Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für ein portables Smart-Gerät, insbesondere eine Hülle für ein mit einer Kamera ausgestattetes portables Gerät wie ein Mobiltelefon oder einen Tabletcomputer, und ein Verfahren zur Produktprüfung.The present invention relates to a device for a portable smart device, in particular a case for a camera-equipped portable device such as a mobile phone or a tablet computer, and a method for product testing.
Aus der EP 2 318 286 B 1 ist ein Authentifizierungsverfahren bekannt, welches in Verbindung mit einer Verpackungsfolie für eine Produktauthentifizierung eingesetzt wird. Die Verpackungsfolie enthält Pigmentpartikel, die in einer Fläche der Verpackungsfolie in einer Zufallsverteilung vorliegen. Ein Produkt wird mit einer die zufällig verteilten Pigmentpartikel enthaltenden Verpackungsfolie verpackt. Dabei wird aus den relativen Lagekoordinaten und optional den Farbwerten der Pigmentpartikel gemäß einem Verschlüsselungsalgorithmus ein Identcode abgeleitet und aufgezeichnet. Bei einer Authentifizierung wird mittels einer Abbildungsvorrichtung ein Digitalbild der Fläche der Verpackungsfolie aufgezeichnet, die die Pigmentpartikel enthält. Das Digitalbild wird mittels eines Computers ausgewertet, wobei aus den relativen Lagekoordinaten von N voneinander verschiedenen Pigmentpartikeln und optional den Farbwerten derselben ein Prüfcode abgeleitet und mit aufgezeichneten Identcodes in Bezug auf eine Übereinstimmung verglichen wird. Beispielsweise umfasst der Identcode Winkelwerte eines oder mehrerer Polygone mit m Ecken, wobei m eine natürliche Zahl mit 3 < m < N ist und die Koordinaten der Polygonecken den relativen Lagekoordinaten von m Pigmentpartikeln entsprechen. Als Pigmentpartikel werden beispielsweise Pigmentpartikel verwendet, die im Wellenlängenbereich von 100 bis 380 nm eine Lumineszenz aufweisen. Insbesondere geeignet sind Stoffe, die bei Anregung mit UV-Licht im sichtbaren Bereich fluoreszieren, beispielsweise Partikel, die Metalle der seltenen Erden enthalten.From the EP 2 318 286 B 1, an authentication method is known which is used in conjunction with a packaging film for product authentication. The packaging film contains pigment particles which are randomly distributed in an area of the packaging film. A product is packaged with a packaging film containing the randomly dispersed pigment particles. In this case, an identity code is derived and recorded from the relative position coordinates and optionally the color values of the pigment particles in accordance with an encryption algorithm. In an authentication, a digital image of the surface of the packaging film containing the pigment particles is recorded by means of an imaging device. The digital image is evaluated by means of a computer, whereby a test code is derived from the relative position coordinates of N different pigment particles and optionally the color values of the same and compared with recorded identity codes with respect to a match. For example, the identity code includes angle values of one or more polygons with m vertices, where m is a natural number with 3 <m <N and the coordinates of the polygon corners correspond to the relative position coordinates of m pigment particles. As pigment particles, for example, pigment particles are used which have a luminescence in the wavelength range of 100 to 380 nm. Particularly suitable are substances that fluoresce when excited with UV light in the visible range, for example, particles containing rare earth metals.
Aus der DE 10 2015 005 304 B3 ist eine Vorrichtung für ein portables Smart-Gerät zur Authentifizierung eines Objekts, das Pigmentpartikel enthält, die bei Anregung mit UV-Licht im sichtbaren Bereich fluoreszieren, bekannt. Die Vorrichtung weist eine UV-Beleuchtungseinheit auf, die erlaubt, die in dem zu authentifizierenden Objekt enthaltenen Partikel mit UV-Licht anzuregen, worauf die daraus resultierende Fluoreszenz im sichtbaren Bereich durch eine Kamera erfasst werden kann. Dazu weist die Vorrichtung eine Positioniereinrichtung auf, die die korrekte Positionierung der Kamera in Bezug auf das zu authentifizierende Objekt gewährleistet.From the DE 10 2015 005 304 B3 is a device for a portable smart device for authenticating an object containing pigment particles that fluoresce upon excitation with ultraviolet light in the visible region. The device has a UV illumination unit, which allows to excite the particles contained in the object to be authenticated with UV light, whereupon the resulting fluorescence in the visible range can be detected by a camera. For this purpose, the device has a positioning device, which ensures the correct positioning of the camera with respect to the object to be authenticated.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit zu schaffen, auf einfache Weise unter Verwendung eines mit einer Kamera ausgestatteten Smart-Geräts wie eines Mobiltelefons oder eines Tabletcomputers eine flexible und zuverlässige Authentifizierung eines Objekts durchzuführen.The object of the invention is to provide a way to easily perform a flexible and reliable authentication of an object using a smart device equipped with a camera such as a mobile phone or a tablet computer.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1, ein System nach Anspruch 10 und ein Verfahren nach Anspruch 12. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by an apparatus according to claim 1, a system according to claim 10 and a method according to claim 12. Further developments of the invention are given in the dependent claims.
Ein Vorsehen einer Vorrichtung für ein portables Gerät wie ein Mobiltelefon oder einen Tabletcomputer, das eine IR-Kamera aufweist, mit einer Aufnahme zum Aufnehmen des portablen Geräts, so dass die Kamera desselben mit einer Kameraöffnung der Vorrichtung ausgerichtet ist, ermöglicht eine Authentifizierung eines zu untersuchenden Objekts lediglich unter Verwendung einer IR-Beleuchtungseinheit. Insbesondere können so zwei Arten der Authentifizierung mit derselben IR-Beleuchtungseinheit durchgeführt werden. So kann im Rahmen eines Schnelltests anhand des Abklingverhaltens einer Lumineszenz von Partikeln in dem zu authentifizierenden Objekt festgestellt werden, ob es sich bei dem Objekt beispielsweise um ein Produkt eines bestimmten Herstellers handelt. Darüber hinaus kann jedoch ebenfalls ein zusätzlicher Test, ob an dem zu untersuchenden Objekt ein vorbestimmtes Identifikationsmuster vorhanden ist, durchgeführt werden, indem mit der IR-Kamera des portablen Geräts die Partikel, die bei Anregung mit IR-Licht eine Sekundäremission ebenfalls im IR-Bereich aufweisen, aufgenommen werden und das so erhaltene Bild entsprechend ausgewertet wird.Providing a device for a portable device such as a mobile phone or a tablet computer having an IR camera with a receptacle for receiving the portable device so that the camera thereof is aligned with a camera aperture of the device enables authentication of a subject to be examined Object using only an IR illumination unit. In particular, two types of authentication can be performed with the same IR illumination unit. Thus, in the context of a rapid test on the basis of the decay behavior of a luminescence of particles in the object to be authenticated, it can be determined whether the object is a product of a particular manufacturer, for example. In addition, however, an additional test as to whether a predetermined identification pattern is present on the object to be examined can also be carried out by using the IR camera of the portable device, the particles which, upon being excited with IR light, also have a secondary emission in the IR range have, be recorded, and the resulting image is evaluated accordingly.
Darüber hinaus ermöglicht das Vorsehen einer an die Abmessungen des zu untersuchenden Objekts angepassten Objektaufnahme, die lösbar an der Aufnahme der Vorrichtung anbringbar ist, dass eine Positionsbeziehung des zu untersuchenden Objekts zu der Kamera des portablen Geräts sicher festgelegt werden kann. Insbesondere kann die Vorrichtung auf diese Weise an mehrere unterschiedliche zu authentifizierende Objekte angepasst werden, indem unterschiedliche Objektaufnahmen verwendet bzw. ausgetauscht werden.In addition, the provision of an object receptacle adapted to the dimensions of the object to be examined, which is detachably attachable to the receptacle of the device, makes it possible to securely determine a positional relationship of the object to be examined with the camera of the portable device. In particular, the device can be adapted in this way to a plurality of different objects to be authenticated by using or exchanging different object recordings.
Darüber hinaus kann an der Aufnahme ein Sensorkopf angebracht und über einen Lichtleiter (z.B. wie bei einem faseroptischen Endoskop) mit derselben gekoppelt sein. Auf diese Weise muss nicht das zu untersuchende Objekt bezüglich der Kamera des portablen Geräts positioniert werden, sondern es muss lediglich der Sensorkopf auf geeignete Weise vor dem zu untersuchenden Bereich des Objekts positioniert werden.In addition, a sensor head may be attached to the receptacle and coupled thereto via a light guide (e.g., as in a fiber optic endoscope). In this way, the object to be examined does not have to be positioned relative to the camera of the portable device, but instead the sensor head has to be positioned in a suitable manner in front of the area of the object to be examined.
Eine Verwendung eines Strahlteilers als Teil einer Optik der Vorrichtung ermöglicht, dass das IR-Licht, das von den fluoreszierenden Partikeln emittiert wird, gleichzeitig zu der Kamera des portablen Geräts und zu einem Detektionselement, das die Intensität der Sekundäremission misst, geleitet werden kann. Auf diese Weise kann beispielsweise unter Verwendung geeigneter Filter gleichzeitig das Identifikationsmuster aufgenommen und das Abklingverhalten der Lumineszenz bestimmt werden.Using a beam splitter as part of an optic of the device allows the IR light emitted from the fluorescent particles to be simultaneously to the camera of the portable Device and a detection element that measures the intensity of the secondary emission, can be passed. In this way, for example, using suitable filters, the identification pattern can be recorded simultaneously and the decay behavior of the luminescence can be determined.
Ein System mit einer oder mehreren der hierin beschriebenen Vorrichtungen und einer zentralen Datenverarbeitungsvorrichtung, die Referenzdaten für mehrere unterschiedliche Objekte aufweist, ermöglicht eine effiziente Verwendung der Vorrichtung durch unterschiedliche Anwender mit unterschiedlichen zu authentifizierenden Objekten. So kann mit der Vorrichtung auf die hierin beschriebene Weise etwa ein Identifikationsmuster aufgenommen und für einen Datenabgleich zu der zentralen Datenverarbeitungsvorrichtung übermittelt werden. Alternativ dazu kann die zentrale Datenverarbeitungsvorrichtung die Referenzdaten für den Abgleich zu den unterschiedlichen dezentral vorgesehenen Vorrichtungen senden.A system having one or more of the devices described herein and a central data processing device having reference data for a plurality of different objects enables efficient use of the device by different users having different objects to authenticate. Thus, with the device in the manner described herein, for example, an identification pattern can be recorded and transmitted for data synchronization to the central data processing device. Alternatively, the central data processing device may send the reference data for matching to the different decentralized devices.
Die Verwendung von Partikeln, die eine Fluoreszenz im Infraroten aufweisen, hat den Vorteil, dass die Partikel üblicherweise mit bloßem Auge nicht sichtbar sind. Auf diese Weise erhöht sich die Sicherheit der Authentifizierung, da von einem möglichen Nachahmer nicht ohne Weiteres erkannt werden kann, dass die Sicherheitsmerkmale überhaupt vorhanden sind. Darüber hinaus können sogenannte UP- und/oder DOWN-Converter, die bereits zur Untersuchung des Abklingverhaltens der Lumineszenz verwendet werden, nun auch zur Identifikation von weiteren Sicherheitsmerkmalen wie beispielsweise Identifikationsmustern und dergleichen eingesetzt werden.The use of particles having fluorescence in the infrared has the advantage that the particles are usually invisible to the naked eye. In this way, the security of authentication increases, since it can not be easily recognized by a possible imitator that the security features are even present. In addition, so-called UP and / or DOWN converters, which are already being used to investigate the decay behavior of luminescence, can now also be used to identify further security features such as identification patterns and the like.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform;
- 2 eine andere perspektivische Ansicht der ersten Ausführungsform;
- 3 eine perspektivische Ansicht einer Objektaufnahme für die hierin offenbarten Ausführungsformen;
- 4 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform;
- 5 eine andere perspektivische Ansicht der zweiten Ausführungsform;
- 6 einen Sensorkopf der zweiten Ausführungsform;
- 7 eine Vorderansicht des Sensorkopfes der 6;
- 8 einen Schnitt entlang der Linie A-A in 7;
- 9 eine schematische Ansicht der zweiten Ausführungsform;
- 10 ein beispielhaftes Abklingverhalten einer Lumineszenz; und
- 11 eine Übersicht über ein System mit mehreren der hierin offenbarten Vorrichtungen.
Further features and expediencies will become apparent from the description of embodiments with reference to FIGS. Show it: - 1 a perspective view of a first embodiment;
- 2 another perspective view of the first embodiment;
- 3 a perspective view of an object receptacle for the embodiments disclosed herein;
- 4 a perspective view of a second embodiment;
- 5 another perspective view of the second embodiment;
- 6 a sensor head of the second embodiment;
- 7 a front view of the sensor head of the 6 ;
- 8th a section along the line AA in 7 ;
- 9 a schematic view of the second embodiment;
- 10 an exemplary decay behavior of a luminescence; and
- 11 an overview of a system with several of the devices disclosed herein.
Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen einer Vorrichtung für ein mit einer Kamera ausgestattetes portables Gerät wie ein Mobiltelefon oder einen Tabletcomputer unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.Hereinafter, exemplary embodiments of a device for a camera-equipped portable device such as a mobile phone or a tablet computer will be described with reference to the figures.
Die 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung 10 für ein portables Gerät 100 gemäß einer ersten Ausführungsform. Wie in 1 gezeigt, ist die Vorrichtung 10 ähnlich zu einer herkömmlichen Hülle für ein Smartphone ausgebildet. Insbesondere weist die Vorrichtung 10 eine Aufnahme 14 für das portable Gerät 100 auf, in die das portable Gerät 100 eingesetzt werden kann. Beispielsweise kann das portable Gerät 100 in die Aufnahme 14 eingeschoben werden. Wie in 1 gezeigt, weist die Aufnahme 14 dabei neben mehreren Halteabschnitten 15 einen Anschlag 17 auf, so dass beim Einschieben des portablen Geräts 100 eine feste Positionsbeziehung zwischen der Vorrichtung 10 und dem portablen Gerät 100 erhalten wird. Insbesondere wird so eine Kamera 102 des portablen Geräts 100 mit einer in der Aufnahme 14 vorgesehenen Kameraöffnung 12 ausgerichtet. Auf diese Weise ist das portable Gerät 100 dazu in der Lage, durch die Kameraöffnung 12 hindurch ein Bild aufzunehmen.The 1 shows a perspective view of a device 10 for a portable device 100 according to a first embodiment. As in 1 shown is the device 10 formed similar to a conventional case for a smartphone. In particular, the device 10 a recording 14 for the portable device 100 in which the portable device 100 can be used. For example, the portable device 100 in the recording 14 be inserted. As in 1 shown, rejects the shot 14 besides several holding sections 15 a stop 17 on, so when inserting the portable device 100 a fixed positional relationship between the device 10 and the portable device 100 is obtained. In particular, such a camera 102 of the portable device 100 with one in the picture 14 provided camera opening 12 aligned. This is the portable device 100 capable of doing so through the camera opening 12 to take a picture through it.
Die Vorrichtung 10 weist ferner eine IR-Beleuchtungseinheit 16, die beispielsweise als eine Mehrzahl von IR-LED, die um die Kameraöffnung 12 verteilt an der Aufnahme 14 angeordnet sind, oder eine oder mehrere entsprechende IR-Laserdioden ausgebildet ist, ein Filter 21, das vor der IR-Beleuchtungseinheit 16 angeordnet ist, eine Detektoreinheit 24, die beispielsweise als eine Mehrzahl von IR-Fotodioden ausgebildet ist, die beispielsweise abwechselnd mit den IR-LED der Beleuchtungseinheit 16 um die Kameraöffnung 12 angeordnet sind, eine in der Aufnahme 14 vorgesehene Steuerung 26, eine Kommunikationseinrichtung 28, die zur Kommunikation, beispielsweise über Bluetooth, WLAN oder NFC, mit einem externen Gerät, beispielsweise dem portablen Gerät 100, ausgebildet ist, und eine Energieversorgung 30 für die IR-Beleuchtungseinheit 16, die Steuerung 26, die Kommunikationseinrichtung 28, etc. auf.The device 10 further comprises an IR illumination unit 16 , for example, as a plurality of IR LEDs surrounding the camera opening 12 distributed at the reception 14 are arranged, or one or more corresponding IR laser diodes is formed, a filter 21 that in front of the IR lighting unit 16 is arranged, a detector unit 24 , which is formed for example as a plurality of IR photodiodes, for example, alternately with the IR LED of the lighting unit 16 around the camera opening 12 are arranged, one in the recording 14 provided control 26 , a communication device 28 for communication, for example via Bluetooth, WLAN or NFC, with an external device, such as the portable device 100 , is formed, and a power supply 30 for the IR lighting unit 16 , the control 26 , the communication device 28 , etc. on.
Darüber hinaus weist die Vorrichtung 10 eine Filteranordnung, bestehend beispielsweise aus einem ersten Filter 20, einem zweiten Filter 22 und dem Filter 21, auf. Dabei sind die Filter 20, 22 in 1 zur Veranschaulichung separat von der Vorrichtung 10 dargestellt, sie sind jedoch Teil derselben und beispielsweise in oder vor der Kameraöffnung 12 vorgesehen. Ferner weist die Vorrichtung 10 eine Optik 18, beispielsweise eine geeignete Linse, auf, die dazu angepasst ist, von einem zu authentifizierenden Objekt (vgl. das Objekt 200 in 2) aufgrund von Lumineszenz von Partikeln in oder an dem Objekt ausgesandtes IR-Licht zu der Kamera 102 des in der Aufnahme 14 aufgenommenen portablen Geräts 100 zu leiten. Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform sind die Filter 20, 22 sowie die Optik 18, das heißt, die entsprechende Linse, mit der Kameraöffnung 12 ausgerichtet und entweder in derselben oder zwischen derselben und dem portablen Gerät 100 angeordnet.In addition, the device has 10 a filter assembly consisting for example of a first filter 20 , a second filter 22 and the filter 21 , on. Here are the filters 20 . 22 in 1 for illustration, separate from the device 10 However, they are part of the same and for example in or in front of the camera opening 12 intended. Furthermore, the device 10 an optic 18 , for example, a suitable lens, which is adapted from an object to be authenticated (cf the object 200 in 2 ) due to luminescence from particles in or on the object emitted IR light to the camera 102 in the recording 14 recorded portable device 100 to lead. At the in 1 illustrated embodiment, the filters 20 . 22 as well as the optics 18 that is, the corresponding lens, with the camera opening 12 aligned and either in the same or between the same and the portable device 100 arranged.
2 zeigt das portable Gerät 100, das in der Aufnahme 14 der Vorrichtung 10 aufgenommen ist, so dass die Kamera 102 derselben mit der Kameraöffnung 12 ausgerichtet ist. Darüber hinaus ist in 2 eine separate Objektaufnahme 32 gezeigt, die lösbar an der Aufnahme 14 anbringbar ist. Wie in 3 gezeigt, weist die Objektaufnahme 32, die beispielsweise in Form einer mittels 3D-Druck hergestellten Aufnahme bzw. Schale ausgebildet ist, einen an die Abmessungen des zu authentifizierenden Objekts 200 angepassten Aufnahmebereich 204 auf. Beispielsweise ist der Aufnahmebereich 204 als eine Aussparung 206 in der Objektaufnahme 32 ausgebildet, in die das zu authentifizierende Objekt 200 derart positioniert werden kann, dass die Kameraöffnung 12 der Aufnahme 14 eine vorbestimmte Positionsbeziehung zu einem zu untersuchenden Bereich 202 des Objekts 200 aufweist. 3 zeigt dabei zur Veranschaulichung lediglich schematisch die Kamera 102 des portablen Geräts 100 sowie das zwischen der Kamera 102 und dem zu untersuchenden Bereich 202 angeordnete Filter 22. 2 shows the portable device 100 that in the recording 14 the device 10 is added, so the camera 102 same with the camera opening 12 is aligned. In addition, in 2 a separate object shot 32 shown detachable to the receptacle 14 attachable. As in 3 shown, rejects the object shot 32 , which is formed for example in the form of a recording or shell made by means of 3D printing, one to the dimensions of the object to be authenticated 200 adapted recording area 204 on. For example, the recording area 204 as a recess 206 in the object shot 32 trained, in which the object to be authenticated 200 can be positioned so that the camera opening 12 the recording 14 a predetermined positional relationship to a region to be examined 202 of the object 200 having. 3 shows to illustrate only schematically the camera 102 of the portable device 100 as well as between the camera 102 and the area to be examined 202 arranged filters 22 ,
Mittels der in den 1-3 gezeigten Vorrichtung kann nun eine zweistufige Authentifizierung des zu untersuchenden Objekts 200 durchgeführt werden. So kann beispielsweise in einer ersten Stufe die Steuerung 26 die IR-Beleuchtungseinheit 16 aktivieren, so dass IR-Licht in einem ersten Wellenbereich ausgesandt wird, um das wie in 3 gezeigt positionierte zu authentifizierende Objekt 200 zu beleuchten. Beispielsweise kann die IR-Beleuchtungseinheit 16 mehrere IR-LED mit einem Zentrum ihres Emissionsspektrums bei einer Wellenlänge von 940 nm aufweisen. In dem zu untersuchenden Bereich 202 des zu authentifizierenden Objekts 200 können dann beispielsweise Partikel enthalten sein, die sogenannte UP- oder DOWN-Converter mit Anregungszentren bei Wellenlängen von beispielsweise 940 oder 980 nm aufweisen. Diese Partikel werden durch das ausgesandete IR-Licht in dem ersten Wellenlängenbereich, das beispielsweise in Form eines Lichtpulses einer Primäremission mit einer vorbestimmten Intensität und Dauer, z.B. 200 bis 500 µs, ausgesandt wird, angeregt, und die Intensität des aufgrund der Anregung von den Partikeln ausgesandeten Lichts (der Sekundäremission) kann beispielsweise durch die IR-Fotodioden der Detektoreinheit 24 detektiert werden. Die Zentren der Sekundäremissionen liegen dabei je nach Typ der verwendeten Partikel in einem zweiten Wellenlängenbereich zwischen 700 und 1100 nm. Das Filter 21, beispielsweise ein Kurzpassfilter oder ein Bandpassfilter, ist dazu angepasst, einen Teil des von der IR-Beleuchtungseinheit 16 ausgesandten Lichts in dem zweiten Wellenlängenbereich herauszufiltern, so dass die Detektion nicht durch z.B. an dem Objekt 200 reflektiertes Licht in diesem Bereich beeinflusst wird.By means of in the 1-3 The apparatus shown can now be a two-stage authentication of the object to be examined 200 be performed. For example, in a first stage, the controller 26 the IR lighting unit 16 activate so that IR light is emitted in a first wave range to the as in 3 shown positioned object to be authenticated 200 to illuminate. For example, the IR lighting unit 16 several IR LEDs with a center of their emission spectrum at a wavelength of 940 nm. In the area to be examined 202 of the object to be authenticated 200 For example, it is then possible to include particles which have so-called UP or DOWN converters with excitation centers at wavelengths of, for example, 940 or 980 nm. These particles are excited by the emitted IR light in the first wavelength range, which is emitted for example in the form of a light pulse of a primary emission with a predetermined intensity and duration, eg 200 to 500 μs, and the intensity of the due to the excitation of the particles emitted light (the secondary emission), for example, by the IR photodiodes of the detector unit 24 be detected. Depending on the type of particle used, the secondary emission centers are located in a second wavelength range between 700 and 1100 nm. The filter 21 For example, a short-pass filter or a band-pass filter is adapted to a part of the IR illumination unit 16 filtered out light in the second wavelength range, so that the detection is not by, for example, on the object 200 reflected light in this area is affected.
Dabei weist die Intensität der Sekundäremissionen eine Anfangsintensität, die durch die Anzahl und die Art der Partikel sowie die Intensität des eingestrahlten Lichts bestimmt ist, und ein charakteristisches Abklingverhalten mit einer materialspezifischen Zeitkonstante auf. Durch die Steuerung 26 kann die mittels der Detektoreinheit 24 gemessene Intensität der Sekundäremission ausgewertet und basierend darauf unter anderem die Zeitkonstante für die Partikel bestimmt werden. Diese Zeitkonstante liegt üblicherweise zwischen 100 µs und ca. 1 ms. Die Parameter, mit der die IR-Beleuchtungseinheit 16 angesteuert wird, um das IR-Licht auszusenden, können beispielsweise über das portable Gerät 100 (z.B. eine installierte App), das über die Kommunikationseinrichtung 28 mit der Steuerung 26 der Aufnahme 14 in Verbindung steht, geeignet gewählt werden. Das Ergebnis der Bestimmung durch die Steuerung 26 wird ebenfalls über die Kommunikationseinrichtung 28 an das portable Gerät 100 übertragen und kann beispielsweise auf einer Anzeige 104 desselben angezeigt werden. Ein Beispiel für eine entsprechende Darstellung ist in 10 gezeigt.In this case, the intensity of the secondary emissions has an initial intensity, which is determined by the number and type of particles and the intensity of the incident light, and a characteristic decay behavior with a material-specific time constant. Through the controller 26 can the by means of the detector unit 24 measured secondary emission intensity evaluated and based thereon, inter alia, the time constant for the particles are determined. This time constant is usually between 100 μs and about 1 ms. The parameters with which the IR lighting unit 16 is controlled to emit the IR light, for example, via the portable device 100 (for example, an installed app) via the communication device 28 with the controller 26 the recording 14 in connection, be chosen suitably. The result of the determination by the controller 26 is also via the communication device 28 to the portable device 100 and can, for example, be displayed on a display 104 of the same. An example of a corresponding representation is in 10 shown.
10 zeigt eine typische Kurve 500, die das Abklingverhalten (die Intensität I) der Lumineszenz der Partikel in Abhängigkeit von der Zeit t darstellt. Darüber hinaus kann in der Darstellung die Abklingzeit 502, die Anfangsintensität der Sekundäremission 504 und ein Ergebnis 506 eines Abgleichs mit erwarteten Referenzdaten angezeigt werden. Der Abgleich mit den Referenzdaten kann dabei entweder durch das portable Gerät 100 durchgeführt werden, das die Referenzdaten aufweist, die es beispielsweise von einem zentralen Server heruntergeladen hat, oder er kann auf dem zentralen Server erfolgen, an den das portable Gerät 100 das Ergebnis der Messung überträgt und der wiederum das Ergebnis des Abgleichs zu dem portablen Gerät 100 sendet. Dies wird im Folgenden noch näher erläutert. Bei der Messung der Intensität I der Lumineszenz kann dabei die Auswertung über den gesamten Bereich von 700 bis 1100 nm der Sekundäremission erfolgen, oder es kann ein bestimmter Wellenlängenbereich ausgewählt werden, indem geeignete Filter eingesetzt werden. Bei einer Auswertung in dem gesamten Bereich können ggf. auch mehrere Zeitkonstanten und andere Parameter bestimmt und verglichen werden. Ferner kann auch ein Vergleich der Anfangsintensitäten erfolgen. 10 shows a typical curve 500 representing the decay behavior (intensity I) of the luminescence of the particles as a function of time t. In addition, in the presentation, the cooldown 502 , the initial intensity of the secondary emission 504 and a result 506 a comparison with expected reference data. The comparison with the reference data can be done either by the portable device 100 be carried out, which has the reference data, for example, has downloaded from a central server, or it can be done on the central server to which the portable device 100 the result of the measurement transmits and in turn the result of the comparison to the portable device 100 sends. This will be explained in more detail below. In the measurement of the intensity I of the luminescence, the evaluation over the entire range from 700 to 1100 nm of the secondary emission can take place, or it can be a certain wavelength range be selected by using suitable filters. When evaluating in the entire area, it is also possible if necessary to determine and compare several time constants and other parameters. Furthermore, a comparison of the initial intensities can also take place.
Parallel zu der Untersuchung insbesondere des Abklingverhaltens der Lumineszenz kann von der Kamera 102 des portablen Geräts 100 ein Bild des zu untersuchenden Bereichs 202 mit den aufgrund der Lumineszenz fluoreszierenden Partikeln aufgenommen werden. Dabei senden diese Partikel IR-Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich aus, der sich von dem ersten Wellenlängenbereich unterscheidet. Beispielsweise kann für den Fall, dass DOWN-Converter verwendet werden, die ein Anregungszentrum bei 940 nm aufweisen und Licht mit einer größeren Wellenlänge aussenden, durch geeignet gewählte Filter 20, 21 und 22 erreicht werden, dass das Anregungslicht mit einer Wellenlänge im Bereich von 940 nm nicht zu der Kamera 102 des portablen Geräts 100 gelangt, jedoch das von den Partikeln ausgesandete Licht mit einer größeren Wellenlänge zu derselben gelangt. Beispielsweise könnte das Filter 20 ein Langpassfilter sein, und das Filter 22 könnte ein Bandpassfilter sein, und die Filter 20, 22 können so konfiguriert sein, dass lediglich Licht mit Wellenlängen, die größer als 975 nm sind, durchgelassen werden. Darüber hinaus könnte in diesem Fall das Filter 21 ein Filter sein, das beispielsweise vor der IR-Beleuchtungseinheit 16 angeordnet ist und verhindert, dass Licht mit einer Wellenlänge, die größer als beispielsweise 950 nm ist, zu dem zu untersuchenden Objekt 200 gelangt. Auf diese Weise kann eine Reflexion des von der IR-Beleuchtungseinheit 16 ausgesandten Lichts an dem zu authentifizierenden Objekt 200 verhindert werden, die die Bildaufnahme durch die Kamera 102 stören oder beeinflussen könnte. Beispielsweise könnte das Filter 21 ein Kurzpassfilter sein, das lediglich Licht mit einer Wellenlänge von weniger als 950 nm durchlässt. Somit kann auf der Anzeige 104 des portablen Geräts 100 das von der IR-Kamera 102 desselben aufgenommene Bild angezeigt werden, in dem lediglich die fluoreszierenden Partikel in dem zu untersuchenden Bereich 202 sichtbar sind.Parallel to the investigation in particular of the decay behavior of the luminescence can by the camera 102 of the portable device 100 an image of the area to be examined 202 are recorded with the fluorescent particles due to the luminescence. These particles emit IR light in the second wavelength range, which differs from the first wavelength range. For example, in the case where DOWN converters having an excitation center at 940 nm and emitting light with a longer wavelength are used by appropriately selected filters 20 . 21 and 22 can be achieved that the excitation light with a wavelength in the range of 940 nm not to the camera 102 of the portable device 100 However, the light emitted by the particles with a longer wavelength reaches the same. For example, the filter could 20 a longpass filter, and the filter 22 could be a bandpass filter, and the filters 20 . 22 may be configured to pass only light having wavelengths greater than 975 nm. In addition, in this case, the filter could 21 a filter, for example, in front of the IR lighting unit 16 is arranged and prevents light having a wavelength greater than 950 nm, for example, to the object to be examined 200 arrives. In this way, a reflection of the from the IR lighting unit 16 emitted light on the object to be authenticated 200 prevents the taking of pictures by the camera 102 disturb or influence. For example, the filter could 21 a short-pass filter that transmits only light with a wavelength of less than 950 nm. Thus, on the display 104 of the portable device 100 that from the IR camera 102 the same captured image are displayed in which only the fluorescent particles in the area to be examined 202 are visible.
Das von der Kamera 102 des portablen Geräts 100 aufgenommene Bild kann dann durch geeignete Bildverarbeitungssoftware, die entweder auf dem portablen Gerät 100 installiert ist oder auf einem zentralen Server läuft, ausgewertet werden. Die Pigmentpartikel in dem zu untersuchenden Bereich 202 des Objekts 200 können beispielsweise bei der Herstellung desselben auf und/oder in die Oberfläche des Objekts 200 auf- und/oder eingebracht werden. Die Partikel können in ausreichender Anzahl vorgesehen sein, beispielsweise können mehr als 100 Pigmentpartikel pro cm2 mit einer mittleren Partikelgröße zwischen 2 µm und 20 µm vorgesehen sein. Ferner können die Partikel in einer zufälligen oder einer nicht zufälligen (z.B. regelmäßigen) Verteilung vorliegen. Beispielweise können die Partikel in Form eines Codes wie eines QR-Codes oder eines DataMatrix-Codes, als geometrische Figuren, Text, etc. auf das Objekt aufgedruckt werden. Bei einer zufälligen Verteilung der Partikel kann eine Datenreduktion des Bildinhaltes mittels Bildung von geometrischen Objekten (z.B. Dreiecken oder Kreisen) erfolgen, wie dies beispielsweise in der eingangs erwähnten EP 2 318 286 B1 der Fall ist. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, durch die Bildverarbeitungssoftware einfach die Anzahl der fluoreszierenden Partikel zu bestimmen, beispielsweise pro Flächeneinheit, und mit einem gespeicherten Referenzwert zu vergleichen.That from the camera 102 of the portable device 100 Captured image can then be taken by suitable image processing software, either on the portable device 100 is installed or running on a central server, to be evaluated. The pigment particles in the area to be examined 202 of the object 200 For example, in the manufacture of the same on and / or in the surface of the object 200 be introduced and / or introduced. The particles can be provided in sufficient numbers, for example, more than 100 pigment particles per cm 2 can be provided with an average particle size between 2 microns and 20 microns. Furthermore, the particles may be in a random or non-random (eg regular) distribution. For example, the particles may be printed on the object in the form of a code such as a QR code or a Data Matrix code, as geometric figures, text, etc. In the case of a random distribution of the particles, a data reduction of the image content can take place by means of the formation of geometric objects (for example triangles or circles), as described, for example, in the aforementioned document EP 2 318 286 B1 the case is. Alternatively or additionally, it is also possible to simply determine the number of fluorescent particles, for example per unit area, and to compare them with a stored reference value by means of the image processing software.
Bei der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform ist das zu authentifizierende Objekt 200 in eine vorbestimmte Positionsbeziehung mit der Kamera 102 des portablen Geräts 100 zu bringen, um die Authentifizierung durchzuführen. Dazu kann vorteilhafterweise die Objektaufnahme 32 verwendet werden. Wie bereits ausgeführt, kann dabei insbesondere die Aufnahme 14 der Vorrichtung 10 eine Schnittstelle aufweisen, die das Befestigen mehrerer, unterschiedlich zueinander ausgebildeter Objektaufnahmen 32 an derselben ermöglicht. So können Objekte wie beispielsweise Kreditkarten, Führerscheine, Personalausweise, Firmenausweise, Blister-Verpackungen von Arzneimitteln, etc. durch Verwendung einer geeigneten Objektaufnahme 32 sicher positionsgenau bezüglich der Kamera 102, das heißt, der Kameraöffnung 12 der Aufnahme 14, angeordnet werden.In the first embodiment described above, the object to be authenticated is 200 in a predetermined positional relationship with the camera 102 of the portable device 100 to bring to perform the authentication. For this purpose, advantageously, the object holder 32 be used. As already stated, in particular the recording 14 the device 10 have an interface, which attaching a plurality of different trained to each other object recordings 32 made possible at the same. Thus, objects such as credit cards, driver's licenses, ID cards, company IDs, blister packaging of drugs, etc. may be used by using a suitable object holder 32 safe position accurate with respect to the camera 102 that is, the camera opening 12 the recording 14 , to be ordered.
Bei einer anderen Ausführungsform, die in den 4 bis 9 gezeigt ist, wird stattdessen ein Sensorkopf 300 der Vorrichtung 10 vor dem zu untersuchenden Bereich 202 des Objekts 200 positioniert. Wie in 4 gezeigt, ist der Sensorkopf 300 lösbar an der Aufnahme 14 anbringbar und über einen Lichtleiter 302, z.B. ein Glasfaserbündel, optisch mit derselben koppelbar. Der Lichtleiter 302 ist mit einem geeigneten optischen Anschluss 36 an der Aufnahme 14 verbindbar. Ferner ist der Sensorkopf 300 über eine Steuerleitung 304 mit einem entsprechenden elektrischen Anschluss 38 an der Aufnahme 14 verbunden. Über die Steuerleitung 304 sind im Folgenden näher beschriebene Elektronikkomponenten des Sensorkopfs 300 mit der Steuerung 26 in der Aufnahme 14 verbunden. Darüber hinaus ist der Sensorkopf 300 über den Lichtleiter 302 mit der Optik 18 der Aufnahme 14 verbunden, und in den Sensorkopf 300 eintretendes, aufgrund von Lumineszenz von Partikeln in dem zu authentifizierenden Objekt 200 ausgesandtes IR-Licht wird über den Lichtleiter 302 zu der Aufnahme 14 übertragen, wo es durch die Optik 18 zu der Kameraöffnung 12 derselben geleitet wird.In another embodiment, in the 4 to 9 is instead a sensor head 300 the device 10 in front of the area to be examined 202 of the object 200 positioned. As in 4 shown is the sensor head 300 detachable at the receptacle 14 attachable and via a light guide 302 , For example, a glass fiber bundle, optically coupled with the same. The light guide 302 is with a suitable optical connector 36 at the reception 14 connectable. Further, the sensor head 300 via a control line 304 with a corresponding electrical connection 38 at the reception 14 connected. Via the control line 304 are described in more detail below electronic components of the sensor head 300 with the controller 26 in the recording 14 connected. In addition, the sensor head 300 over the light guide 302 with the optics 18 the recording 14 connected, and in the sensor head 300 due to luminescence of particles in the object to be authenticated 200 emitted IR light is transmitted via the light guide 302 to the recording 14 transfer where it is through the optics 18 to the camera opening 12 the same is passed.
Der z.B. als faseroptisches Endoskop ausgebildete Sensorkopf 300 weist, wie in 6 gezeigt, die IR-Beleuchtungseinheit 16 in Form von beispielsweise mehreren IR-LED auf, die um eine vordere Optik 306 des Sensorkopfs, durch die Licht in den Sensorkopf 300 eintreten und in den Lichtleiter 302 gelangen kann, angeordnet sind. Dabei kann erneut, wie in 8 gezeigt, ein geeignetes Filter 308 vor der IR-Beleuchtungseinheit 16 vorgesehen sein, um beispielsweise die Emission von IR-Licht in dem zweiten IR-Wellenlängenbereich, in dem die Fluoreszenz detektiert wird, zu verhindern. Wie in 7 gezeigt, kann der Sensorkopf 300 im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet sein, mit einem Durchmesser von beispielsweise ca. 20 mm. Wie in 7 und 8 gezeigt, sind die einzelnen IR-LED der IR-Beleuchtungseinheit 16 beispielsweise jeweils auf einem geeigneten Substrat mit einer Elektronik, die über die Steuerleitung 304 mit der Aufnahme 14 verbunden ist, angeordnet. The example designed as a fiber optic endoscope sensor head 300 points as in 6 shown the IR lighting unit 16 in the form of, for example, several IR LEDs, which surround a front optic 306 of the sensor head, through the light in the sensor head 300 enter and into the light guide 302 can arrive are arranged. It may again, as in 8th shown a suitable filter 308 in front of the IR lighting unit 16 be provided, for example, to prevent the emission of IR light in the second IR wavelength range in which the fluorescence is detected. As in 7 shown, the sensor head 300 be formed substantially cylindrical, with a diameter of, for example, about 20 mm. As in 7 and 8th shown are the individual IR LED of the IR lighting unit 16 for example, each on a suitable substrate with electronics, via the control line 304 with the recording 14 is connected, arranged.
9 zeigt die gesamte Optik der Verbindung aus Aufnahme 14, Sensorkopf 300 und portablem Gerät 100 genauer. Wie in 9 gezeigt, weist die Optik 18 der Aufnahme 14 einen Strahlteiler 40 auf, der dazu ausgebildet ist, das IR-Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich, das von den Partikeln des zu authentifizierenden Objekts 200 emittiert wird, teilweise zu der Kameraöffnung 12 (vgl. 1) und teilweise zu einem Detektionselement 46 der Detektoreinheit 24 zu leiten. Auf diese Weise kann zugleich das Abklingverhalten der Lumineszenz der Partikel bestimmt und das Bild mit den fluoreszierenden Partikeln mit der Kamera des portablen Geräts 100 erfasst werden. Beispielsweise kann das Detektionselement 46 als eine IR-Fotodiode ausgebildet sein, vor der gegebenenfalls eine zusätzliche Linse 44 zur Bündelung des einfallenden Lichts vorgesehen ist. Zwischen dem Lichtleiter 302 und dem Strahlteiler 40 kann gegebenenfalls ein weiteres Filter 42 vorgesehen sein, das ähnlich zu den Filtern 20, 22 ausgebildet ist bzw. mit diesen zusammenwirkt, so dass lediglich Licht in dem zweiten Wellenlängenbereich zu der Kamera 102 und/oder dem Detektionselement 46 gelangt. Zwischen dem Strahlteiler 40 und der Kamera des portablen Geräts 100 können beispielsweise die bereits erwähnten Filter 20, 22 sowie eine Linse, beispielsweise eine geeignete Makrolinse, als Teil der Optik 18 vorgesehen sein. 9 shows the overall appearance of the connection from recording 14 , Sensor head 300 and portable device 100 more accurate. As in 9 shown, shows the optics 18 the recording 14 a beam splitter 40 which is adapted to the IR light in the second wavelength range, that of the particles of the object to be authenticated 200 is emitted, partly to the camera opening 12 (see. 1 ) and partly to a detection element 46 the detector unit 24 to lead. In this way, at the same time determines the decay of the luminescence of the particles and the image with the fluorescent particles with the camera of the portable device 100 be recorded. For example, the detection element 46 be formed as an IR photodiode, before optionally an additional lens 44 is provided for focusing the incident light. Between the light guide 302 and the beam splitter 40 may optionally be another filter 42 be provided, similar to the filters 20 . 22 is formed or cooperates with them, so that only light in the second wavelength range to the camera 102 and / or the detection element 46 arrives. Between the beam splitter 40 and the portable device camera 100 For example, the already mentioned filters 20 . 22 and a lens, such as a suitable macrolens, as part of the optic 18 be provided.
Mit der in 9 gezeigten Vorrichtung können nun bei einer Aktivierung der IR-Beleuchtungseinheit 16 an dem Sensorkopf 300 die Partikel in dem zu authentifizierenden Objekt, die die Lumineszenz aufweisen, geeignet angeregt werden. Das IR-Licht der Sekundäremission gelangt über den Lichtleiter 302 (das faseroptische Endoskop) zu dem Strahlteiler 40 und von diesem einerseits zu dem Detektionselement 46 zum Bestimmen der Parameter des Abklingverhaltens der Sekundäremission auf die oben angegebene Weise und andererseits über die Filter 20, 22 und die Linse der Optik 18 zu der Kamera 102 des portablen Geräts 100. Durch die Kamera 102 wird wie oben angegeben ein Bild mit den im IR-Wellenlängenbereich fluoreszierenden Partikeln erfasst, aus dem dann durch geeignete Bildverarbeitungsverfahren die bereits erläuterten Parameter bestimmt werden können. Der Abgleich der bestimmten Parameter erfolgt auf die oben beschriebene Weise entweder in dem portablen Gerät 100 oder auf einem zentralen Server.With the in 9 shown device can now upon activation of the IR illumination unit 16 on the sensor head 300 the particles in the object to be authenticated that have the luminescence are suitably excited. The IR light of the secondary emission passes over the light guide 302 (the fiber optic endoscope) to the beam splitter 40 and from this on the one hand to the detection element 46 for determining the parameters of the decay behavior of the secondary emission in the manner indicated above and on the other hand via the filters 20 . 22 and the lens of the optics 18 to the camera 102 of the portable device 100 , Through the camera 102 As mentioned above, an image is captured with the particles which fluoresce in the IR wavelength range, from which the parameters already explained can then be determined by suitable image processing methods. The adjustment of the particular parameters is done in the manner described above either in the portable device 100 or on a central server.
Eine mögliche Konfiguration eines Gesamtsystems mit einem oder mehreren portablen Geräten 100 bzw. Vorrichtungen 10 ist in 11 gezeigt. Wie in 11 gezeigt, weist das System eine zentrale Datenverarbeitungsvorrichtung 402 auf, in der Referenzdaten für eine Mehrzahl von unterschiedlichen zu authentifizierenden Objekten 210, 212 beispielsweise in einer zentralen Datenbank hinterlegt sind. Die zentrale Datenverarbeitungsvorrichtung 402 ist dabei auf bekannte Weise zur bidirektionalen Kommunikation mit einem mit einer Vorrichtung 10 verwendeten portablen Gerät 100 und zum Abgleich von Prüfdaten, die auf der Basis von mit der Vorrichtung 10 aufgenommenen Messdaten ermittelt werden, mit den Referenzdaten angepasst. Beispielsweise können die portablen Geräte 100 auf bekannte Weise über eine drahtlose Verbindung mit beispielsweise dem Internet verbunden sein und auf diese Weise mit der zentralen Datenverarbeitungsvorrichtung 402, die beispielsweise als herkömmlicher Desktop-PC oder ein anderes Rechensystem ausgebildet sein kann, verbunden sein. Die in der Datenbank der zentralen Datenverarbeitungsvorrichtung 402 gespeicherten Referenzdaten können dabei beispielsweise während der Herstellung der zu authentifizierenden Objekte 210, 212 mit einer sogenannten Master-Vorrichtung 410 erzeugt werden, die auf die im Vorhergehenden beschriebene Weise die Parameter der Objekte 210, 212 ermittelt und diese beispielsweise an einen Rechner 412 weitergibt, über den die Referenzdaten dann in der Datenbank der zentralen Datenverarbeitungsvorrichtung 402 gespeichert werden können. Selbstverständlich kann bei anderen Anwendungen ein separates Bildverarbeitungssystem verwendet werden, das beispielsweise leistungsfähiger ist als die Bildverarbeitung, die mit der Kombination aus Aufnahme 14 und portablem Gerät 100 erhalten werden kann. Wie bereits erläutert, kann in dem System 400 einerseits der Abgleich der Prüfdaten mit den Referenzdaten auf Seiten der zentralen Datenverarbeitungsvorrichtung 402 erfolgen, oder die Referenzdaten können von dieser, beispielsweise nach Erhalt einer entsprechenden Anfrage, zu dem portablen Gerät 100 übermittelt werden, so dass der Abgleich auf dem portablen Gerät 100 stattfinden kann. Mit dem in 11 beispielhaft dargestellten System wird ermöglicht, dass eine Vielzahl von unterschiedlichen Kunden bzw. Anwendungen eine entsprechende Vielzahl von unterschiedlichen Objekten prüfen und authentifizieren kann, wobei alle Kunden bzw. Anwendungen die zentrale Datenbank der zentralen Datenverarbeitungsvorrichtung 402 zur Feststellung, ob eine erfolgreiche Authentifizierung vorgenommen werden konnte, verwenden können.A possible configuration of a complete system with one or more portable devices 100 or devices 10 is in 11 shown. As in 11 As shown, the system has a central data processing device 402 in, in the reference data for a plurality of different objects to be authenticated 210 . 212 For example, stored in a central database. The central data processing device 402 is in a known manner for bidirectional communication with one with a device 10 used portable device 100 and for reconciling test data based on the device 10 recorded measured data are adjusted with the reference data. For example, the portable devices 100 be connected in a known manner via a wireless connection with, for example, the Internet and in this way with the central data processing device 402 , which may be formed, for example, as a conventional desktop PC or another computing system, be connected. The data in the database of the central processing device 402 stored reference data can, for example, during the production of the objects to be authenticated 210 . 212 with a so-called master device 410 generated in the manner described above, the parameters of the objects 210 . 212 determined and this example, to a computer 412 passes on the reference data then in the database of the central data processing device 402 can be stored. Of course, in other applications, a separate image processing system may be used which is, for example, more powerful than the image processing provided with the combination of acquisition 14 and portable device 100 can be obtained. As already explained, in the system 400 on the one hand the comparison of the test data with the reference data on the part of the central data processing device 402 or the reference data can, for example, after receiving a corresponding request to the portable device 100 be transmitted, so that the balance on the portable device 100 can take place. With the in 11 exemplified system will allow a variety of different customers or applications check and authenticate a corresponding plurality of different objects, all customers or applications being the central database of the central data processing device 402 to determine whether a successful authentication could be made.
Die hierin offenbarten Vorrichtungen 10 bzw. das hierin offenbarte System 400 ermöglichen eine Durchführung eines Verfahrens zum Authentifizieren eines zu authentifizierenden Objekts 200, bei dem zunächst ein zu untersuchender Bereich 202 des Objekts 200 mit Licht in einem ersten IR-Wellenlängenbereich beleuchtet wird. Wie bereits erläutert, kann beispielsweise der erste Wellenlängenbereich ein Bereich von Wellenlängen mit einem Zentrum bei 940 nm sein. Anschließend wird Licht in einem zweiten IR-Wellenlängenbereich, das aufgrund von Lumineszenz von Partikeln des Objekts 200 ausgesandt wird, mit der Kamera 102 des portablen Geräts 100 erfasst. Beispielsweise kann dabei das Zentrum der Sekundäremission bei 1000 nm liegen. Selbstverständlich ist es bei anderen Ausführungsformen auch möglich, dass das Zentrum der Sekundäremission bei Wellenlängen liegt, die kleiner sind als 940 nm, solange sie im IR-Bereich liegen. Anhand des von der Kamera 102 aufgenommenen Bildes kann ein Fluoreszenzmuster der Partikel in dem zu untersuchenden Bereich des Objekts 200 bestimmt und wie oben angegeben mit einem abgespeicherten Referenzmuster verglichen werden. Zusätzlich dazu kann das Abklingverhalten der Lumineszenz der Partikel in dem zu untersuchenden Bereich aufgezeichnet werden, und basierend darauf kann eine materialspezifische Zeitkonstante, gegebenenfalls in Verbindung mit weiteren Materialparametern, bestimmt werden.The devices disclosed herein 10 or the system disclosed herein 400 allow implementation of a method for authenticating an object to be authenticated 200 in which first an area to be examined 202 of the object 200 is illuminated with light in a first IR wavelength range. For example, as already explained, the first wavelength range may be a range of wavelengths centered at 940 nm. Subsequently, light is in a second IR wavelength range due to luminescence from particles of the object 200 is sent out, with the camera 102 of the portable device 100 detected. For example, the center of the secondary emission can be at 1000 nm. Of course, in other embodiments, it is also possible that the center of the secondary emission is at wavelengths smaller than 940 nm as long as they are in the IR range. On the basis of the camera 102 The captured image may have a fluorescence pattern of the particles in the area of the object to be examined 200 determined and compared as indicated above with a stored reference pattern. In addition, the decay behavior of the luminescence of the particles in the area to be examined can be recorded, and based thereon a material-specific time constant, optionally in conjunction with other material parameters, can be determined.
Zur zuverlässigen Durchführung des Verfahrens ist es bevorzugt, dass vor der Kamera 102 des portablen Geräts 100 eine geeignete Filteranordnung vorgesehen wird, so dass verhindert wird, dass Licht in dem ersten IR-Wellenlängenbereich zu der Kamera 102 gelangt. Geeignete Filter können dabei beispielsweise ein Lang- oder Kurzpassfilter und/oder ein Bandpassfilter sein. Weiter bevorzugt sind senderseitig, das heißt, zwischen IR-Beleuchtungseinheit 16 und zu authentifizierendem Objekt 200, ebenfalls geeignete Filter vorgesehen, die verhindern, dass Licht mit einer Wellenlänge in dem zu detektierenden zweiten IR-Wellenlängenbereich von der IR-Beleuchtungseinheit 16 emittiert und von dem zu authentifizierenden Objekt 200 in die Kamera 102 des portablen Geräts 100 reflektiert wird.For reliable implementation of the method, it is preferred that in front of the camera 102 of the portable device 100 a suitable filter arrangement is provided so that light in the first IR wavelength range is prevented from reaching the camera 102 arrives. Suitable filters can be, for example, a long or shortpass filter and / or a bandpass filter. Further preferred are transmitter side, that is, between IR illumination unit 16 and object to authenticate 200 Also suitable filters are provided which prevent light having a wavelength in the second IR wavelength range to be detected from the IR illumination unit 16 emitted and of the object to be authenticated 200 into the camera 102 of the portable device 100 is reflected.
Wie bereits erläutert, gibt es viele verschiedene Möglichkeiten, geeignete Muster der Partikel, die die Lumineszenz aufweisen, zur Authentifizierung zu verwenden. Beispielsweise könnten die Partikel zufallsverteilt vorliegen. In diesem Fall könnte beispielsweise die Anzahl der Partikel pro Flächeneinheit bestimmt werden und mit einem entsprechenden Referenzwert verglichen werden. Alternativ können die Daten durch Bilden von Dreiecken oder Kreisen reduziert bzw. als Vergleichswerte verwendet werden. Bei anderen Ausführungsformen können bekannte Identifizierungscodes, beispielsweise ein QR-Code oder dergleichen, verwendet werden, die dann auf bekannte Weise von dem portablem Gerät 100 ausgewertet und mit Referenzdaten verglichen werden können.As already explained, there are many different ways to use suitable patterns of the particles that have the luminescence for authentication. For example, the particles could be randomly distributed. In this case, for example, the number of particles per unit area could be determined and compared with a corresponding reference value. Alternatively, the data can be reduced by forming triangles or circles or used as comparison values. In other embodiments, known identification codes, such as a QR code or the like, may be used which are then retrieved from the portable device in a known manner 100 evaluated and compared with reference data.
Geeignete Partikel, die eine Lumineszenz im IR-Bereich aufweisen, sind beispielsweise UP- oder DOWN-Converter, beispielsweise mit einem Anregungszentrum bei einer Wellenlänge von 940 nm und einer Sekundäremission in einem Bereich oberhalb oder unterhalb dieser Anregungswellenlänge. Andere geeignete Partikel sind beispielsweise andere UP- oder DOWN-Converter, die bei einer Wellenlänge von z.B. 980 nm angeregt werden und über eine Sekundäremission bei Wellenlängen, die ober- oder unterhalb der Anregungswellenlänge liegen, verfügen.Suitable particles which have luminescence in the IR range are, for example, UP or DOWN converters, for example with an excitation center at a wavelength of 940 nm and a secondary emission in a region above or below this excitation wavelength. Other suitable particles are, for example, other UP or DOWN converters operating at a wavelength of e.g. 980 nm excited and have a secondary emission at wavelengths above or below the excitation wavelength have.
Die Gesamtzahl der Partikel kann beispielsweise größer als 100 pro cm2 sein. Bei anderen Ausführungsformen kann die Anzahl der Partikel mit einer Sekundäremission im IR-Bereich jedoch auch kleiner als 100 pro cm2 sein. Beispielsweise können 10-1000, bevorzugt 100-400, besonders bevorzugt 200-300 Partikel pro cm2 vorgesehen sein.For example, the total number of particles may be greater than 100 per cm 2 . However, in other embodiments, the number of particles having a secondary emission in the IR range may also be less than 100 per cm 2 . For example, 10-1000, preferably 100-400, particularly preferably 200-300 particles per cm 2 may be provided.
Es versteht sich, dass bei einigen Ausführungsformen mehrere unterschiedliche Arten von Partikeln mit einer Sekundäremission verwendet werden können. So können beispielsweise zwei oder mehr Arten von Partikeln mit einer Sekundäremission im IR-Bereich verwendet werden, wobei durch geeignete Filter beispielsweise die eine oder die andere Art von Partikeln herausgefiltert und ausgewertet werden könnte. Darüber hinaus können selbstverständlich zusätzlich zu Partikeln mit einer Sekundäremission im IR-Bereich Partikel mit einer Sekundäremission im sichtbaren Bereich verwendet werden, wobei die Auswertung dann auf geeignete Weise als Kombination der Auswertung hinsichtlich der jeweiligen Partikel erfolgen kann.It will be appreciated that in some embodiments, multiple different types of secondary emission particles may be used. Thus, for example, two or more types of particles with a secondary emission in the IR range can be used, with suitable filters being used to filter and evaluate, for example, one or the other type of particle. In addition, of course, in addition to particles having a secondary emission in the IR range, particles with a secondary emission in the visible range can be used, wherein the evaluation can then take place in a suitable manner as a combination of the evaluation with respect to the respective particles.
Die Software für das portable Gerät 100 kann in beliebiger Form vorliegen. Beispielsweise könnte die Software in Form einer App vorhanden sein, die auf das portable Gerät heruntergeladen werden kann. Dies hat den Vorteil, dass die App problemlos aktualisiert und mit weiteren Features versehen werden kann, so dass gegebenenfalls auch andere Authentifizierungsverfahren mittels der Vorrichtung 10 und dem portablen Gerät 100 durchgeführt werden können.The software for the portable device 100 can be in any form. For example, the software could be in the form of an app that can be downloaded to the portable device. This has the advantage that the app can be easily updated and provided with other features, so that possibly other authentication methods using the device 10 and the portable device 100 can be performed.
Auch wenn bei den oben beschriebenen Ausführungsformen die jeweiligen Beleuchtungseinheiten in Form von LED ausgebildet sind, versteht sich, dass beliebige andere geeignete Beleuchtungseinheiten für die IR-Beleuchtungseinheit 16 verwendet werden können.Although in the embodiments described above, the respective Lighting units are designed in the form of LED, it is understood that any other suitable lighting units for the IR lighting unit 16 can be used.
Die im Zusammenhang mit den oben beschrieben Ausführungsformen beschriebene Optik 18 mit der Makrolinse und den Filtern 20, 22 kann selbstverständlich je nach Anwendung geeignet modifiziert werden, solange gewährleistet ist, dass mit der Kamera 102 des portablen Geräts 100 der zu untersuchende Bereich 202 geeignet erfasst werden kann und die Erfassung nicht durch Licht mit anderen Wellenlängen, beispielsweise im IR-Bereich gestört wird. Es versteht sich, dass die Anordnung der jeweiligen Beleuchtungseinheiten beliebig gewählt werden kann, solange eine ausreichende Beleuchtung des zu untersuchenden Bereichs gewährleistet ist.The optics described in connection with the embodiments described above 18 with the macro lens and the filters 20 . 22 Of course, it can be suitably modified depending on the application, as long as it is ensured with the camera 102 of the portable device 100 the area to be examined 202 can be suitably detected and the detection is not disturbed by light with other wavelengths, for example in the IR range. It is understood that the arrangement of the respective lighting units can be chosen arbitrarily, as long as sufficient illumination of the area to be examined is ensured.
Für den Fall, dass für die IR-Beleuchtungseinheit 16 Laserdioden verwendet werden, wird bevorzugt sichergestellt, dass Schutzmechanismen vorgesehen sind, die ermöglichen, dass die Vorrichtung 10 als System der Laserklasse 1 eingestuft werden kann.In the event that for the IR lighting unit 16 Laser diodes are used, it is preferably ensured that protective mechanisms are provided, which allow the device 10 as a system of the laser class 1 can be classified.
Die Partikel, die beispielsweise eine Korngröße zwischen 1 µm und 30 µm aufweisen, können bei der Herstellung zufällig in die zu authentifizierenden Objekte eingebracht werden. Beispielsweise können sie bei Kunststoffen bereits im Master-Batch enthalten sein, oder sie können auf geeignete Weise auf die Oberfläche desselben aufgebracht werden, beispielsweise aufgesprüht, um so eine zufällige Verteilung zu erhalten, oder aufgedruckt, um eine reproduzierbare Verteilung bzw. einen entsprechenden Code zu erhalten.The particles, which have, for example, a grain size between 1 .mu.m and 30 .mu.m, can be randomly introduced into the objects to be authenticated during production. For example, they may already be included in the master batch of plastics, or they may be suitably applied to the surface thereof, for example, sprayed so as to obtain a random distribution, or printed to provide a reproducible distribution or code receive.
Aus dem Obigen ergibt sich, dass die Kamera 102 des portablen Geräts 100 in der Lage sein muss, eine Fluoreszenz im IR-Bereich zu erfassen. Dabei kann einerseits ein portables Gerät verwendet werden, das bereits eine integrierte NIR-Kamera aufweist, es kann jedoch auch ein herkömmliches portables Gerät, beispielsweise ein Smartphone, umgerüstet werden, indem die integrierte Kamera durch eine NIR-Kamera ersetzt wird.From the above it follows that the camera 102 of the portable device 100 must be able to detect fluorescence in the IR range. In this case, on the one hand, a portable device can be used, which already has an integrated NIR camera, but it is also possible to convert a conventional portable device, for example a smartphone, by replacing the integrated camera with an NIR camera.
Es wird explizit betont, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale als getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von den Merkmalskombinationen in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen angesehen werden sollen. Es wird explizit festgehalten, dass alle Bereichsangaben oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Untergruppe von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren, insbesondere auch als Grenze einer Bereichsangabe.It is explicitly pointed out that all features disclosed in the description and / or the claims are considered separate and independent of each other for the purpose of original disclosure as well as for the purpose of limiting the claimed invention independently of the feature combinations in the embodiments and / or the claims should. It is explicitly stated that all range indications or indications of groups of units disclose every possible intermediate value or subgroup of units for the purpose of the original disclosure as well as for the purpose of restricting the claimed invention, in particular also as the limit of a range indication.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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EP 2318286 [0002]EP 2318286 [0002]
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DE 102015005304 B3 [0003]DE 102015005304 B3 [0003]
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EP 2318286 B1 [0022]EP 2318286 B1 [0022]
