的强度也会周期性地变化，其中荧光强度的相位相对于激发光强度的相位移动。为确定标记是否为荧光标记，提出在使用强度调制的激发光照射时，检查标记是否以这种方式发射相位偏移的光。此外，提出测量相位偏移的绝对值以确定标记所含荧光材料的类型。WO95/09499A1公开了一种用于认证对象的方法，其中也使用周期性强度调制的激发光照射荧光标记。为了表征从对象反射的荧光，确定荧光的各种性质，其中尤其是激发光和荧光之间的时间偏移。US2015/0260653A1提出了一种安全特征，其包括具有不同寿命的发光材料混合物。通过对激发后的衰减光谱的分析，能够推断出所用的材料。通过使用激发光照射激发安全特征，然后结束照射，随后记录荧光强度的时间曲线，在时域内对衰减光谱进行测量。从完全不同的
，即生命科学领域，已知一种称为荧光寿命成像显微技术(简称FLIM)的方法。荧光寿命成像显微技术是一种使用在不同理化环境下具有不同荧光寿命的荧光标记物的成像方法。因此，荧光标记或多或少用作局部化学探针。为了成像，对样品表面的荧光寿命进行空间分辨测量。由此能够推断所用荧光标记物理化环境的空间变化。通过这种方式，FLIM使得能够确定活体细胞、组织和模型有机体中的pH值、离子浓度、氧含量等变量的空间分布。此外，通过确定能量共振转移(FRET)的空间分布，FLIM使得能够实现细胞中蛋白质-蛋白质相互作用的空间映射。例如，专著FLIMMicroscopyinBiologyandMedicine,PeriasamyA.,CleggR.M.,ISBN-10:1420078909,ISBN-13:978-1420078909,CRCPress,2010概述了技术和传统应用。US2007/0018116A1公开了一种用于对发光样品进行成像的设备，其特别适用于荧光寿命成像显微技术。该设备具有使用激发光照射样品的光源。光调制器周期性地调节激发光的强度。具有多个像素的空间分辨锁定成像仪检测由样品发射的冷光，并逐个像素地确定激发光调制和冷光之间的相位偏移的尺度。由此能够得出荧光寿命的空间分布。
技术实现思路
第一方面，本专利技术的目的是提供一种基于发光染料的安全特征，该安全特征适合设计为二级特征，其中，安全特征特别允许编码信息项，这些信息项可用于例如在系列级或单个物品级的识别，但这些编码的信息项不能用肉眼读取。权利要求1中规定了这种安全特征。从属权利要求中规定了其他实施例。因此，提供了一种具有多个发光表面元件的安全特征，其中每个表面元件的发光寿命都是可确定的，其中，表面元件的发光寿命不同。换句话说，并非所有表面元件的发光寿命都相同，但至少有一个表面元件的发光寿命不同于相邻表面元件的发光寿命。在发光中，物理系统通过吸收能量进入激发状态并发光。发光现象通常包括荧光和磷光。术语“光”被理解为红外范围、可见范围和紫外线范围内的电磁辐射，特别是在100纳米到10微米的波长范围内的电磁辐射。在终止激发后，具有单一发光染料的样品的发光强度的时间分布I(t)通常可以用以下等式近似描述I(t)＝I0exp(-t/τ)(等式1)，其中，I0为初始强度，τ为发光寿命。特别是在荧光的情况下，荧光寿命往往不能用肉眼确定，因为荧光寿命通常在皮秒到微秒的范围内，因此低于肉眼可分辨的时间尺度。但是，下文会详细解释，荧光寿命的空间分布图像可以通过技术辅助生成。因此，根据本专利技术的安全特征非常适合作为第二级特征。特别地，如果两个发光寿命相差5％以上，优选相差10％以上，则认为它们是不同的。用数学方式表示，在任何情况下，如果下列情况成立，则认为两个发光寿命τ1不同于τ2，其中τ2>τ1：(τ2–τ1)/τ1>5％，优选>10％。当然，在实践中，发光寿命之间的差异也能够大得多，例如超过20％。表面元件的不同发光寿命能够用于编码信息项。例如，可以假设每个表面元件的发光寿命是两个不同值中的一个。这确保通过使用发光寿命对数据进行二进制编码，其中发光寿命的第一值对应于逻辑1，第二值对应于逻辑0。但是，更复杂的编码方案当然也是可能的。能够生产具有不同发光寿命的表面元件，尤其能够将具有不同发光寿命的发光染料应用于不同表面元件。能够生产具有不同发光寿命的表面元件，特别地，将由两种或更多种发光染料制成的混合物应用于每个表面元件上，其中混合比在表面元件之间变化。根据等式(1)，具有多种发光染料混合物的样品的发光强度的时间分布I(t)对应于多指数衰减的叠加。如果各个发光寿命没有过大的差异，那么这种多指数衰减可以通过单个指数衰减进行良好的近似描述，其中因此近似的单指数衰减曲线的衰减时间表示各个发光寿命的平均值。因此，对于具有多种发光染料的混合物的表面元件，产生单个(平均)发光寿命值。特别地，使用下文讨论的验证方法可以容易地确定该值。根据本专利技术的安全特征还能够包含至少两个表面元件，然而，其具有使用相同发光染料的颜色应用，然而其中发光染料的化学环境在表面元件之间不同，使得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种安全特征(2)，其具有多个发光表面元件(31、32、33、34)，/n其中，表面元件(31、32、33、34)中的每一个的发光寿命(τ)是能够确定的，并且/n其中，发光寿命(τ)在表面元件(31、32、33、34)之间变化。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20160930 EP 16191814.91.一种安全特征(2)，其具有多个发光表面元件(31、32、33、34)，
其中，表面元件(31、32、33、34)中的每一个的发光寿命(τ)是能够确定的，并且
其中，发光寿命(τ)在表面元件(31、32、33、34)之间变化。


2.如权利要求1所述的安全特征，其中，发光寿命(τ)在表面元件(31、32、33、34)中编码数据。


3.如权利要求1或2所述的安全特征，
其中，表面元件(31、32、33、34)中的至少两个具有包括至少两种发光染料的混合物的颜色应用，混合物的混合比例在表面元件(31、32、33、34)之间变化，使得表面元件具有不同的平均发光寿命，和/或
其中，表面元件(31、32、33、34)中的至少两个具有包括相同发光染料的彩色应用，然而，发光染料的化学环境在表面元件(31、32、33、34)之间不同，使得表面元件具有不同的发光寿命。


4.如上述权利要求中任一项所述的安全特征，
其中，对于每个表面元件(31、32、33、34)，至少还能够确定以下参数之一：发光染料的浓度、激发频率和发射频率，
其中，所述参数在表面元件(31、32、33、34)之间变化，并且
其中，所述参数的变化与发光寿命(τ)的变化不完全相关，使得所述参数独立于发光寿命(τ)在表面元件(31、32、33、34)中编码数据。


5.一种用于验证安全特征(2)的验证方法，特别是验证如前述权利要求中任一项所述的安全特征，包括：
使用激发光(E(t))照射安全特征(2)，所述激发光被以调制频率进行强度调制；
在多个像素(81)中与调制频率同步地检测由安全特征发射的冷光(F(t))；
确定不同像素(81)中调制频率下激发光(E(t))与冷光(F(t))之间的相移(Φ)的尺度(S(Φ))；并且
根据不同像素中相移(Φ)的尺度(S(Φ))来验证安全特征(2)。


6.如权利要求5所述的方法，其中，为了验证安全特征(2)，实时地将不同像素中所述相移(Φ)的尺度(S(Φ))可视化。


7.如权利要求5或6所述的方法，所述方法包括：
确定不同像素中以下参数中的至少一个的尺度：激发频率、发射频率和发光强度，并且
根据不同像素中相移(Φ)的尺度(S(Φ))并且还根据不同像素中所述参数的尺度，验证安全特征(2)，
其中优选地，将不同...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳斯·莱因哈特，克里斯托夫·霍弗，斯特凡诺·卡塔内奥，
申请(专利权)人：瑞士CSEM电子显微技术研发中心，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH