CN103597522B - 成列衰减时间扫描仪 - Google Patents

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Abstract

所公开的扫描仪允许在配送/生产线上甚至以高速传送的项目上的发光标记发射的光的衰减时间特性。扫描仪的光传感器的检测带具有沿着移动项目的路径伸长的形状，并且在发射的发光的波长范围内的光传感器的响应在检测带上方是均匀的。扫描仪的控制单元进一步可操作以适应驱动电流或驱动电压，对其激发光源供电以因此适应被发送到标记的激发光的强度以便其光传感器可以可靠地测量相应的发光响应，并且因此准确地确定相应的衰减时间值。

Description

成列衰减时间扫描仪
技术领域
本发明涉及用于确定通过发光材料发射的发光的衰减时间特性的光学装置的技术领域。特别地，本发明涉及诸如基于通过所述发光材料发射的发光的衰减时间特性用于认证采用发光材料标记的项目的光学扫描仪的光学装置。
背景技术
发光材料通常在文件或物品上设置的安全标记中或在文件或物品的散装物料中用作真实性特征。发光材料通常将给定波长的激发辐射的能量转换成具有另一波长的发射光。用于标记认证的发光的发射可位于从UV光（200nm-400nm）、可见光（400nm-700nm）或近红外光到中红外光（700nm-2500nm）的光谱范围中。
“上转换器”材料在比激发辐射的波长更短的波长处发射辐射。与此相反，“下转换器”材料在比激发辐射的波长更长的波长处发射辐射。大多数发光材料可在多于一个的波长处被激发，并且一些发光材料可在多于一个的波长处同时发射。
发光材料可以被分为：（i）磷光，其涉及在移除激发辐射之后可观察的时间延迟辐射发射（通常具有从高于约1μs至约100s的衰减寿命），以及（ii）荧光，其涉及当激发时促进辐射发射（通常具有低于1μs的衰减寿命）。
因此，基于采用在第一波长范围内的激发光的照射，发光材料发射在第二波长范围内的发光，取决于使用的发光材料，所述第二波长范围可与所述第一波长范围不同或重叠。诸如随着时间推移的其发射光强度分布的发光材料或在激发已经停止之后的其特性衰减时间的特性光谱特征，例如构成该特有材料存在的标识并且可因此用作用于检测发光标记的真实或伪造的真实性特征。
发光材料是安全油墨或涂料的经典成分。例如，下面的专利公开了可包括具有不同衰减时间特性的颜料混合物的发光物质，并且安全纸包括这些物质：EP0066854B1、US4,451,530、US4,452,843、US4,451,521。用于检测发光和标记项目的真实性的过程和设备同样众所周知：例如参见US4,598,205，或US4,533,244，它们公开了发光发射的感测衰减行为。发光编码符号从US3,473,027中是已知的，并且在US3,663,813中公开了用于发光代码的光学读取器。专利US6,996,252B2、US7,213,757B2和US7,427,030B2公开了使用具有不同衰减时间特性的两种发光材料用于认证项目。
通常，根据用于检测时间相关的发光的已知技术的扫描仪包括电源、或到电源的连接、用于采用激发光照明发光材料的光源（被连接到电源）、用于测量通过发光材料发射的发光的强度的光传感器，以及用于控制电源、光源和光传感器来获取并且存储发射的发光的强度分布并且从该强度分布中计算衰减时间值的控制单元（处理器）。发光发射强度分布（或强度与时间曲线）包括来自在连续的时间t1,…,tn处测量的发光材料的连续发光强度值I（t1）,…,I（tn），它们一起形成发光发射曲线I（t）。
取决于用于发光材料的检测光谱的部分，在这种扫描仪中的光源可以是与用于传送脉冲光的机械或光电装置一起使用的通常用于在约400nm至约2500nm之间的波长的白炽灯，或闪光灯（例如氙高压闪光灯），或在通常用于从约250nm至约1μm之间的波长的在UV、可见或IR区段发射的激光或发光二极管（LED）。可以通过驱动电流（例如用于LED）或通过驱动电压（例如用于放电灯）对光源供电。
在这种扫描仪中的光传感器或光电检测器例如可以是光电二极管（单个或阵列）、光晶体管或光阻电路、线性CMOS或CCD传感器。
除了用于采用电源对扫描仪供电的特定电源模块之外，扫描仪可同样包括：通信模块，其可以是用于无线通信（例如通过Wi-Fi）的无线电模块；显示模块，例如用于显示测量数据或扫描参数的液晶显示器LCD，或显像管显示器；以及用于输入扫描条件的控制接口，其包括具有多个功能和ON/OFF开关的控制开关。
在大多数情况下，通过指数规律I（t）=I0exp（-α[t-t0]）建模来自发光材料的发光发射光的时间相关强度曲线（即随着时间推移的强度分布），其中时间t从在照明所述材料的激发光关闭时的初始时间t0开始计数。因此，获得与表征发光材料的衰减率常数α对应的值需要在激发已经停止之后测量在时间间隔中由连续的发射强度值I（t1）,…,I（tn）组成的发射强度分布。来自强度分布I（t）的衰减时间值t与α-1对应。在商业可用的扫描仪中，脉冲光源在激发时间间隔期间采用在第一波长范围中的给定强度的激发光照明发光材料。在照明已经停止之后，可能具有时间延迟，光传感器开始测量在测量时间间隔中的第二波长范围中的衰减发光的光强度的连续值，并且相应的发光强度分布被存储在存储器中。该操作可被重复以便获得更多的可靠平均值。通常，可以设定激发时间间隔和/或时间衰减以使得避免测量在光传感器的检测阈值之下或其饱和阈值以上的发光强度值。
然而，变体同样是已知的。例如，美国专利No.6,264,107B1公开了确定来自用于下降通过两个预定阈值的隐藏磷光强度所需的时间的衰减时间。该专利公开了包括作为光源即非常强的光源的泛光LED（FLED）的扫描仪。在用于对包括发光材料（荧光体）的标签充分充电并且防止低信号响应问题的这种情况下，这种强烈的光源确实是必需的。
在其它的方法中，美国专利No.7,262,420B1公开了执行采用用于获得单一衰减时间值的激发光的多个照明：虽然光源连续地被激活（在相同的激发时间间隔期间）并且在采用激发光源的发光材料的照明已经关闭之后执行发光强度的单一测量，但是采用从激发光关闭的时间开始计数的不同时间延迟来执行每一个连续的测量。然而，该方法是耗时的，因为其需要每个测量强度值的一个照明。此外，为了获得更多可靠的结果，该方法需要与相同时间延迟对应的重复测量。
为了获得更强的发光信号，一些扫描仪允许设定激发时间间隔，以使得对在发光材料中的发光粒子充分“充电”（即激发大量的这种发光粒子以获得更强烈的发光发射）。此外，为了确定的衰减时间值的更好的准确性，连续获得多个有效强度曲线（例如约一百），然后累加这些曲线并且计算平均曲线。如果测量强度的产生信号被归一化并且归一化的信号被用于计算衰减时间值，则获得提高的准确性。如果强度分布的至少第一点的强度值在光传感器的检测阈值之上并且在其饱和阈值之下，则强度分布是有效的（如果所述值太低或太高，则激发时间分别被增加或减少）。然而，在其中对于允许发光强度信号的可靠归一化，特别是对于包括不同类型的并且在其中衰减时间值广泛不同的发光粒子混合物，而激发时间间隔太短的情况下产生问题（例如具有最短衰减时间的粒子可能不会被扫描仪检测到）。随着可变激发时间的使用产生的另一个问题是在用于所有的强度分布的相同条件下不激发发光材料，并且在包括具有不同衰减时间特性的发光颜料混合物的材料的情况下，这可导致混乱。例如，图1A和图1B示出来自采用包括两种类型发光颜料的油墨（发光材料）制作的归一化强度分布的情况：颜料P1和P2；在该示例中，颜料P1的衰减时间值是大约100μs，而颜料P2的衰减时间值是大约500μs。图1A示出具有100μs的长激发时间间隔的激发曲线（1），以及对于发光油墨材料的相应的归一化发光强度分布（P1+P2），其中发光油墨材料是50%的第一颜料P1（具有更短的衰减时间或更高的衰减率）和50%的第二颜料P2（具有更长的衰减时间或更低的衰减率）的混合物。
图1B与包括42%的第一颜料P1和58%的第二颜料P2的混合物的发光油墨对应。在该情况下，激发时间已经被调节为10μs的更短值，如在激发曲线（2）中所示。虽然在颜料P1和P2的混合物中的颜料浓度与图1A至图1B的显著不同，但是归一化的发光强度分布（P1+P2）非常类似并且可几乎不能区分。因此，基于通过变化激发时间获得的发光强度分布来检测在两种混合物之间的差异并不总是可能的或可能是困难的。虽然上述示例涉及具有约几百微秒的典型衰减时间值的颜料，但是对于具有更长衰减时间值（数毫秒或更多）的颜料类似结论仍然存在。
采用所述已知的衰减时间扫描仪产生的另一个问题在于它们不允许获取发光强度分布，并且因此在发光材料正移动经过扫描仪的情况下；特别是在发光材料快速移动经过在生产/配送线上的扫描仪的情况下确定相应的一个衰减时间值或多个衰减时间值，以及同样在不同类型颜料的混合物情况下的浓度。例如，在采用发光材料标记并且在以具有约200米/分钟至约400米/分钟（即约3米/秒至6米/秒）的通常速度移动的生产线的传送带上传送的项目的情况下，明显地不可以获取发光强度分布I（t），甚至是发光材料具有数毫秒或更多相当长的衰减时间值。因此，所述移动标记的识别/认证不可能成列：例如认证诸如在传送带上传送的项目的条形码或数据矩阵的发光标记。因此，虽然非常期望，但是基于发光强度分布的这种成列确定的成列安全轨迹和追踪操作是不可能的。
发明内容
本发明目标在于提供用于确定来自发光材料的发光发射光的强度分布以及克服现有技术上述缺点的所述发光材料的衰减时间的扫描仪和方法。
本发明同样涉及用于通过使用根据本发明的特定扫描仪和衰减时间检测方法，基于该材料的衰减时间特性，采用发光材料标记并且可能在高速的配送/生产线上传送的项目的成列识别/认证的系统。
因此，本发明从所述材料的衰减时间值的测量强度分布中，或在包括具有衰减时间值和与在混合物中的每一种类型的粒子对应的浓度的不同衰减时间特性的发光粒子的混合物的材料的情况下，基于确定允许采用发光材料标记的项目的识别/认证的成列操作。
根据本发明的一方面，一种用于沿着在第一方向中的路径从移动经过所述扫描仪的发光材料中确定发光的强度分布的扫描仪，当采用在第一波长范围内的激发光的照明时所述发光材料发射在第二波长范围内的所述发光，所述扫描仪包括：
电源；
光源，其被连接到该电源并且当通过该电源供电时可操作地采用所述激发光照明在照明区域内的发光材料；
光传感器，其可操作地测量从在所述扫描仪的检测带内的发光材料中接收的所述发光的强度，并且传送相应的发光强度信号；以及
控制单元，其被连接到该光传感器并且可操作地从通过该光传感器传送的发光强度信号中确定所述接收发光的强度分布，
其中：
所述照明区域处于沿着所述路径的第一位置处；
所述检测带处于沿着在第一方向中的所述路径的随后第二位置处并且沿着所述路径的一部分延伸；
所述光传感器可操作地在沿着横跨检测带的该第一方向中的路径在其运动期间从该发光材料中收集发光，并且测量在所述第二波长范围内的所述收集的发光的强度，并且传送相应的发光强度信号；以及
所述控制单元可操作地控制所述电源、光源和光传感器，并且响应采用在所述照明区域内的所述激发光的照明，当通过横跨在该第一方向中的所述检测带移动的所述发光材料发射的发光的接收时，从通过所述光传感器传送的发光强度信号中确定所述强度分布。
光源可配备有用于传送在选择的第一波长范围内的激发光的光学滤波器。同样，光传感器可配备有适于接收仅处于第二波长范围内的发光的光学滤波器。照明带和检测带的相应第一和第二位置可分离或可重叠。在具有短衰减时间和/或经过扫描仪的所述材料的缓慢运动的发光材料的情况下，该后者紧凑布置更方便。
沿着在发光材料的运动方向中的路径（即沿着轨迹）延伸的上述特定的检测带连同特别适于收集在发光材料横过该伸长的检测带的同时发射的发光的光传感器，事实上允许扫描仪“遵循”与现有技术的扫描仪相比更大周期中的所述发射材料，即使发光材料快速移动经过扫描仪。事实上，对于横跨所述检测带移动的发光材料的给定典型速度V（例如平均速度），沿着运动方向的检测带的典型长度L可被确定以便发射的发光强度的相应测量时间间隔Δt足以获取发光强度分布I（t）：例如，L≥VΔt。
根据本发明的上述扫描仪可进一步具有其适应的光传感器以便所述光传感器的第二波长范围（即考虑的发光材料的发光发射范围）内的响应（即产生的光电流或输出电压与入射光功率的比率）在检测带上方基本上是均匀的。基本上均匀意为光传感器对从检测带的一部分接收的发光发射的响应恒定或在检测带的该部分的位置函数中，仅在平均值周围波动，例如不超过10%，并且优选不超过5%。在检测带上方的光传感器响应的该基本上均匀允许从测量的强度分布I（t）中消除与用于关于从检测带的另一个区域中接收的光子的检测带的一定区域中接收的光子检测的光传感器的退化量子效率对应的贡献。因此，获取的强度分布示出随着时间推移的强度变化，该强度变化实际上仅由于在发光材料中随着时间推移的发光粒子的辐射去激发。因此提高了确定的强度分布的可靠性。因此，同样可以从这种强度分布中获得衰减时间的更可靠的值。理想情况下，响应应该接近用于考虑的发光波长范围的最高可能值，但是仍处于光传感器的线性响应范围中，以便具有用于测量的高信噪比和高灵敏度。在检测带上方的光传感器的响应的空间均匀性具有允许用于强度分布获取的非常高的可靠采样率的进一步优点，以便获取的分布I（t）更好地接近“连续”曲线。例如鉴于基于该曲线的准确推导或积分操作，这种更好的强度分布曲线允许更可靠的内插：在来自不同类型的发光粒子的混合物的复杂发光标识的情况下这特别有用，以提取发光材料成分的准确浓度值和衰减时间值。
扫描仪的控制单元可进一步适于控制光传感器的响应在检测带上方确实基本上均匀，即包括在授权平均值周围的授权限制之间。
根据本发明的扫描仪的光传感器可具有与上述伸长的检测带和/或在所述检测带上方的基本上均匀的响应对应的不同结构。
根据本发明的上述扫描仪可因此具有：
所述光传感器包括沿着所述第一方向连续设置的多个光电检测器，每一个光电检测器可操作以在所述第二波长范围内测量从在所述检测带内的相应检测区域中接收的发光的强度，并且传送相应的光电检测器发光强度信号，该组相应的检测区域覆盖所述检测带；以及
所述控制单元可操作以当通过在沿着第一方向中的所述路径横跨所述检测区域移动的所述发光材料发射的发光的接收时，从通过所述光传感器传送的发光强度信号中确定所述强度分布。
与具有例如用于检测收集的光子的单块CCD阵列的“单块”光传感器的可能情况相反，光传感器的上述结构与不同的光电检测器对应，该不同的光电检测器被隔开以便从检测带中收集发光光子并且被连接到电路系统以使得光传感器可从移动通过整个检测带的发光材料中测量光强度。这些光电检测器例如可以是被并联连接的光电二极管。此外，所述多个光电检测器的任何两个连续的光电检测器可被设置为具有部分重叠的它们的相应检测区域，以使得在所述第二波长范围内的光传感器的响应在所述检测带上方基本上均匀。
在根据本发明的上述扫描仪的另一个结构中，该光传感器可包括多个光波导，每一个光波导具有可操作以从在所述检测带内的相应检测区域中的所述第二波长范围内收集发光的入口，该多个波导入口被沿着所述第一方向连续地设置并且该组相应的检测区域覆盖所述检测带。例如，所述光波导可以是光纤。此外，所述光波导可被设置为具有部分重叠的它们的相应检测区域，以使得在所述第二波长范围内的光传感器的响应在所述检测带上方基本上均匀。与具有例如在检测带的整个长度上方延伸的单块CCD传感器阵列的光传感器相比，该结构例如可与具有用于光子捕获的紧凑CCD传感器阵列的光传感器对应，以使得从其中直接收集光。例如，在光波导是用于从采用在传送带上传送的发光材料标记的项目中收集发光的光纤的情况下，这些光纤的入口被隔开（在沿着运动方向的它们之间并且在发光标记上方的距离处），并且以使得它们的接受椎体（或数值孔径）划定在检测带内的所述部分重叠区域。
光传感器可进一步包括可操作以聚焦从检测带中接收的发光的聚焦装置。例如这可帮助减少在波导入口的接受椎体上的约束。同样，该光源可包括可操作以在所述照明区域上聚焦激发光的聚焦部件。特别是，所述聚集部件可聚集通过产生在第一波长范围内的激发光的多个LED产生的激发光。光源的这种结构允许提供高激发光强度到发光材料以更好地对它“充电”，并且对于脉冲光源同样方便。
根据本发明，任何的上述扫描仪可进一步包括：
触发单元，其可操作以检测该发光材料处于该光源的照明区域内，并且传送相应的触发信号；以及
所述控制单元进一步可操作以当从该触发单元接收所述触发信号时控制该光源传送激发光脉冲到在照明区域内的发光材料，并且在照明已经停止之后控制该光传感器来获取该强度分布。
该结构精确地允许采用发光强度分布获取操作横跨光源照明区域和检测带中的发光材料的同步运动，即仅当发光材料处于发光区域内时采用光源的照明，接着当发光材料穿过扫描仪的检测带时，在照明已经停止之后采用光传感器的发光强度的测量。
如上所述具有包括多个光电检测器的其光传感器的扫描仪可进一步适于采用发光强度的测量操作来同步通过检测带的发光材料的运动，以使得仅当发光材料处于在检测带内的特定位置处时获取强度值I（t1）,…,I（tn）。例如，当发光材料关于光电检测器被定位时以使得该光电检测器的辐射最大。因此，获取的强度分布的连续值I（ti）与发光材料的连续位置对应，在该发光材料处来自经受所述最大辐射的相应光电检测器的响应是最可靠的。此外，当发光材料处于在检测带中的相应位置处时，控制单元可进一步仅选择经受最大辐射的该特定光电检测器作为构成通过光传感器测量的强度信号。
因此，如上所述，本发明同样涉及具有包括多个光电检测器的其光传感器的扫描仪，其中
该扫描仪进一步包括位置传感器，该位置传感器可操作以确定在所述检测带内的发光材料的位置并且传送相应的位置信号；
该控制单元进一步可操作以从所述位置传感器中接收位置信号，并且仅从与在连续检测区域的每一个区域内的发光材料的连续位置对应的连续发光强度信号中确定所述强度分布，在该连续检测区域处光传感器的辐射最大。
根据本发明，为了更好地检测在包括不同类型发光粒子的混合物的发光材料的强度分布之间的差异（即具有不同的衰减时间特性），任何的上述扫描仪可进一步具有其电源，该电源可操作以传送可变驱动电流或驱动电压到光源以使得获得更可靠的发光强度信号。因此，根据本发明，借助于驱动电流强度或驱动电压值（取决于适应光源的电源）来设定激发光的强度以使得检测发光信号可接受（即处于光传感器的可靠操作的范围内），允许两者都获得更可靠的发光强度并且对每一个发光强度分布都具有相同的激发时间。如果其处于发光强度值的给定范围内，则发光强度值可以通过控制单元判定为可接受。
例如，在发光颜料P1和P2的两个不同混合物的上述情况中，改变激发光的通量持续相同的激发时间（即对于P1的衰减曲线和对于P2的衰减曲线在t0处仅改变相应的照明强度）允许直接在用于这些混合物的归一化分布上的不同浓度之间鉴别或更好地鉴别。这在图2A和2B上被示出。图2A示出用于50%的颜料P1和50%的颜料P2的上述混合物的发光强度分布，持续100μs的恒定激发时间间隔。图2A实际上与图1A相同。
图2B示出用于42%的颜料P1和58%的颜料P2的上述混合物的发光强度分布，持续100μs的相同恒定激发时间间隔，但是与图2A的情况相比，照明激发光的强度已经被改变。在图2A和图2B中的归一化衰减曲线之间的差异现在清晰可见：例如，在归一化的强度分布（P1+P2）和与0.2的纵坐标值对应的水平线之间的交点在图2B上具有约280μs的横坐标值并且在图2A上仅约250μs。因此，改变激发光强度显然允许鉴别发光粒子的混合物，即使这些粒子具有差别很大的衰减时间。因此，本发明涉及扫描仪，其中：
所述电源进一步可操作以传送可变的驱动电流或驱动电压；
所述光源进一步可操作以产生具有根据被传送的驱动电流或驱动电压变化的强度的所述激发光；以及
所述控制单元进一步可操作以控制所述电源来设定被传送到该光源的驱动电流值或驱动电压值，以使得与传送的发光强度信号对应的发光强度值处于发光强度值的给定范围内。
例如，发光强度值可以在光传感器的检测阈值之上，并且在光传感器的饱和阈值之下，即处于光传感器的可靠检测范围内。发光强度值的范围可同样确保在相应的测量操作期间测量的发光强度的信噪比在阈值之上，和/或光传感器不饱和。例如，取决于在照明周期结束时通过光传感器检测的发光强度的测量水平，通过改变由电源传送的驱动电流（或驱动电压），控制单元可适应通过光源传送的激发光的强度水平，以使得在强度测量周期开始时（即仅在光源的照明结束之后）传送的发光强度信号与接近光传感器的饱和水平的强度值对应，但是仍然在所述饱和水平之下：在这种情况下，测量值非常可靠并且从强度分布中提取的数据更准确。
此外，光传感器可进一步具有可调节的其检测阈值和饱和阈值，并且控制单元可进一步可操作以调节这些阈值。这特别令人感兴趣的是对于采用光传感器检测与仅采用从构成强度分布的强度信号中减去的环境光（即没有借助于光源的照明）的发光材料的照明对应的强度信号的偏移值，用于消除与所述环境光对应的任何扰动：在偏移值处于光传感器检测范围之外的情况下，控制单元可进一步调节检测范围以使得偏移值处于修改的检测范围内。因此，即使发光水平很低，在所述环境光存在下通过光传感器测量的发光强度值（以构成发光强度分布）将处于然后适应测量的特定实际条件的所述修改检测范围内，并且产生的发光强度分布将更可靠。
根据本发明，光源可进一步可操作以在可调节的激发时间间隔中传送光，并且控制单元可进一步可操作以控制所述光源来设定激发时间间隔。因此，在光源的驱动电流（或驱动电压）强度在其最大值时，然而仍可以通过增加激发时间来增加发光材料的电荷。
同样，在根据本发明的扫描仪中，控制单元可进一步可操作以在激发时间间隔已经经过之后控制光传感器来测量具有时间延迟的发光的强度。此外，控制单元可进一步可操作以设定所述时间延迟。因此，可以更好地鉴别具有非常不同的衰减时间特性的发光材料。如果必需的话，在照明结束之后的激发时间间隔和/或时间延迟可因此进一步被设定为在强度测量周期接近饱和水平的开始时实现获得发光强度值的以上目标。
本发明进一步涉及如上所述的扫描仪，其中所述控制单元进一步可操作以从所述确定的强度分布中确定发光材料的衰减时间值。对于从强度分布中计算衰减时间值，许多技术对于技术人员来说是已知的。
根据本发明的上述扫描仪中的任何一个扫描仪可具有其控制单元，该控制单元进一步可操作以在发光材料的确定的强度分布I（t）与在控制单元的存储器中存储的给定参考发光强度分布Iref（t）对应的情况下认证所述发光材料，所述参考发光强度分布是参考发光材料的发光强度分布。因此，曲线形状被用作认证特征，而不是仅为单个测量的强度值。
例如，为了具有强度分布I（t）和Iref（t）的甚至更可靠的比较，每一个强度分布可以首先被归一化，并且然后归一化的分布被比较。该归一化具有该比较变得无模型（model-free）并且同样很大程度上与由于考虑的发光材料标记的老化、改变或脏污导致的可能强度偏差无关的效果。例如，发光强度分布I（t）和Iref（t）按比例缩放，以使得两个分布的最高值一致：如果相应产生的归一化分布I（t）和Iref（t）在给定的公差内匹配，则发光材料被认为与参考发光材料对应（即真实）。
本发明同样涉及具有可操作以从确定的强度分布中确定发光材料的衰减时间值的其控制单元的扫描仪（见上），其中所述控制单元进一步可操作以在从所述强度分布中确定的发光材料的衰减时间值与在控制单元的存储器中存储的给定参考衰减时间值对应的情况下认证所述发光材料，所述参考衰减时间值与参考发光材料的衰减时间值对应。例如，控制单元可测试这些衰减时间值是否在给定的误差范围内：在匹配的情况下，发光材料被认为是真实的。除了确定的比较和参考衰减时间值之外，认证操作可进一步包括测量的I（t）和参考Iref（t）强度分布的比较（后者同样在控制单元的存储器中存储），和/或从这些强度分布曲线提取的额外特性的比较，诸如在发光材料和参考发光材料内的发光粒子中的相应浓度，如在本领域中已知的。
本发明的另一方面涉及一种方法，用于沿着在第一方向中的路径从根据本发明移动经过扫描仪的发光材料中确定发光的强度分布，当采用在第一波长范围内的激发光的照明时所述发光材料发射在第二波长范围内的所述发光，所述方法包括如下步骤：
随着其穿过扫描仪的照明区域，借助于该扫描仪的光源采用在第一波长范围内的激发光来照明在第一方向中移动经过扫描仪的发光材料；
在已经采用该激发光照明之后，随着该发光材料仍然在第一方向中移动并且进入所述扫描仪的检测带，在借助于所述光传感器穿过检测带期间测量通过在该第二波长范围内的所述发光材料发射的发光的强度，并且传送相应的发光强度信号到扫描仪的控制单元；
从通过该控制单元接收的发光强度信号来确定强度分布。
本发明同样涉及一种方法，用于沿着在第一方向中的路径从根据本发明移动经过扫描仪的发光材料中确定强度分布并且检测发光的衰减时间（如上所述），当采用在第一波长范围内的激发光的照明时所述发光材料发射在第二波长范围内的所述发光，所述方法包括如下步骤：
随着其穿过扫描仪的照明区域，借助于该扫描仪的光源采用在第一波长范围内的激发光来照明在第一方向中移动经过扫描仪的发光材料；
在已经采用该激发光照明之后，随着该发光材料仍然在第一方向中移动并且进入所述扫描仪的检测带，在借助于所述光传感器穿过检测带期间测量通过在该第二波长范围内的所述发光材料发射的发光的强度，并且传送相应的发光强度信号到扫描仪的控制单元；
从通过该控制单元接收的发光强度信号中来确定强度分布；以及
从所述确定的强度分布中来确定发光材料的衰减时间值。
扫描仪的控制单元可被编程以便执行根据本发明的方法的上述步骤。上述方法可进一步包括在控制上的步骤，即在第二波长范围内的光传感器的响应在扫描仪的检测带上方基本上均匀。例如，控制单元可进一步控制光传感器响应包含在授权平均值周围的授权限制之间。
如上所述，在包括可操作以传送可变驱动电流或驱动电压到光源的电源的根据本发明的扫描仪的情况下，根据本发明的方法可进一步包括如下步骤：
（a）设定通过电源传送的驱动电流值或驱动电压值；
（b）采用驱动电流或驱动电压的所述值供电的光源在所述激发时间间隔期间来照明发光材料；
（c）采用在所述激发时间间隔之后的光传感器从发光材料中测量发光的强度的相应值；
（d）判定发光的光的强度的所述测量值是否可接受，即处于发光强度值的给定范围内，以及
如果是可接受的，则
（e）在控制单元的存储器中存储测量值作为所述强度分布的相应点；以及
（f）连续执行步骤（c）和（e）直到在测量时间间隔中所述强度分布完成为止；
或如果不可接受，则
（g）设定在步骤（a）通过电源传送的驱动电流的修改值或驱动电压的修改值，并且在步骤（b）采用驱动电流或驱动电压的所述修改值供电的光源来照明发光材料，并且然后执行步骤（c）至（f）；以及
（h）从所述存储的强度分布中来确定衰减时间值。
借助于驱动电流或驱动电压（取决于哪种供电对光源方便）来设定激发光的强度，以便检测的发光信号可接受，允许测量与在相同照明条件中（即采用相同的激发时间）获得的信号对应的可靠强度分布。因此，上述方法特别允许在包括具有不同衰减时间特性的发光粒子的混合物的发光材料之间的更好鉴别，并且该特性仅通过在所述粒子中它们的相应浓度而不同。
在步骤（h），存储的强度分布可进一步被归一化并且衰减时间值然后从归一化的强度分布中被确定。该归一化允许确定的衰减时间值的更好的准确性。
采用扫描仪的所述控制单元进一步可操作以调节所述检测阈值和饱和阈值的上述方法可同样包括：从光传感器中获取初始强度信号而不需采用光源照明发光材料以获得与环境光对应的相应偏移值的预备步骤；以及在所述初始强度信号处于光传感器的所述检测范围之外的情况下，通过调节所述检测阈值或所述饱和阈值的步骤来修改检测范围，以使得所述初始强度信号处于修改的检测范围内；然后，在步骤（c），从通过光传感器传送的发光强度信号中提取所述偏移值以获得发光的强度的所述测量值，以及在检测范围已经修改的情况下，在步骤（d），使用所述修改的检测范围作为光传感器的检测范围。因此，环境光对通过光传感器检测的发光的可能贡献然后被移除并且获得的发光强度分布和相应的衰减时间值唯一地涉及通过发光材料发射的发光。因此，进一步提高了测量的准确性和可靠性。
在根据本发明的方法的变体中，其中该光源可操作以在可调节的激发时间间隔中传送光，并且该控制单元进一步可操作以控制光源来设定激发时间间隔，在步骤（d）的情况下发光的强度的测量值不可接受并且驱动电流的相应值或驱动电压的相应值在第一阈值之下，然后步骤（g）包括减少所述激发时间间隔的预备步骤，或在步骤（d）的情况下发光的强度的测量值不可接受并且驱动电流的相应值或驱动电压的相应值在第二阈值之上，然后步骤（g）包括增加所述激发时间间隔的预备步骤。因此，即使驱动电流或驱动电压过低（即在所述第一阈值之下），或过高（即在所述第二阈值之上），仍可以通过调节激发时间间隔尝试具有可接受的发光信号。同样可以包括设定激发光的仅预备步骤（独立于在驱动电流或驱动电压以及测量的发光信号上的任何条件）。
在根据本发明的上述方法中，在步骤（c），对于在步骤（a）设定的与驱动电流值或驱动电压值对应的强度分布的第一点，在所述激发时间间隔已经经过之后采用时间延迟可执行发光的强度的所述测量。同样，控制单元可进一步设定该时间延迟。
采用具有基于从发射的发光中确定的衰减时间值而进一步可操作以认证发光材料的其控制单元的本发明的扫描仪，用于确定强度分布的上述方法可包括进一步的步骤，即在从所述强度分布中确定的发光材料的衰减时间值与在扫描仪的控制单元的存储器中存储的给定参考衰减时间值对应的情况下认证所述发光材料。例如，如果测量的衰减时间值基本上匹配参考衰减时间值，则该项目被认为是真实的。
采用具有基于确定的强度分布与参考强度分布的比较而进一步可操作以认证发光材料的其控制单元的根据本发明的扫描仪，如上所述，根据本发明的上述方法包括进一步的步骤：
在从所述强度分布中确定的发光材料的衰减时间值与在控制单元的存储器中存储的给定参考衰减时间值对应的情况下认证所述发光材料，所述参考衰减时间值与参考发光材料的衰减时间值对应。
最后，本发明涉及一种系统，用于沿着在生产/配送线上第一方向中的路径从根据本发明的上述变体的任何一项而移动经过扫描仪的发光材料中确定发光的强度分布，当采用在通过所述扫描仪的光源传送的第一波长范围内的激发光的照明时所述发光材料发射在第二波长范围内的所述发光，所述扫描仪被安装在所述生产/配送线上，其中所述扫描仪的控制单元可编程并且包括程序，当所述程序在所述控制单元上运行时，所述程序使得控制单元可操作以执行用于确定根据本发明的强度分布的上述相应方法的步骤。
参考附图将在下文中更全面地描述本发明，在该附图中相同的标记在整个不同的图中表示相同的元件，并且在该附图中示出本发明的突出方面和特征。
附图说明
图1A-1B分别示出对于与在具有不同衰减时间特征的发光油墨颜料P1和P2中的不同浓度的混合物对应的两种发光材料，采用激发时间设定的来自传统扫描仪的归一化衰减曲线和光激发曲线。
图2A-2B分别示出对于与如用于图1A和1B的相同混合物对应的两个发光材料，采用由强度分布的恒定激发时间的来自根据本发明的扫描仪的归一化衰减曲线和光激发曲线。
图3是根据本发明的扫描仪的光学块的示意性示出。
图4示出图3的扫描仪光源的照明周期。
图5示出在图3的扫描仪的光传感器中的光电传感器中的一个传感器的响应曲线。
图6示出图3的扫描仪的光传感器的响应曲线。
图7示出根据本发明的扫描仪的电路方案。
具体实施方式
采用图3-9示出用于检测根据本发明实施例的示例的发光材料的衰减时间特性的扫描仪的操作。该扫描仪（1）被安装在生产线上：当采用在更短的波长范围（即所述第一波长范围）内的光激发时采用在近红外（NIR）中发射的发光材料（7）标记的项目以典型速度V在生产线的传送带（2）上传送通过照明区域和扫描仪的检测带。作为示例，该速度可以是V≈6ms-1。
扫描仪（1）的光学块（同样见图3）包括光源（3）和光传感器（5）。该光源（3）可以例如是用于中心波长λc和在50%的最大驱动电流强度Δλ=45nm（这与上述的第一波长范围对应）的光谱带宽的采用在第一波长范围内的峰值发射λp处的波长操作的LED。该LED可操作以采用根据驱动电流强度Is改变的强度来产生激发光以照明在项目（即发光材料（7））上的标记。光源被设置在传送带（2）上方并且具有在所述传送带的表面处划定照明区域（8）的照明椎体（17）。在传送带（2）上方借助于沿着样本（7）的运动方向对齐的光电传感器，光传感器（5）收集通过在扫描仪（1）的检测带（10）内的标记（7）发射的发光。在此，光传感器（5）包括是光电二极管PD1至PD5的五个相同的光电传感器，每一个传感器配备有聚焦透镜（18），其在第二波长范围中（在NIR范围中）可操作地检测发光。这些光电二极管被并联连接。这些光电二极管设置在彼此相距d≈6mm的距离并且在传送带（2）上方高度h≈15mm处，如图3上所示。每一个光电二极管具有角度β的检测锥，在此β≈20°，其在检测带（10）内的传送带（2）上划定相应的检测区域（9）。重叠任何两个最近的光电二极管的检测区域，并且光电二极管的五个检测区域的联合实际上构成扫描仪的检测带（10）。
扫描仪（1）同样包括：电源（4），其用于传送可变驱动电流强度Is到光源（3），以及控制单元（6），其可操作地控制电源（4）、光源（3）以及光传感器（5）以便从通过光传感器（5）在测量时间间隔Δtm中传送的发光强度信号中获取通过标记（7）发射的发光的强度分布I（t），并且从获取的强度分布I（t）中确定衰减时间值。控制单元（6）同样从光传感器（5）中接收发光强度信号并且控制电源（4）以选择被传送到光源（3）的驱动电流Is的强度值，以使得与传送的发光强度信号对应的发光强度值IL都在光传感器（5）的检测阈值之上并且在其饱和水平之下（即在其可靠范围中）。
图4示出光源（3）的照明周期：采用在时刻T0和T1之间的驱动电流强度Is对光源供电。激发时间间隔为Δtex=T1-T0：在此，Δtex=100μs。对于光传感器（5），与（T2–T1）对应的时间延迟Δtd可以通过控制单元设定，并且在T3处新的周期开始，在此T3–T1=4ms。光传感器的测量时间间隔Δtm因此与（T3–T2）对应。
图5示出沿着标记（7）的运动方向，作为在光电二极管的检测区域（9）之内的光发射样本的位置x的函数Rei（x），配备有其聚焦透镜（18），称为PDi的五个光电二极管中的任何一个二极管的典型响应（在第二波长范围内）。响应（以A/W为单位）转到接近检测区域边界的零（与阴影区域对应），并且在检测区域的中心处达到最大。
图6示出作为在光电二极管的检测带（10）内的光发射样本的位置x的函数，在第二波长范围内的光传感器（5）的响应Re（x）。调节在光电二极管和传送带上方的光电二极管的高度h之间的距离d以使得由于产生的检测区域重叠（给定角度β）导致的光传感器的通过检测带（10）的总体响应Re（x）实际上是基本上均匀的。在此，沿着样本（7）的运动方向，作为在扫描仪的检测带（10）内的位置x的函数，光传感器（5）的总体响应Re（x）在均匀长度L上的平均值Rem周围波动仅小于5%，并且在检测带的边界处（即在长度L的均匀区域的任何一侧上）下降至零。在此，Rem≈0.6AW-1。在光电二极管和传送带上方的光电二极管的高度h之间的距离d被设定为具有L≈VΔtm并且检测区域（9）的重叠足以获得在长度L上的光传感器的响应Re（x）的所述基本上均匀。在此，我们有：L≈5d≈30mm。随着其穿过在与所述标记上方静态设置的普通扫描仪的那些相当类似的条件中的长度L的区域并且在通过所述区域的其运动期间跟随它，沿着标记（7）的运动方向伸长的检测带（10）和在检测带内的长度L上的光传感器的响应的基本上均匀的组合允许从标记中测量发光。因此，即使标记正快速移动通过检测带，由于扫描仪的特定结构而“补偿”标记的运动。
图7示出与根据本发明的扫描仪的优选实施例相关的电路方案：控制单元（6）经由数据总线（12）和D/A转换器（未表示）控制电源（4），即设定对光源（3）供电的驱动电流强度Is，以及照明周期的值T0和T1（以便具有Δtex的期望值）。控制单元（6）进一步经由数据总线（12）和环境光偏移补偿单元（13）的D/A转换器来控制光传感器（5），即设定测量周期的值T2和T3（以便具有Δtd和Δtm的期望值）。被连接到光传感器（5）的运算放大器（11）经由被连接到数据总线（12）的A/D转换器向控制单元（6）传送与通过光传感器（5）测量的发光强度信号对应的电压信号。
为了确保快速返回到光传感器（5）的光电二极管的不饱和状态，所述光传感器实际上用作为电流源（在通过来自样本的发光的照明下）并且总是被短路，因此防止光电二极管的内部容量被充电并且使得光电二极管的响应更快。
实际上，采用电容器C1和电阻器R1并联连接的二极管D1使电流在运算放大器（11）输出处的过高电压的情况下流动，因此防止运算放大器的饱和。二极管D1因此设置在运算放大器（11）的负反馈回路中，其允许光传感器（5）的光电二极管总是被短路，并且因此从不饱和。
因此，可以获取更快速的强度分布并且测量更短的衰减时间。
同样，在光电二极管（5）的输出处直接连接的电阻器R2吸收偏移电流以便下移A/D转换器的可靠检测范围内的测量强度信号的相关部分，该A/D转换器通过数据总线（12）向控制单元（6）发送测量的强度信号。
由于环境光导致的强度信号的部分因此在光电二极管（5）的输出处被抑制，并且仅偏移电流已经被移除的强度信号经由A/D转换器并且通过数据总线（12）从运算放大器（11）被发送到控制单元（6），以形成准确的强度分布I（t）。
此外，由于光电二极管（5）运行为电流发生器的事实导致提高对发光响应的线性，并且在运算放大器（11）的负反馈回路中的二极管D1总是在相同的工作点周围工作。
根据本发明的该实施例，借助于其驱动电流强度Is来控制通过LED（3）发射的激发光的强度，在持续时间和强度形状两者中表现产生很好控制的光闪烁的优点。该方法是有效的，因为在大多数情况下对于准确确定发光强度分布的第一点，仅采用三个闪烁获得Is的可接受值（见上述解释方法的步骤（g））。
在本发明的优选实施例中，控制单元（6）进一步可操作以调节构成光传感器的检测范围的光传感器（5）的检测阈值和饱和阈值的水平。因此，光传感器灵敏性可适应在发光强度的测量期间占主导地位的实际条件，并且产生的发光强度分布更可靠。
根据本发明的所述优选实施例的扫描仪的操作详述如下：在预备阶段中，获取来自光传感器（5）的初始强度信号而无需采用LED（3）照明发光材料并且无需时间延迟（Δtd=0）（因为环境光通常仅在测量期间在恒定值周围波动），并且然后确定与环境光对应的光强度的偏移值IOFF。环境光强度通常相当低，如果初始强度信号在光传感器的检测范围之外，则控制单元（6）通过调节检测阈值来修改该检测范围和/或该范围的饱和阈值，以使得初始强度信号现在位于新的检测范围内。然后，用于照明所述下转换器发光材料的操作开始：控制单元（6）设定通过电源（4）传送的驱动电流IS0的强度值；然后采用该驱动强度对光源（3）供电，持续激发时间间隔Δtex=100μs，并且Δtd现设定为60μs，并且Δtm=4000μs，并且在所述100μs期间照明发光材料。控制单元（6）同样控制光传感器（5）来测量在100μs的激发时间间隔之后然后立即通过发光材料发射的发光的强度的相应值。光传感器（5）然后向控制单元（6）传送第一发光强度信号，该控制单元（6）然后从发光的强度的相应第一测量值中减去强度的偏移值，并且判定该结果是否可接受（即位于光传感器（5）的检测范围内）并且如果可接受，则该结果在控制单元（6）的存储器中作为所述强度分布的相应第一点被存储；并且然后在测量时间间隔Δtm=4000μs期间执行衰减发光的测量，并且如上解释所获得的相应结果构成测量的发光强度分布I（t）。然后通过用于计算相应衰减时间值的控制单元（6）来使用所述存储的分布（或用于与参考强度分布比较）。
在与发光的强度的第一测量值对应的上述结果没有位于检测范围内的情况下（通常这与在其中第一发光信号在光传感器的饱和阈值上的情况对应），控制单元（6）修改通过电源向光源传送的驱动电流的强度值（即第一信号太高，减少驱动电流强度）。然后，照明、测量（具有偏移校正）和判定的周期被重复直到获取发光强度分布，并且计算相应的衰减时间值。
在本发明的变体中，在第一发光信号在光传感器的饱和阈值之上的情况下，尝试增加饱和阈值并且然后重复用于第一点测量的其它步骤，而不是修改驱动电流的强度值，仅当其它步骤不能给出强度分布的可接受的第一点时修改所述驱动电流。
本发明不严格限于上述实施例，并且在不背离如权利要求所限定的本发明的范围情况下可做出各种修改。例如，用于传送激发光的光源可以是具有驱动电流设定或等效的供电电压设定的任何常规的一个设定，以便通过改变光源的驱动电流或供电电压来允许调节根据通过光传感器检测的光强度的水平的光源传送的激发光强度。
根据本发明的延迟时间扫描仪和延迟时间检测方法可用于在从UV光（200nm-400nm）、可见光（400nm-700nm）或近红外光到中红外光（700nm-2500nm）的光谱范围中的任何发光发射。根据本发明的扫描仪可同样包括用于通信的无线电模块（可能是无线的）、用于显示测量的数据或扫描参数的显示模块，以及用于输入扫描条件的控制接口。
本发明同样涉及根据本发明的衰减时间扫描仪和强度分布确定方法的使用，用于确定发光材料的衰减时间特性和/或基于其衰减时间特性来认证包括发光材料的项目；所述衰减时间特性是发光发射强度分布或衰减时间值，或在包括所述类型粒子混合物的发光材料的情况下在所述材料中的不同类型发光粒子的浓度。

Claims (22)

1.一种扫描仪，用于沿着第一方向中的路径从移动经过所述扫描仪的发光材料中确定发光的强度分布，当采用在第一波长范围内的激发光的照明时所述发光材料发射在第二波长范围内的所述发光，所述扫描仪包括：
电源；
光源，其被连接到电源并且当通过电源供电时可操作地采用所述激发光照明在照明区域内的发光材料；
光传感器，其可操作地测量从位于所述扫描仪的检测带内的发光材料中接收的所述发光的强度，并且传送相应的发光强度信号；以及
控制单元，其被连接到光传感器并且可操作地从通过光传感器传送的发光强度信号中确定所述接收的发光的强度分布，
所述扫描仪的特征在于：
所述照明区域处于沿着所述路径的第一位置处；
所述检测带处于沿着所述路径的随后第二位置处并且沿着所述路径的一部分延伸；
所述光传感器可操作地在沿着横跨检测带的第一方向中的路径的其运动期间从发光材料中收集发光，并且测量在所述第二波长范围内的所述收集的发光的强度，并且传送相应的发光强度信号，在所述第二波长范围内的所述光传感器的响应在所述检测带上方基本上均匀；以及
所述控制单元可操作地控制所述电源、光源和光传感器，并且响应于采用在所述照明区域内的所述激发光的照明，当接收通过在第一方向中横跨所述检测带移动的所述发光材料发射的发光时，从通过所述光传感器传送的发光强度信号中确定所述强度分布。
2.根据权利要求1所述的扫描仪，其中
所述光传感器包括沿着所述第一方向连续设置的多个光电检测器，每一个光电检测器可操作以在第二波长范围内测量从在检测带内的相应检测区域中接收的发光的强度，并且传送相应的光电检测器发光强度信号，该组相应的检测区域覆盖所述检测带；
所述多个光电检测器的任何两个连续的光电检测器被设置为具有部分重叠的它们的相应检测区域，以使得在所述第二波长范围内的所述光传感器的响应在所述检测带上方基本上均匀；以及
所述控制单元可操作以当接收通过在沿着第一方向中的所述路径横跨所述检测区域移动的所述发光材料发射的发光时，从通过所述光传感器传送的发光强度信号中确定所述强度分布。
3.根据权利要求2所述的扫描仪，其中所述光电检测器是并联连接的光电二极管。
4.根据权利要求1所述的扫描仪，其中
光传感器包括多个光波导，每一个光波导具有可操作以从在所述检测带内的相应检测区域中收集发光的入口，该多个波导入口沿着所述第一方向连续地设置并且该组相应的检测区域覆盖所述检测带；以及
所述光波导被设置为具有部分重叠的它们的相应检测区域，以使得在所述第二波长范围内的所述光传感器的响应在所述检测带上方基本上均匀。
5.根据权利要求4所述的扫描仪，其中所述光波导是光纤。
6.根据权利要求1至5中的任何一项所述的扫描仪，其中所述光传感器进一步包括可操作以聚焦从检测带中接收的发光的聚焦装置。
7.根据权利要求1至5中的任何一项所述的扫描仪，其中所述光源包括多个LED和可操作以从在所述照明区域上的所述LED中聚焦激发光的聚焦部件。
8.根据权利要求1至5中的任何一项所述的扫描仪，其进一步包括：
触发单元，其可操作以检测发光材料处于光源的照明区域内，并且传送相应的触发信号；以及
所述控制单元进一步可操作以当从触发单元接收所述触发信号时控制光源将激发光脉冲传送到在照明区域内的发光材料，并且在照明已经停止之后控制光传感器来获取强度分布。
9.根据权利要求2至5中的任何一项所述的扫描仪，其中
所述扫描仪进一步包括位置传感器，该位置传感器可操作以确定在所述检测带内的发光材料的位置并且传送相应的位置信号；
控制单元进一步可操作以从所述位置传感器中接收位置信号，并且仅从与在连续检测区域的每一个区域内的发光材料的连续位置对应的连续发光强度信号中确定所述强度分布，在该连续检测区域处光传感器的辐射最大。
10.根据权利要求1至5中的任何一项所述的扫描仪，其中
所述电源可操作以传送可变的驱动电流或驱动电压；
所述光源可操作以产生具有根据所传送的驱动电流或驱动电压变化的强度的所述激发光；以及
所述控制单元进一步可操作以控制所述电源来设定被传送到光源的驱动电流值或驱动电压值，以使得与传送的发光强度信号对应的发光强度值处于发光强度值的给定范围内。
11.根据权利要求10所述的扫描仪，其中
发光强度值的所述给定范围与光传感器的检测范围对应，所述检测范围是在光传感器的检测阈值和饱和阈值之间的发光强度值的范围。
12.根据权利要求10所述的扫描仪，其中发光强度值的所述给定范围进一步确保测量的发光强度的信噪比在阈值之上。
13.根据权利要求1至5中的任何一项所述的扫描仪，其中所述光源可操作以在可调节的激发时间间隔上传送激发光，控制单元进一步可操作以设定激发时间间隔。
14.根据权利要求13所述的扫描仪，其中所述控制单元进一步可操作以在所述激发时间间隔已经经过之后控制所述光传感器来测量具有时间延迟的所收集的发光的强度。
15.根据权利要求1至5中的任何一项所述的扫描仪，其中所述控制单元进一步可操作以从所述确定的强度分布中确定发光材料的衰减时间值。
16.根据权利要求15所述的扫描仪，其中所述控制单元进一步可操作以在从所述强度分布中确定的发光材料的衰减时间值与在控制单元的存储器中存储的给定参考衰减时间值对应的情况下认证所述发光材料，所述参考衰减时间值与参考发光材料的衰减时间值对应。
17.根据权利要求1至5中的任何一项所述的扫描仪，其中所述控制单元进一步可操作以在发光材料的确定的强度分布与在控制单元的存储器中存储的给定参考发光强度分布对应的情况下认证所述发光材料，所述发光强度分布是参考发光材料的发光强度分布。
18.一种用于沿着第一方向中的路径从移动经过根据权利要求1至17中的任何一项的扫描仪的发光材料中确定发光的强度分布的方法，当采用在第一波长范围内的激发光的照明时所述发光材料发射在第二波长范围内的所述发光，所述方法包括如下步骤：
随着其穿过扫描仪的照明区域，借助于扫描仪的光源采用在第一波长范围内的激发光来照明在第一方向中移动经过扫描仪的发光材料；
在已经采用激发光照明之后，随着发光材料仍然在第一方向中移动并且进入所述扫描仪的检测带，在借助于所述光传感器穿过检测带的同时测量通过在第二波长范围内的所述发光材料发射的发光的强度，并且将相应的发光强度信号传送到扫描仪的控制单元；
从通过控制单元接收的发光强度信号中来确定强度分布。
19.根据权利要求18所述的方法，该方法包括从所述确定的强度分布来确定发光材料的衰减时间值的进一步的步骤。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述扫描仪是根据权利要求16的扫描仪，该方法包括如下的进一步步骤：
在从所述强度分布中确定的发光材料的衰减时间值与在控制单元的存储器中存储的给定参考衰减时间值对应的情况下认证所述发光材料，所述参考衰减时间值与参考发光材料的衰减时间值对应。
21.根据权利要求18所述的方法，其中所述扫描仪是根据权利要求17的扫描仪，该方法包括如下的进一步步骤：
在发光材料的确定的强度分布与在控制单元的存储器中存储的给定参考发光强度分布的情况下认证所述发光材料，所述参考发光强度分布是参考发光材料的发光强度分布。
22.一种用于沿着在生产/配送线上的第一方向中的路径从移动经过根据权利要求1至17中的任何一项的扫描仪的发光材料中确定发光的强度分布的系统，当采用在通过所述扫描仪的光源传送的第一波长范围内的激发光的照明时所述发光材料发射在第二波长范围内的所述发光，所述扫描仪被安装在所述生产/配送线上，其中所述扫描仪的控制单元可编程并且包括程序，当所述程序在所述控制单元上运行时，所述程序使得控制单元可操作以执行根据权利要求18至21中的方法的步骤。
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