KR102011797B1 - 혼동된 방출 특성들을 갖는 물품, 및 그의 인증을 위한 장치와 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시양태는 물품, 인증 방법과 장치, 및 물품 제조 방법을 포함한다. 물품은 제 1 발광 태건트를 갖는 기재, 및 물품 표면의 일부에 근접하게 위치하는 제 2 발광 태건트를 갖는 비고유 특징부를 포함한다. 제 1 및 제 2 발광 태건트는 여기 에너지에 대한 노출의 결과로서 중첩 방출 대역들에서 방출을 생성시킨다. 비고유 특징부 위에, 기재 및 비고유 특징부 방출은 중첩 방출 대역에서 조합되어서 단독으로 취해진 기재 방출과 구별 가능한 "혼동된" 방출을 생성시킨다. 인증 시스템은, 진짜 물품의 "기재-단독" 구역에 상응하는 구역에서, 제 1 방출 특성들을 갖는 방출이 중첩 방출 대역에서 검출되는 지를 결정한다. 또한, 시스템은, 진짜 물품의 "비고유 특징부" 구역에 상응하는 구역에서, 혼동된 방출들이 중첩 방출 대역에서 검출되는 지를 결정한다.
Description
이 출원은, 전체 내용이 본원에 참고로 인용되고 있는, 2011년 8월 31일자로 출원된 미국 가출원 61/529,401의 모든 허용 가능한 이점에 관한 것이고 그것을 청구하고 있다.
본 발명은 일반적으로 방사선 방출 화합물들, 및 이들의 인증을 위한 방법과 장치에 관한 것이다.
발광성 인광체 화합물은, 외부 에너지원에 의한 화합물의 여기(excitation)에 따라, 적외선, 가시광선 및/또는 자외선 스펙트럼에서 검출 가능한 양의 방사선을 방출할 수 있는 화합물이다. 전형적인 발광성 인광체 화합물은 적어도 호스트 물질(예컨대, 결정 격자), 방출 이온(예컨대, 희토류 금속의 것), 및 일부의 경우, "감지(sensitizing)" 이온(예컨대, 방출하는 희토류 금속 이온에 에너지를 흡수 및 전달할 수 있는 전이금속의 것 또는 여러 희토류 금속의 것)을 포함한다. 인광체 화합물에 의한 방사선의 생성은, 방출 이온(들)에 의한 또는 호스트 물질와 감지 이온(들) 중 하나 또는 둘다에 의한 입사 방사선의 흡수에 의해, 호스트 물질와 감지 이온(들)으로부터의 에너지 전달에 의해, 및 방출 이온(들)에 의한 전달된 에너지의 방사선에 의해 달성된다.
인광체 화합물의 선택된 성분들로 인해, 상기 화합물은 특정 방출 성질, 예컨대 그의 여기 에너지(excitation engergy)에 대한 특이적 파장들, 및 인광체 화합물의 방출 이온들에 의해 방출된 더욱 높은 스펙트럼 에너지 출력("방출들(emissions)")에 대한 특이적 스펙트럼 위치(들)을 가질 수 있게 된다. 모든 이온이 모든 호스트 물질들 내에서의 방출을 생성시키지는 않을 것이다. 방출에 대한 포텐셜을 갖는 방사선이 소멸되거나(quench), 또는 흡수 이온들 또는 호스트 물질로부터 방출 이온까지의 에너지 전달이 너무 부족하여서 방사선 효과들이 거의 관찰 불가능한 예들이 다수 존재한다. 다른 호스트 물질에서, 방사선 효과들은 매우 클 수 있으며 양자 효율은 거의 1이다(with quantum efficiency near unity).
관찰 가능한 방출들을 생성하는 특이적인 인광체 화합물에 있어서, 그의 방출들에서 더욱 높은 스펙트럼 에너지 함량(또는 발광성 출력)의 스펙트럼 위치(들)(즉, 그의 "스펙트럼 시그너쳐(spectral signature)")는 다른 화합물로부터 인광체 화합물을 특유하게 확인하는 데 사용될 수 있다. 주로, 스펙트럼 시그너쳐는 희토류 이온(들)에 기인하는 것이다. 그러나, 다양한 이온들에 대해 전형적으로는 결정 필드 강도(crystal field strength) 및 스플리팅(splitting)을 통한 호스트 물질의 영향으로 인해 스펙트럼 동요(perturbation)가 존재할 수 있다. 이는 물론 방출들의 일시적 거동에 대해 유효하다(hold true).
일부 인광체 화합물의 특유의 스펙트럼 성질들로 인해, 이들은 특정 가치 또는 중요한 물품을 인증 또는 확인하는 데 사용하기 적합하게 만든다(예컨대, 지폐, 패스포트, 생체학적 샘플 등). 따라서, 공지된 스펙트럼 시그너쳐를 갖는 발광성 인광체 화합물은, 다양한 유형의 물품 내에 혼입되어서, 이러한 물품들의 가짜(forgery) 또는 모사품(counterfeit copy)을 검출할 수 있거나 또는 물품을 추적하고 확인할 수 있는 능력을 향상시켜 왔다. 예를 들면, 발광성 인광체 화합물들은, 물품을 인증하거나 추적하는 과정에서 분석될 수 있는, 첨가제, 코팅, 및 인쇄된 또는 달리 적용된 인증 특징부의 형태로 다양한 유형의 물품 내에 혼입되어 왔다.
발광성 인광체 화합물을 포함하는 물품은 특수하게 설계된 인증 장비를 사용하여 인증될 수 있다. 더욱 구체적으로는, 제조업자가 그의 "진짜인(authentic)" 물품들 내에 공지된 인광체 화합물(예컨대, "인증(authenticating)" 인광체 화합물)을 혼입할 수 있다. 이러한 물품의 진위(authenticity)를 검출하도록 구조화된 인증 장비는, 흡수 가능한 여기 에너지의 파장 및 인증 인광체 화합물과 연관된 방출들의 스펙트럼 성질들의 지식(예컨대, 저장된 정보 및/또는 다양한 스펙트럼 필터)를 갖는다. 인증을 위한 샘플 물품이 제공되는 경우, 인증 장비는 목적하는 방출들에 직접 또는 간접적으로 이어지는 발광성 인광체 화합물의 흡수 특징부들의 공지된 파장들과 부합하는 파장들을 갖는 여기 에너지에 상기 물품을 노출시킨다. 인증 장비는 물품에 의해 생성될 수 있는 임의의 방출들에 대한 스펙트럼 파라미터를 감지하고 특성화한다. 검출된 방출들의 스펙트럼 신호가 인증 인광체 화합물과 부합하는 검출 장치의 인증 파라미터 범위("검출 파라미터 공간"으로서 지칭됨) 내에 존재하는 경우, 물품은 진짜인 것으로 고려될 수 있다. 반면, 인증 장비가 검출 파라미터 공간 내에 예측된 신호들을 감지하는 데 실패하는 경우, 물품은 진짜가 아닌(unauthentic) 것으로 고려될 수 있다(예컨대, 가짜 물품 또는 모사된 물품).
전술된 기술들은 상대적으로 복잡하지 않은 가짜 또는 모사 행위를 검출 및 무산시키는 데 매우 효과적이다. 그러나, 적절한 자원과 장비를 갖는 개인들은 일부 인광체 화합물의 성분들을 결정하기 위해 분광계 기술들을 사용할 수 있다. 그 다음, 인광체 화합물들은 재생될 수 있고, 진짜가 아닌 물품에 적용될 수 있으며, 이로 인해 특정 인광체 화합물에 의해 달리 제공될 수 있는 인증 장점들을 상충시키게 된다. 따라서, 다수의 인광체 화합물들이 전술된 방식으로 물품 인증을 용이하게 하도록 개발되어 왔지만, 가짜 및 모사 행위가 더욱 어렵게 할 수 있고/있거나 특별히 관심을 갖는 물품을 확인 및 추적하는 데 유리한 것으로 입증될 수 있는, 추가 화합물들, 이러한 화합물들을 물품에 사용하는 특유의 방식들, 및 물품을 인증하기 위한 기술들을 개발하는 것이 요구된다. 더욱이, 본 발명의 다른 원하는 특징과 특성들은, 첨부된 도면 및 발명의 배경기술과 함께 후속적인 본 발명의 상세한 설명 및 첨부된 특허청구범위로부터 분명해질 것이다.
물품의 일 실시양태는, 기재 및 비고유 특징부(extrinsic feature)를 포함한다. 기재는 제 1 표면 및 제 1 발광 태건트(taggant)를 갖는다. 기재가 기재 여기 에너지에 노출되는 경우, 제 1 발광 태건트는 기재 방출 대역에서 기재 방출들을 생성시킨다. 비고유 특징부는 제 1 표면의 일부에 근접하게 위치한다. 비고유 특징부는, 상기 비고유 특징부가 비고유 특징부 여기 에너지에 노출되는 경우, 중첩 방출 대역에서 기재 방출 대역을 적어도 부분적으로 중첩하는 비고유 특징부 방출 대역에서 비고유 특징부 방출들을 생성시키는 제 2 발광 태건트를 포함한다. 제 1 표면의 일부에서, 기재 방출들과 비고유 특징부 방출들은 중첩 방출 대역에서 조합되어서, 기재 방출들과 구별 가능한 혼동된(confounded) 방출들을 생성시킨다.
기재를 포함하는 물품을 인증하는 방법의 일 실시양태는 기재의 표면을 여기 에너지에 노출시키는 단계를 포함한다. 방법은, 표면의 제 1 구역에서, 제 1 방출 특성들을 갖는 제 1 방출들이 제 1 방출 대역에서 검출되는 지를 결정하는 단계를 추가로 포함한다. 제 1 방출들은 여기 에너지로부터 초래되고, 제 1 구역은 비고유 특징부가 진짜 물품에서 존재하지 않는 구역에 상응한다. 방법은, 표면의 제 2 구역에서, 제 1 방출 특성들과 상이한 제 2 방출 특성들을 갖는 제 2 방출들이 제 1 방출 대역에서 검출되는 지를 결정하는 단계를 추가로 포함한다. 제 2 방출들은 여기 에너지로부터 초래되고, 제 2 구역은 비고유 특징부가 진짜 물품에서 존재하는 구역에 상응한다.
물품을 인증하기 위한 장치는 하나 이상의 여기 에너지 발생기, 하나 이상의 방출 검출기 및 프로세싱 시스템을 포함한다. 하나 이상의 여기 에너지 발생기는 여기 에너지를 물품의 기재의 표면에 향하도록 구조화된다. 방출 검출기는 제 1 방출 대역에서 제 1 방출을 검출하도록 구조화된다. 프로세싱 시스템은, 표면의 제 1 구역에서, 제 1 방출 특성들을 갖는 제 1 방출들이 제 1 방출 대역에서 검출되는 지를 결정하도록 구조화된다. 제 1 방출들은 여기 에너지로부터 초래되고, 제 1 구역은 비고유 특징부가 진짜 물품에서 존재하지 않는 구역에 상응한다. 프로세싱 시스템은, 표면의 제 2 구역에서, 제 1 방출 특성들을 갖는 제 1 방출들과 상이한, 제 2 방출 특성들을 갖는 제 2 방출들이 제 1 방출 대역에서 검출되는 지를 결정하도록 구조화된다. 제 2 방출들은 여기 에너지로부터 초래되고, 제 2 구역은 비고유 특징부가 진짜 물품에서 존재하는 구역에 상응한다.
본 발명의 다양한 실시양태의 하기 상세한 설명은 단지 속성상 예시적인 것이며, 발명의 대상 또는 상기 발명의 대상의 적용과 사용을 제한하고자 하는 것은 아니다. 더욱이, 상기 배경기술 또는 하기 상세한 설명에서 제시된 어떠한 이론에 의해 구속되고자 하는 의도는 없다.
전형적으로, 기재 및 발광 특징부를 포함하는 물품들의 제조업자는 한 공급자로부터 기재 재료(예컨대, 종이)를 얻고 다른 공급자로부터 발광 특징부를 이한 재료(예컨대, 발광 물질을 갖는 잉크)를 얻는다. 기재와 발광 특징부 사이의 "비제어된(uncontrolled)" 상호작용은 바람직하지 않은 데, 이는 이러한 상호작용이 발광 물질의 방출 특성들을 변경시키며 따라서 신뢰적으로 인증될 수 있는 물품들을 제조하는 능력을 상충시키기 때문이다. 따라서, 기재 공급자를 위한 명세사항(specification) 및 발광 특징부 재료 공급자를 위한 명세사항은 이러한 비제어된 상호작용을 방지하는 요건들을 포함한다. 예를 들면, 기재 공급자를 위한 명세사항은 기재가 해당하는 하나 이상의 방출 대역들에서 발광 특징부에 의해 생성될 수 있는 방출들과 간섭되거나 또는 이를 개질시키는 재료들을 포함할 수 없다고 규정할 수 있다. 이러한 명세사항은 신뢰적으로 인증될 수 있는 물품들을 물품 생산자가 제조할 수 있게 한다.
앞서 논의된 전통적인 관행들과 달리, 발명의 대상의 실시양태들에는, 의도적인 "제어된" 상호작용이 기재와 "비고유 특징부" 사이에서 발생할 수 있는 물품들이 포함된다. 더욱 구체적으로는, 실시양태들에는 발광 물질들을 혼입하는 물품들, 이들의 인증을 위한 방법과 장치, 및 이들의 제조방법이 포함된다. 이후 상세하게 설명되는 바와 같이, 일 실시양태에 따라, 물품은 기재 및 하나 이상의 비고유 특징부를 포함하며, 상기 비고유 특징부(들)는 기재 물질과 관련없는 물질로부터 형성되고, 상기 비고유 특징부(들)는 상기 기재에 적용되거나 또는 이 안에 매립된다. 기재는, 상기 기재가 적절한 여기 에너지에 노출되는 경우, 기재 방출 대역에서 기재 방출들을 생성시키는 제 1 발광 태건트를 포함한다. 비고유 특징부(예컨대, 인쇄된, 매립된 또는 다른 유형의 특징부)는 기재의 일부에 또는 그 위에 위치하며, 상기 비고유 특징부가 적절한 여기 에너지에 노출되는 경우, 비고유 특징부 방출 대역에서 비고유 특징부 방출들을 생성시키는 제 2 발광 태건트를 포함한다.
일 실시양태에서, 기재 방출 대역과 비고유 특징부 방출 대역은 적어도 부분적으로 중첩한다. 따라서, 비고유 특징부가 위치하는 기재의 부분에서, 기재 방출들 및 비고유 특징부 방출들은 중첩 방출 대역에서 조합하여서 단독의 기재 방출들과 (예컨대, 방출 강도, 붕괴 시간 상수 및/또는 다른 특성들에서) 구별 가능한 "혼동된 방출들"을 생성시킨다. 이후 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 물품은 상기 물품의 진위(authenticity)를 명확하게 결정하도록 분석될 수 있는 추가 특징부 또는 특성들을 가질 수 있다.
다양한 실시양태들에 따라, 앞서 기재된 바와 같은 특징부들을 포함할 수 있는 이러한 물품을 인증하기 위한 방법과 장치는, 상기 물품의 다양한 영역들을 하나 이상의 파장에서 여기 에너지에 노출시키고, 상기 물품의 영역들로부터의 방출들을 적어도 중첩 방출 대역 내에서 검출하는 것을 포함한다. 더욱 구체적으로는, 비고유 특징부가 존재하지 않는 물품의 영역은 여기 에너지에 노출되며, 그 영역으로부터 발산되는 방출들은 (예컨대, 그 스펙트럼 대역에서 응답을 갖는 분광학적으로 여과된 광검출기에 의해) 검출된다. 또한, 비고유 특징부가 존재하는 물품의 영역도 또한 여기 에너지에 노출되며, 그 영역으로부터 발산되는 방출들도 또한 검출된다. 둘다의 영역들로부터의 방출들이 충분하게 상이한 경우, 물품은 진짜인 것으로 확인될 수 있다. 그렇지 않다면, 물품은 진짜가 아닌 것으로 확인된다. 이후 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 물품은 상기 물품의 진위를 명확하게 결정하도록 실시될 수 있다.
이후 본원에서, 본 발명의 실시양태들은 하기 도면과 연관되어 기재될 것이며, 여기서 동일 숫자는 동일 요소를 지칭한다.
도 1은 일 예시적인 실시양태에 따라 기재, 비고유 특징부 및 선택적 보충(supplemental) 특징부를 포함하는 물품의 단면의 측면도이다.
도 2는 일 예시적인 실시양태에 따른 도 1의 평면도이다.
도 3은 일 예시적인 실시양태에 따라 물품을 제조하는 방법의 흐름도이다.
도 4는 일 예시적인 실시양태에 따라 물품을 인증하기 위한 시스템이다.
도 5는, 일 예시적인 실시양태에 따라, 물품의 인증을 실시하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 6은, 일 예시적인 실시양태에 따라, 물품의 기재-단독(substrate-only) 구역과 비고유 특징부 구역 둘다에서의 다중 파장들에서 다양한 태건트의 방출 강도들을 예시하는 그래프이다.
도 7은, 다른 예시적인 실시양태에 따라, 물품의 기재-단독 구역과 비고유 특징부 구역 둘다에서의 다중 파장들에서 다양한 태건트의 방출 강도들을 예시하는 그래프이다.
도 1은 일 예시적인 실시양태에 따라 기재, 비고유 특징부 및 선택적 보충(supplemental) 특징부를 포함하는 물품의 단면의 측면도이다.
도 2는 일 예시적인 실시양태에 따른 도 1의 평면도이다.
도 3은 일 예시적인 실시양태에 따라 물품을 제조하는 방법의 흐름도이다.
도 4는 일 예시적인 실시양태에 따라 물품을 인증하기 위한 시스템이다.
도 5는, 일 예시적인 실시양태에 따라, 물품의 인증을 실시하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 6은, 일 예시적인 실시양태에 따라, 물품의 기재-단독(substrate-only) 구역과 비고유 특징부 구역 둘다에서의 다중 파장들에서 다양한 태건트의 방출 강도들을 예시하는 그래프이다.
도 7은, 다른 예시적인 실시양태에 따라, 물품의 기재-단독 구역과 비고유 특징부 구역 둘다에서의 다중 파장들에서 다양한 태건트의 방출 강도들을 예시하는 그래프이다.
도 1은 일 예시적인 실시양태에 따라 기재(102), 비고유 특징부(120, 122) 및 선택적 "보충" 특징부(124, 126)를 포함하는 물품의 단면의 측면도이고, 도 2는 도 1의 평면도(즉, 물품(100)의 표면(108)의 도면)이다. 다양한 실시양태들에서, 물품(100)은 신분증(identification card), 운전면허증, 패스포트, 신분증빙서류(identity paper), 지폐, 수표, 서류, 종이(paper), 주식 증서, 포장 성분, 신용카드, 은행카드, 라벨, 봉인(seal), 우표, 토큰(token)(예컨대, 도박에 사용하기 위한 및/또는 게임기 또는 판매기와 함께 사용하기 위한 것), 액체(liquid), 인간, 동물 및 생체 샘플을 포함하지만 이에 국한되지 않은 군으로부터 임의 유형의 물품일 수 있다. 기재(102)는 다양한 유형의 기재일 수 있고, 종이, 중합체, 유리, 금속, 텍스타일(textile) 및 섬유를 포함하지만 이에 국한되지 않는 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함한다. 따라서, 물품(100)이 도 1 및 도 2의 실시양태들에서 직사각형으로 제시될지라도, 직사각형 물품의 예는 제한하고자 하는 것은 아니며, 실시양태들에는 다른 형상과 구조를 갖는 물품들이 포함된다. 또한, 예시된 실시양태에서, 물품(100)은 필수적인 것은 아닐지라도 속성상 실질적으로 평탄하다.
견고하거나 가요성일 수 있는 기재(102)는, 다양한 실시양태에서 하나 이상의 층들 또는 구성요소들로 형성될 수 있다. 기재(102)의 구조화의 다양성은, 다양한 실시양태들의 발광 물질들이 여러 유형의 물품들의 광대한 배열들과 결부되어 사용될 수 있으므로 너무 많아서 언급되지 않는다. 따라서, 단순하고 일체형인 기재(102)가 도 1에 예시되고 있을지라도, 기재(102)는 다양한 여러 구조를 가질 수 있는 것으로 이해된다. 예를 들면, 기재는 동일하거나 상이한 물질들의 복수의 층들 또는 섹션들을 포함하는 "복합체" 기재일 수 있다. 예를 들면, 비제한적으로, 기재는, 적층되거나 또는 함께 커플링되는 하나 이상의 플라스틱 층들 또는 섹션들 및 하나 이상의 종이 층들 또는 섹션들을 포함하여서 복합 기재를 형성할 수 있다(예컨대, 종이 층/플라스틱 층/종이 층 또는 플라스틱 층/종이 층/플라스틱 층 복합체 기재). 또한, 활성이 없는(inanimate) 고체 기재들이 본원에서 논의될지라도, "물품"은 또한 인간, 동물, 생체 샘플, 액체 샘플, 및 사실상 그 안 또는 위에 일 실시양태의 발광 물질이 포함될 수 있는 임의의 다른 대상 또는 물질을 포함할 수 있다.
특정 실시양태에 따라, 기재(102)는, 상기 기재(102)의 두께(112)를 가로질러, 제 1 표면(108) 및 상기 제 1 표면(108)에 대향하고 그와 평행한 제 2 표면(110)을 갖는다. 기재(102)는 또한 하나 이상의 기재 에지(104)에 의해 한정된다. 예를 들면, 직사각형 기재(102)를 포함하는 일 실시양태에서, 기재(102)는, 제 1 표면(108)의 폭(160)을 가로질러, 제 1 기재 에지(104) 및 상기 제 1 기재 에지(104)에 대향하고 그와 평행한 제 2 기재 에지(106)를 갖는다. 기재(102)는 또한 제 1 및 제 2 기재 에지(104, 106)에 수직인 제 3 기재 에지(208)(도 2), 및 제 1 표면(108)을 가로질러 상기 제 3 기재 에지(208)에 대향하고 그와 평행한 제 4 기재 에지(210)를 포함할 수 있다(도 2). 주요 축(170)은 본원에서 제 1 및 제 2 기재 에지(104, 106)에 수직이고 제 1 및 제 2 기재 표면(108, 110)과 평행한 방향으로 한정된다.
일 실시양태에 따라, 기재(102)는, 기재(102)를 포함하는 물질(들) 내에 또는 상기 기재 물질(들)의 하나 이상의 층들 내에 균등하게 또는 비균등하게 분산되어 있는(예컨대, 통합되어 있는) 하나 이상의 제 1 발광 "태건트"(예컨대, 기재 태건트(130))를 포함한다(예컨대, 기재가 복합체 기재인 경우). 예를 들면, 기재 태건트(들)(130)는 기재(102)의 형성 도중 다른 물질들과 혼합되어 있는 입자의 형태로 존재할 수 있다. 기재 태건트(130)가 입자 형태로 존재하는 경우, 상기 입자들은 일 실시양태에서 1 마이크론(micron) 내지 20 마이크론의 범위로 입자 크기를 가질 수 있지만, 상기 입자들은 물론 앞서 주어진 범위보다 작거나 또는 클 수 있다. (제시되어 있지 않은) 대안적 실시양태에서, 기재 태건트(들)는 기재(102)의 표면(예컨대, 표면(108 및/또는 110))에 적용되는(예컨대, 인쇄, 코팅, 분무 또는 달리 접착 또는 결합되는) 조성물(예컨대, 잉크 또는 다른 캐리어) 내에 포함될 수 있다. 일 실시양태에 따라, 기재 태건트(들)는 약 0.02 내지 0.4 중량%의 범위로 기재-적용된 조성물 또는 기재 물질들 내에 포함되지만, 상기 기재 태건트(들)는 물론 더 낮거나 또는 더 높은 %로 포함될 수 있다.
본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "태건트"는 다른 표적화된 광학 방사선에 의해 여기되는 경우 광학 에너지를 방출하는 하나 이상의 성분들을 포함하는 물질을 의미한다. 예를 들면, 태건트는 하나 이상의 유기 또는 무기 발광 유형의 화합물, 예컨대 안료, 염료, 착체 및/또는 킬레이트 조성물, 발광체(luminophore) 및 인광체(phosphor)(본원에서는 일괄적으로 "발광 물질" 또는 "발광 화합물"로서 지칭됨)를 포함할 수 있다. 본원에서 논의된 태건트의 실시양태들에서, 하나 이상의 발광 물질의 존재는 적절한 여기 에너지에 노출됨에 따라 인간의 눈에 의해 및/또는 전자 장비를 사용하여 검출 가능하다(예컨대, 인증 시스템(400), 도 4). 특정 태건트를 "여기시키기에"(즉, 검출 가능한 방출들을 생성시킬 수 있는 에너지 상태로 태건트의 방출 이온을 위치시키기에) 적절한 여기 에너지의 파장(들)은 흡수체(들)로서 기능하는 태건트 내의 특정 이온(들)에 의존한다. 예를 들면, 일부 흡수 이온들(예컨대, 크롬 및 다른 이온들)은 벌크의 가시 스펙트럼을 커버하는 여기 범위를 가질 수 있는 한편, 다른 흡수 이온들(예컨대, 네오디뮴 및 다른 이온들)은 가시 스펙트럼에서 및/또는 근적외선(near infrared, NIR) 범위에서 하나 또는 다수의 분명한 여기 범위를 가질 수 있다. 임의의 특정 검출 시스템과 결부되어제공되는 여기 에너지의 선택된 파장과 강도는 하나 이상의 요인들(예컨대, 눈 안정성, 열적 관리, 태건트 물질 양, 검출기 효능, 비용 등)에 의존할 수 있다. 일반적으로, 여기 에너지의 특성들을 특정화하는 데 있어서 다른 엔지니어링 및 다른 트레이트오프(tradeoff)가 고려된다.
일단 적절하게 여기되면, 태건트는 약 400 내지 약 2400 나노미터(nm)의 범위로 가시 및/또는 적외선 방사선을 방출할 수 있다. 이후 더욱 상세하게 기재되는 바와 같이, 발광 태건트 내로 혼용되는 발광 물질은 적어도 하나의 방출 이온 및 선택적으로 호스트 물질 내로 치환된 하나 이상의 감지 이온들을 포함한다. 이러한 발광 물질이 적절한 파장을 갖는 여기 에너지에 노출되는 경우, 여기 에너지는 방출 이온에 의해 직접적으로, 및/또는 선택적으로는 하나 이상의 감지 이온에 의해 및/또는 후속적으로 상기 에너지가 상기 방출 이온에 전달되는 호스트 물질에 의해 흡수될 수 있다. 여기 에너지가 흡수되는 방식에 관계없이, 발광 물질의 방출 이온은 특유의 특성들(예컨대, 특유의 스펙트럼 시그너쳐, 측정 가능한 붕괴 시간 상수 등)을 갖는 방출들을 생성시킨다. 더욱 특히는, 적절한 여기 에너지를 가한 후, 발광 물질은 전자기 스펙트럼의 가시광선 및/또는 적외선 부분 내의 하나 이상의 파장들에서 검출 가능한 방사선을 방출한다.
다수의 발광 물질들은 전자기 스펙트럼의 하나 이상의 "방출 대역들" 내에서 농축된 방출들을 생성시키며, 여기서 "방출 대역"은 본원에서 농축된 무시할 정도가 아닌(non-negligible)(예컨대, 검출 가능한) 방출들이 발광 물질의 하나 이상의 방출 이온들로부터 발생하는 파장의 연속 범위를 의미하는 것으로 정의된다. 임의의 특정 방출 이온에 있어서, "방출 대역"은, 그의 아래에서 이온에 대해 방출이 무시할 정도인 하위 파장, 및 그의 위에서 이온에 대해 방출들이 무시할 정도인 상위 파장에 의해 그의 한계가 정해진다. 예를 들면, 에르븀 이온들은 다수의 파장들에 집중된 방출 대역들에서의 방사선, 예컨대 약 980 nm 내지 약 1550 nm에 집중된 방출 대역들에서의 상대적으로 강한 방출을 방출할 수 있다.
물품(100)의 일 실시양태는 기재(102)의 제 1 표면(108)에 근접하게 위치하는 하나 이상의 비고유 특징부(120)를 포함한다. 또한, 물품(100)은 선택적으로 제 2 표면(110)에 근접하게 위치하는 하나 이상의 비고유 특징부(122)를 포함할 수 있다. 비록 단지 하나의 비고유 특징부(120, 122)가 각 표면(108, 110)에 근접하게 존재하는 것으로 제시되어 있을지라도, 하나 초과의 비고유 특징부가 표면(108, 110) 중 하나 또는 모두에 근접하게 존재할 수 있다.
본원에 사용되는 바와 같이, (예컨대, 기재(102)의) 용어 "표면에 근접하게"는, 표면에서 검출 가능하거나, 또는 상기 표면의 일부를 한정하는 특징부로서 포함되는 비고유 특징부로부터의 방출들을 갖도록 기재에 매립된 표면에 적용되는 것을 의미한다. 예를 들면, 표면에 "적용되는" 비고유 특징부는, 표면의 일부에 인쇄, 코팅, 분무되거나, 또는 달리 그에 접착 또는 결합되는 특징부, 예컨대 비고유 특징부(120, 122)를 포함할 수 있다. 이러한 비고유 특징부는 위치되는 표면 부분의 100%에 적용될 수 있거나, 또는 위치되는 표면 부분의 100% 미만을 커버하는 패턴으로 적용될 수 있다(예컨대, 10% 내지 30%, 또는 그 이상). 사용되는 적용 방법과 관계없이 그리고 이후 더욱 상세하게 기재되는 바와 같이, 비고유 특징부(120, 122) 및 적용 방법과 결부되어 사용된 임의의 물질들(예컨대, 접착제, 결합 물질 등)은, 여기 에너지를 기재 태건트(130)에 제공한 결과로서 생성되는 기재 방출들 또는 기재 태건트(130)를 여기시키고자 하는 여기 에너지를 전반적으로 차단, 흡수 또는 달리 약화시키지 않아야 한다. 반면, 기재 내에 "매립된(embedded)" 비고유 특징부는 안에 또는 위에 발광 물질이 포함되는 하나 이상의 견고한 또는 가요성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 매립된 비고유 특징부(예시되어 있지 않음)는 별도의 견고한 또는 가요성 기재, 보안 쓰레드(security thread) 또는 다른 유형의 구조의 형태로 구조화될 수 있다. "표면의 일부를 한정하는" 특징부로서 포함되는 비고유 특징부는 기재의 최상부 표면(예컨대, 표면(108))과 평면을 이루는(co-planar) 최상부 표면을 갖는 특징부를 포함한다. 특징부는 기재 물질을 통해 부분적으로 또는 기재 물질을 통해 모든 방식으로 연장될 수 있다. 후자의 경우, 비고유 특징부는 기재의 최하부 표면(예컨대, 최하부 표면(110))과 평면을 이루는 최하부 표면을 가질 수 있다. 단지 예시적인 목적으로, 본원의 설명에서는 기재(102)의 표면(108, 110)에 인쇄되는 특징부들을 논의한다. 그러나, 앞서 지적된 바와 같이, 이 예시적 실시양태들은 실시양태들을 인쇄된 것 또는 달리 표면-적용된 특징부들에만 국한시키고자 하는 것은 아니다.
비고유 특징부(120, 122)는 예컨대 하나 이상의 견고한 또는 가요성 물질을 포함하는 특징부 또는 인쇄된 특징부일 수 있다. 예를 들면, 비고유 특징부(120, 122)는 앞서 기재된 바와 같은 발광 물질을 포함하는 조성물(예컨대, 잉크, 안료, 코팅 또는 도료)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 표면-적용된 비고유 특징부(120)는 안에 또는 위에 발광 물질이 포함되는 하나 이상의 견고한 또는 가요성 물질을 포함할 수 있으며, 여기서 기재는 이어서 물품 기재(102)의 표면에 접착, 결합 또는 달리 부착된다. 다양한 실시양태들에 따라, 표면-적용된 비고유 특징부(120)는 약 1 마이크론 이상의 두께를 가질 수 있고, 표면-적용된 비고유 특징부(120)는 기재(102)의 폭과 길이보다 작거나 또는 이와 동일한 폭과 길이를 가질 수 있다.
일 실시양태에 따라, 비고유 특징부(120, 122)는, 비고유 특징부(120, 122)를 포함하는 물질(들) 내에 균등하게 또는 비균등하게 분산된 하나 이상의 제 2 발광 태건트들(예컨대, 비고유 특징부 태건트(132))을 포함한다. 예를 들면, 비고유 특징부 태건트(132)는, 비고유 특징부(120, 122)를 포함하는 물질의 형성 동안 다른 물질들과 혼합되는 입자들의 형태로 존재할 수 있다. 비고유 특징부 태건트(132)는 비고유 특징부(120, 122) 내에서 예컨대 비고유 특징부 태건트(132)의 입자들을 비고유 특징부(120, 122)를 위한 베이스 물질(예컨대, 잉크 등) 내에 혼합시킴으로써 통합될 수 있다. 비고유 특징부 태건트(132)가 입자 형태로 존재하는 경우, 입자들은 일 실시양태에서 1 마이크론 내지 20 마이크론의 범위로 입자 크기를 가질 수 있지만, 상기 입자들은 물론 앞서 주어진 범위보다 작거나 또는 클 수 있다. 일 실시양태에 따라, 비고유 특징부 태건트(들)는 약 0.2 내지 30 중량%의 범위로 비고유 특징부 물질들 내에 포함되지만, 상기 비고유 특징부 태건트(들)는 물론 더 낮거나 또는 더 높은 %로 포함될 수 있다.
비고유 특징부(120, 122)는 단지 각 표면(108, 110)의 일부에만 근접하게 존재한다. 즉, 표면(108) 및/또는 표면(110)의 적어도 일부에는 임의의 비고유 특징부(120, 122)가 없다(또는 존재하지 않는다). 비고유 특징부가 존재하지 않는 표면(108, 110)의 부분은 본원에서 물품의 "기재-단독 구역(substrate-only region)"으로서 지칭된다. 반면, 비고유 특징부가 존재하는 표면(108, 110)의 부분은 본원에서 물품의 "비고유 특징부 구역"으로서 지칭된다. 예를 들면, 구역(164 및 184)은 물품(100)의 비고유 특징부 구역에 해당한다.
(예시되어 있지 않음) 대안적인 실시양태에서, 비고유 특징부 태건트(132)는 복합체 기재의 외부 층(예컨대, 기재의 플라스틱 층 또는 외부 종이) 내에 포함될 수 있다. 이러한 일 실시양태에서, (예컨대, 주요 축(170)에 수직인 방향으로) 기재의 전체 폭을 가로질러 연장되는 외부 층 내의 갭(gap)은 기재 태건트(130)로부터만의 방출이 상기 갭 위에서 검출 가능하게 한다. 따라서, 갭을 포함하는 기재의 부분은 "기재-단독 구역"에 해당하며, 다른 모든 부분들은 "비고유 특징부 구역"에 해당한다.
일 실시양태에 따라, 기재 태건트(130)는, 기재 태건트(130)를 포함하는 기재(102)의 부분이 적절한 파장의 여기 에너지(본원에서 "기재 여기 에너지"로서 지칭됨)에 노출되는 경우, 적어도 하나의 방출 대역(본원에서 "기재 방출 대역"으로서 지칭됨)에서 방출(본원에서 "기재 방출"로서 지칭됨)을 생성시킨다. 또한, 비고유 특징부 태건트(132)는, 비고유 특징부 태건트(132)를 포함하는 비고유 특징부(120, 122)가 적절한 파장의 여기 에너지(본원에서 "비고유 특징부 여기 에너지"로서 지칭됨)에 노출되는 경우, 적어도 하나의 방출 대역(본원에서 "비고유 특징부 방출 대역"으로서 지칭됨)에서 방출(본원에서 "비고유 특징부 방출"로서 지칭됨)을 생성시킨다. 예를 들면, 물품(100)의 기재-단독 구역(162, 166, 182, 186)에 적절한 여기 에너지가 제공되는 경우, 기재 태건트(130)는 적어도 하나의 기재 방출 대역에서 기재 방출들을 생성시킬 수 있다.
비고유 특징부(120, 122)는 비고유 특징부(120, 122)가 기재 태건트(130)를 여기시키기에 적절한 파장에서 여기 에너지를 전체적으로 차단, 흡수 또는 달리 약화시키지 않는 방식으로 구조화된다. 또한, 비고유 특징부(120, 122)는, 비고유 특징부(120, 122)가 기재 태건트(130)에 적절한 여기 에너지를 제공한 결과로서 생성되는 기재 방출들을 전체적으로 차단, 흡수 또는 달리 약화시키지 않는 방식으로 구조화된다. 따라서, 물품(100)의 비고유 특징부 구역(164, 184)에서, 여기 에너지는 인증 태건트(132) 및 하위 기재 태건트(130) 둘다에 제공될 수 있고, 기재(102)의 표면(108, 110) 위의 방출들은 인증 태건트(132) 및 기재 태건트(130) 둘다로부터 관찰 가능할 수 있다.
일 실시양태에 따라, 기재 방출 대역 및 비고유 특징부 방출 대역은 중첩 방출 대역(또한 본원에서 "혼동된 방출 대역"으로서 지칭됨)에서 적어도 부분적으로 서로 중첩시킨다. 따라서, 비고유 특징부 구역(164, 184)에서, 기재 방출 및 비고유 특징부 방출은 중첩 방출 대역에서 조합되어서 혼동된 방출을 생성시킨다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "혼동된 방출(confounded emission)"은 중첩 방출 대역에서 저어도 2개의 태건트로부터 나오는 방출들의 조합을 의미하며, 여기서 상기 혼동된 방출들은 개별적으로 취한 태건트들 중 하나 또는 둘다의 방출 특성들로부터 구별 가능한(즉, 그와 상이한) 방출 특성들을 갖는다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 서로 "구별 가능한" 또는 "상이한" 방출 특성들은 방출들의 일부 측정 가능한 성질에서 (인간 또는 기계에 의해 감지되는 바와 같이) 감지 가능하게 상이하다. 예를 들면, 방출 특성들은 방출 강도(또는 통합된 강도), 일시적 특성들(예컨대, 방출 붕괴 시간 상수, 방출 상승 시간 상수), 분지화 비율(예컨대, 다중 대역들에서의 통합된 강도의 비율), 다른 대역에서 다른 이온으로의 에너지 전달 및 그로부터의 방출, 또는 이러한 방출 특성들의 조합에서 서로 구별 가능할 수 있다. 예를 들면, 서로 "감지 가능하게" 상이한 방출 성질들은 일 실시양태에서 적어도 5% 상이하다. 다른 실시양태에서, 서로 "감지 가능하게" 상이한 방출 성질들은 일 실시양태에서 적어도 10% 상이하다. 또다른 실시양태에서, 서로 "감지 가능하게" 상이한 방출 성질들은 일 실시양태에서 적어도 50% 상이하다. 또다른 실시양태에서, 서로 "감지 가능하게" 상이한 방출 성질들은 일 실시양태에서 적어도 100% 상이하다. 검출 시스템의 능력, 태건트 및 물품을 생성시키는 데 있어서 공정 제어의 정도, 물품들 및 그들의 특징부들의 마모 및 손상에 대한 복원성(resilience), 및 다른 요인들은 "감지 가능하게" 상이한 것으로 간주되는 % 범위를 결정할 수 있다.
예를 들면, 물품(100)의 비고유 특징부 구역(164, 184)이 기재 태건트(130) 및 비고유 특징부 태건트(132) 둘다로부터 방출들을 생성시키기에 충분한 여기 에너지에 노출되는 경우, 기재 태건트(130)로부터의 기재 방출들 및 비고유 특징부 태건트(132)로부터의 비고유 특징부 방출들은 노출된 표면(예컨대, 표면(108, 110))로부터 나온다. 앞서 설명한 바와 같이, 비고유 특징부 방출들 및 기재 방출들은 적어도 부분적으로 서로 중첩하는 기재 방출 대역 및 비고유 특징부 방출 대역에서 발생한다. 따라서, 비고유 특징부 방출들 및 기재 방출들로부터의 성분들을 포함하는 혼동된 방출들은 중첩 방출 대역 내의 비고유 특징부 구역(164, 184)에서 생성된다. 혼동된 방출들은, 개별적으로 취한, 기재 태건트(130)로부터의 기재 방출들 및 비고유 특징부 태건트(132)로부터의 비고유 특징부 방출들인 방출 특성들을 갖는다. 기재-단독 구역(162, 166, 182, 186)에서 기재 태건트(130)의 여기로부터 생성된 기재 방출들은 비고유 특징부 구역(164, 184)에서의 혼동된 방출들과 구별 가능하지만, 상기 기재 및 혼동된 방출들은 중첩 방출 대역 내에서 발생할 수 있다. 이후 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 적절하게 구조화된 인증 시스템(예컨대, 인증 시스템(400), 도 4)을 사용하여, 적어도 하나의 기재-단독 구역(162, 166, 182, 186)으로부터 나오는 방출들 및 적어도 하나의 비고유 특징부 구역(164, 184)으로부터 나오는 방출들은 중첩 방출 대역에 상응하는 검출 채널 내에서 검출될 수 있다. 이들 방출은 상기 방출들이 서로 구별 가능한 방출 특성들(예컨대, 기재 방출들 및 혼동된 방출들에 각각 상응하는 특성들)을 갖는 지를 결정하도록 분석될 수 있다.
일 실시양태에 따라, 기재 태건트(130) 및 비고유 특징부 태건트(132)는, 적어도 혼동된 방출 대역 내에서, 기재 방출 및 조합된 기재/비고유 특징부 방출들이 서로 감지 가능하게 상이한 방출 특성들을 갖도록 선택된다(비록 이들 방출들 일부는 중첩 방출 대역들에서 발생할지라도). 예를 들면, 혼동된 방출 대역 내에서, 기재 태건트(130)는 제 1 방출 강도(또는 통합된 방출 강도)를 가질 수 있고, 비고유 특징부 태건트(132)는 상기 제 1 방출 강도와 상이하거나 또는 상이하지 않을 수 있는 제 2 방출 강도(또는 통합된 방출 강도)를 가질 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 기재 태건트(130)는 제 1 붕괴 시간 상수를 가질 수 있고, 비고유 특징부 태건트(132)는 상기 제 1 붕괴 시간 상수와 상이하거나 또는 상이하지 않을 수 있는 제 2 붕괴 시간 상수를 가질 수 있다. 기재 태건트(130) 및 비고유 특징부 태건트(132)로부터의 방출들이 조합되는 경우, 조합된 방출들(즉, 혼동된 방출들)은 단독으로 취한 기재 방출들과 감지 가능하게 상이하다. 예를 들면, 혼동된 방출들은 기재-단독 방출들의 방출 강도보다 감지 가능하게 큰 방출 강도(또는 통합된 방출 강도)를 가질 수 있다. 더욱 특히는, 비고유 특징부 구역(예컨대, 구역(164))으로부터 나오는 혼동된 방출 대역 내의 방출들은 기재-단독 구역(예컨대, 구역(162))으로부터 나오는 혼동된 방출 대역 내의 방출들보다 감지 가능하게 높은 방출 강도(또는 통합된 강도)를 가질 수 있다. 또다른 예로서, 혼동된 방출들은 기재-단독 방출들의 붕괴 시간 상수보다 감지 가능하게 크거나 또는 그보다 작은 붕괴 시간 상수를 가질 수 있다. 다른 방출 특성들도 물론 상이할 수 있다.
기재-단독 및 비고유 특징부 구역들을 위한 혼동된 방출 대역 내의 상이한 방출 특성들은 다양한 실시양태들에서 임의의 다수의 방식으로 달성될 수 있다. 예를 들면, 기재 태건트(130)는 혼동된 방출 대역 내의 기재 방출들을 생성시키는 제 1 방출 이온을 포함할 수 있고, 비고유 특징부 태건트(132)는 혼동된 방출 대역 내의 비고유 특징부 방출들을 생성시키는 (상이한) 제 2 방출 이온을 포함할 수 있다. 대안적 실시양태들에서, 태건트(130, 132)가 상이한 특성들을 갖는 방출들을 상기 태건트(130, 132)가 생성시키게 하는 다른 방법들로 상이할지라도, 기재 태건트(130) 및 비고유 특징부 태건트(132)는 동일한 방출 이온을 포함할 수 있다. 예를 들면, 방출 이온은 제 1 도핑 밀도에서 기재 태건트(130) 내에 포함될 수 있고, 상기 방출 이온은 상기 제 1 도핑 밀도와 상이한(예컨대, 이보다 높은) 제 2 도핑 밀도에서 비고유 특징부 태건트(132) 내에 포함될 수 있다. 제 1 및 제 2 도핑 밀도들에서의 차이는, 선택된 이온과 호스트 물질에 의존하여, 상대적으로 작거나(예컨대, 5%만큼 낮거나) 또는 클 수 있다(예컨대, 100% 또는 그 이상). 제 1 및 제 2 도핑 밀도들에서의 차이와 관계없이, 상기 차이는 감지 가능하게 상이한 방출 특성들을 생성시키는 데 충분해야 한다.
방출 이온이 기재 및 비고유 특징부 태건트(130, 132)에서 동일한 다른 실시양태에서, 기재 태건트(130)는 방출 이온이 혼입되어 있는 제 1 호스트 물질을 포함할 수 있고, 비고유 특징부 태건트(132)는 방출 이온이 혼입되어 있는 제 2 호스트 물질을 포함할 수 있으며, 여기서 상기 제 1 및 제 2 호스트 물질들은 동일한 방출 이온으로부터의 상이한 방출 특성들을 생성시키도록 서로 상이하다. 이러한 일 실시양태에서, 예를 들면, 방출 이온은 제 1 호스트 격자 내로 치환되어서 기재 태건트(130)를 생성시킬 수 있고, 방출 이온은 상이한 제 2 호스트 격자 내로 치환되어서 비고유 특징부 태건트(132)를 생성시킬 수 있다. 또다른 실시양태에서, 방출 이온 및 호스트 물질은 기재 및 비고유 특징부 태건트(130, 132) 둘다에서 동일할 수 있다. 그러나, 태건트(130, 132)가 실질적으로 동일할지라도(동일한 스펙트럼 및 일시적 시그너쳐를 가짐이 포함됨), 비고유 특징부 구역들(예컨대, 구역(164))에서 태건트들의 증가된 양은 기재 태건트(130) 단독으로부터의 방출들과 감지 가능하게 상이한 혼동된 방출들을 생성시키기에 충분할 수 있다.
일 실시양태에 따라, 추가 인증 기준으로서, 물품(100)은, 적절한 여기 에너지에 노출되는 경우 기재 방출들 및 비고유 특징부 방출들과 연관된 혼동된 방출 대역을 중첩시키지 않는 적어도 하나의 방출 대역 내의 방출들을 생성시키는 제 3 발광 태건트(134)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 이후 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 기재 태건트 또는 비고유 특징부 태건트는 이러한 비중첩 특성들을 갖는 방출들을 생성시킬 수 있다. 제 3 발광 태건트(134)가 포함되는 일 실시양태에서, 상기 제 3 발광 태건트(134)는 비중첩 방출들과 연관된 적어도 하나의 방출 이온을 포함하며, 이 방출 이온은 기재 및 비고유 특징부 방출들과 연관된 방출 이온(들)과 상이할 수 있다. 일 실시양태에 따라, 기재 및 비고유 특징부 태건트(130, 132)와 연관된 혼동된 방출 대역 및 제 3 태건트(134)와 연관된 비중첩 방출은 파장에서 충분하게 분리되어서, 상기 연관된 발광 물질들의 방출 성질들을 측정하기 위하여 상이한 유형 또는 부류의 광검출기들이 사용된다. 대안적 실시양태에서, 혼동된 및 비중첩 방출 대역들은 서로 충분하게 근접할 수 있어서, 사용되는 동일한 유형 또는 부류의 광검출기가 여러 대역들 내의 방출들을 측정할 수 있게 한다.
제 3 태건트(134) 및 이와 연관된 방출들과 기재 태건트(130), 비고유 특징부 태건트(132) 및 이와 연관된 방출들을 구별하는 목적으로, 제 3 태건트(134)는 본원에서 "보충 태건트"(134)로서 지칭될 것이고, 그의 방출들은 "보충 방출"로서 지칭될 것이다. 유사하게, 보출 방출들을 유인하기 적절한 파장을 갖는 여기 에너지는 본원에서 "보충 태건트 여기 에너지"로서 지칭된다. 보충 태건트 여기 에너지는 다양한 실시양태들에서 기재 및/또는 비고유 특징부 여기 에너지(들)과 실질적으로 동일하거나 상이할 수 있다. 최종적으로, 보충 태건트(134)로부터의 방출들이 생성될 수 있는 비중첩 방출 대역은 본원에서 "보충 방출 대역"으로서 지칭된다. 보충 방출 대역에서 방출들을 생성시키는 것에 덧붙여, 보충 태건트(134)도 물론 비고유 특징부 및/또는 기재 방출 대역들을 중첩시키는 방출들을 생성시킬 수 있는 것으로 이해된다.
보충 태건트(134)는, 일 실시양태에서 1 마이크론 내지 20 마이크론의 범위로 입자 크기를 가질 수 있는 입자의 형태로 존재할 수 있지만, 상기 입자는 물론 앞서 주어진 범위보다 작거나 클 수 있다. 일 실시양태에서, 보충 태건트(134)는, 도 1 및 2에서 제시된 바와 같이, 비고유 특징부(120, 122)로부터 본질적이지 않은 보충 특징부(124, 126)(예컨대, 인쇄된 특징부, 매립된 특징부, 보안 쓰레드 등)를 포함하는 물질(들) 내에 균등하게 또는 비균등하게 분산될 수 있다. 단지 보충 특징부(124, 126)만이 도 1에서 각 표면(108, 110)에 근접하게 존재하는 것으로 제시되어 있지만, 하나 초과의 보충 특징부가 표면(108, 110)에 근접하게 존재할 수 있음이 이해된다.
각 보충 특징부(124, 126)는, 비고유 특징부(120, 122)가 근접하게 존재하는 기재 표면(108, 110)의 일부와 상이한 기재 표면(108, 110)의 일부에 근접하게 존재할 수 있다. 예를 들면, 도 1 및 2에 제시된 바와 같이, 보충 특징부(124, 126)는 주요 축(170)을 따른 방향으로 비고유 특징부(120, 122)와 부분적으로 구별된다. 이러한 일 실시양태에서, 도 2에 제시된 바와 같이, 인증 시스템은 비고유 특징부(120) 및 제 1 미리-한정된 트랙(220)을 따른 보충 특징부(124) 모두를 여기시키고 검출하고자 시도할 수 있다. 대안적으로, 보충 특징부(202)는 주요 축(170)에 수직인 방향으로 비고유 특징부(120)와 부분적으로 구별될 수 있다. 이러한 일 실시양태에서, 인증 시스템은 제 1 미리-한정된 트랙(220)을 따른 보충 특징부(124)를 여기시키고 검출하고자 시도할 수 있고, 상기 인증 시스템은 제 1 미리-한정된 트랙(220)에 평행하게 존재하지만 이와 부분적으로 분리되는 제 2 미리-한정된 트랙(222)을 따른 보충 특징부(202)를 여기시키고 검출하고자 시도할 수 있다. 또다른 실시양태에서, 보충 특징부(204)는 주요 축(170)의 방향 및 주요 축(170)에 수직인 방향 둘다로 비고유 특징부(120)와 부분적으로 구별될 수 있다.
대안적 실시양태에서, 보충 특징부는 비고유 특징부(120, 122)로서 기재 표면(108, 110)의 동일한 부분에 근접하게 존재할 수 있다. 예를 들면, 보충 특징부는 비고유 특징부 위에 또는 아래에 적용될 수 있거나, 보충 특징부는 (스트라이프(stripe), 동심원 형상 등을 포함하는) 비고유 특징부가 개입되어 있는(interleave) 방식으로 적용될 수 있다.
다른 대안적 실시양태에서, 보충 태건트(134)는 비고유 특징부(120, 122)를 포함하는 물질(들) 내에 균등하게 또는 비균등하게 분산될 수 있다. 이러한 일 실시양태에서, 비고유 특징부 태건트(132) 및 보충 태건트(134)는 실제적으로 동일한 태건트(본원에서 "다중 대역 특징부 태건트(multiple band feature taggant)"로서 지침됨)일 수 있다. 예를 들면, 다중 대역 특징부 태건트는 비고유 특징부 방출과 연관된 방출 이온(들) 및 보충 방출들과 연관된 방출 이온(들) 둘다를 갖는 호스트 물질을 포함할 수 있다. 대안적으로, 호스트 물질은 비고유 특징부 방출들 및 보충 방출들 둘다에 기여하는 방출 이온을 포함할 수 있다. 다른 실시양태에서, 예를 들면, 비고유 특징부 방출들 및 보충 방출들과 연관된 방출 이온들은 상이한 호스트 물질들 내로 치환될 수 있지만, 둘다의 물질들은 다중 대역 특징부 태건트 내에 포함된다.
다른 대안적 실시양태에서, 보충 태건트(134)는 기재(102)를 포함하는 물질(들) 내에 균등하게 또는 비균등하게 분산될 수 있다. 이러한 일 실시양태에서, 기재 태건트(130) 및 보충 태건트(134)는 실제적으로 동일한 태건트(본원에서 "다중 대역 기재 태건트"로서 지칭됨)일 수 있다. 예를 들면, 단일 다중 대역 기재 태건트는 기재 방출들과 연관된 방출 이온(들) 및 보충 방출들과 연관된 방출 이온(들) 둘다를 포함할 수 있다. 일 실시양태에서, 예를 들면, 기재 방출들 및 보충 방출들과 연관된 방출 이온들은 동일한 호스트 물질 내로 치환될 수 있다. 다른 실시양태에서, 예를 들면, 기재 방출들 및 보충 방출들과 연관된 방출 이온들은 상이한 호스트 물질들 내로 치환될 수 있지만, 둘다의 물질들은 다중 대역 기재 태건트 내에 포함된다.
일 실시양태에 따라, 기재 여기 에너지 및 비고유 특징부 여기 에너지는 실질적으로 동일할 수 있다(예컨대, 실질적으로 동일한 파장에서). 이러한 일 실시양태에서, 단일 여기 에너지 발생기(예컨대, 발생기들 중 하나(404), 도 4)는 기재 및 비고유 특징부 여기 에너지를 제공하도록 사용될 수 있다. 대안적으로, 상이한 여기 에너지 발생기들이 사용될 수 있으며, 여기서 각 여기 에너지 발생기는 동일한 여기 에너지를 생성시키지만, 상기 에너지는 부분적으로 분리된 물리적 트랙들(예컨대, 트랙(220, 222), 도 2)에 가해진다(direct). 대안적 일 실시양태에서, 기재 여기 에너지 및 비고유 특징부 여기 에너지는 서로 다를 수 있다(예컨대, 상이한 파장에서). 이러한 일 실시양태에서, 다중 여기 에너지 발생기들(예컨대, 발생기들 중 하나(404), 도 4)는 (예컨대, 동일한 또는 부분적으로 분리된 트랙들을 따라) 기재 및 비고유 특징부 여기 에너지를 제공하도록 사용될 수 있다.
일 실시양태에 따라, 보충 태건트 여기 에너지는 기재 및/또는 비고유 특징부 여기 에너지와 실질적으로 동일할 수 있다. 다른 실시양태에서, 보충 태건트 여기 에너지는 기재 여기 에너지 및 비고유 특징부 여기 에너지 둘다와 상이할 수 있다.
물품 배향을 결정하는 데 또다른 인증 기준으로서 및/또는 이에 사용하기 위해(예컨대, 분류를 위해 또는 다른 목적으로), 인증 시스템은 기재(102)의 표면(108, 110) 상의 위치(들)를 결정할 수 있으며, 여기서 혼동된 방출들이 검출된다. 인증 시스템은 임의의 다중 가능한 배향들로 인증되는 물품(예컨대, 물품(102))을 수용할 수 있다. 예를 들면, 물품은 제어 가능한 및 공지된 방향으로 그의 주요 축(예컨대, 주요 축(170))을 갖는 인증 시스템에 제공될 수 있다. 그러나, 무품은 인증 시스템에 대하여 공지된 배향으로 제공될 수 없다. 예를 들면, 도 1 및 2에 지적된 바와 같은 실시양태에서, 물품(100)은 4개의 배향들 중 임의의 것으로 인증 시스템에 제시될 수 있다. 예를 들면, 물품(100)은 상향 또는 하향하는 표면(108)에 제시될 수 있다. 또한, 물품(100)은 "입사(incident)" 에지인 기재 에지(104 또는 106)에 제시될 수 있다(즉, 인증 시스템에 최초로 제시되는 에지, 또는 인증 시스템이 그의 여기 및 검출 과정들을 초기화하는 에지).
단일-측부(single-sided) 인증 시스템은 물품의 오직 하나의 측부 상에서 비고유 특징부들을 검출하는 시도를 한다. 따라서, 이러한 시스템이 물품의 배향을 결정할 수 있다면, 상기 물품의 특징부들은 이러한 결정을 가능하게 하도록 구조화되어야 한다. 일 실시양태에 따라, 비고유 특징부(120, 122)는 물품(100)의 표면(108, 110) 둘다에 근접하게 존재하여서, 단일-측부 인증 시스템이 상기 시스템을 통하는 단일 통과 도중 적어도 하나의 비고유 특징부(120, 122)를 관찰할 수 있도록 보장한다. 또한, 비고유 특징부(120, 122)의 위치는 단일-측부 인증 시스템을 사용하여 물품 배향에 관하여 명확한 결정을 가능하게 한다. 더욱 특히는, 비고유 특징부(120, 122)의 위치는 표면(108 또는 110)이 분석되는 결정을 가능하게 하고, 표면 에지(104 또는 106)가 입사 에지임을 지적한다.
이중-측부(double-sided) 인증 시스템은 물품의 측부 둘다 상에서 비고유 특징부들을 검출하는 시도를 할 수 있다. 따라서, 이중-측부 인증 시스템은, 심지어 비고유 특징부(예컨대, 비고유 특징부(120))를 포함하는 물품이 단일 표면(예컨대, 표면(108)에만 근접하게 존재하는 일 실시양태에서조차도, 물품의 배향을 (예컨대, 물품이 상향 또는 하향하는 지에 대하여) 적어도 부분적으로 결정할 수 있다. 그러나, 이러한 시스템이 물품의 배향을 (예컨대, 기재 에지(104)가 왼쪽 또는 오른쪽인 지에 대하여) 명확하게 결정할 수 있다면, 물품의 특징부들은 이러한 결정을 가능하게 하도록 구조화되어야 한다. 다신 한번, 일 실시양태에 따라, 심지어 단일 비고유 특징부(120)의 위치는 이중-측부 인증 시스템을 사용하여 물품 배향에 대하여 명확한 결정을 가능하게 한다. 더욱 특히는, 하나 이상의 비고유 특징부(120, 122)는 표면(108, 110)이 상향하는 결정을 가능하게 하고, 기재 에지(104 또는 106)가 입사 에지인 것을 지적한다. 이중-측부 인증 시스템에 대한 배향 분석이 단일-측부 인증 시스템에 대한 배향 분석보다 더욱 단순할 수 있고, 단일-측부 인증 시스템에 대한 배향 분석은 다양한 실시양태들을 완전하게 예시하기 위하여 이후 논의된다. 당업계 숙련자라면 이중-측부 인증 시스템에 적용하는 분석을 단순화시키는 방법을 이해할 것이다.
앞서 언급된 바와 같이, 인증 시스템은 미리-한정된 검출 트랙(예컨대, 트랙(220, 222), 도 2)을 따라 물품 표면에 여기 에너지를 제공하여서, 입사 에지로부터 "트레일링(trailing) 에지(즉, 인증 시스템까지 지속되게 제시된 에지, 또는 인증 시스템이 그의 여기 및 검출 과정들을 종결시키는 에지)까지 연장시킨다. 또한, 인증 시스템은 미리-한정된 검출 트랙(예컨대, 트랙(220, 222), 도 2)을 따라 여기 에너지로부터 생성되는 방출들을 검출하고자 시도하며, 이는 미리-한정된 여기 트랙과 동일 선상에 존재한다(collinear). 따라서, 물품(100)이 인증 시스템에 제시되는 배향에 따라, 이중-측부 물품(예컨대, 물품(100))에 대하여, 여기 및 검출 활동들은, 1) 화살표(190)에 의해 지적되는 바와 같이, 입사 기재 에지(104)로부터 시작하여 트레일링 기재 에지(106)를 향하여 이동하는 물품(100)의 제 1 표면(108)을 가로질러 진행함으로써, 2) 화살표(192)에 의해 지적되는 바와 같이, 입사 기재 에지(106)로부터 시작하여 트레일링 기재 에지(104)를 향하여 이동하는 물품(100)의 제 1 표면(108)을 가로질러 진행함으로써, 3) 화살표(194)에 의해 지적되는 바와 같이, 입사 기재 에지(104)로부터 시작하여 트레일링 기재 에지(106)를 향하여 이동하는 물품(100)의 제 2 표면(110)을 가로질러 진행함으로써, 4) 화살표(190)에 의해 지적되는 바와 같이, 입사 기재 에지(104)로부터 시작하여 트레일링 기재 에지(106)를 향하여 이동하는 물품(100)의 제 2 표면(110)을 가로질러 진행함으로써, 미리-한정된 여기 트랙을 횡단할 수 있다.
일 실시양태에 따라, 진짜 물품에서, 기재(102)의 제 1 측부(108)에 근접하는 비고유 특징부(120)는 제 1 기재 에지(104)로부터 공지된 제 1 거리(163)에 존재하는 제 1 특징부 에지(140)를 갖는다. 또한, 비고유 특징부(120)는 제 2 기재 에지(106)로부터 공지된 제 2 거리(167)에 존재하는(또는 제 1 기재 에지(104)로부터 공지된 거리에 존재하는) 제 2 특징부 에지(142)를 갖는다. 제 1 거리(163)와 제 2 거리(167)는 일 실시양태에서 서로 상이하지만, 이들은 다른 실시양태에서는 실질적으로 동일할 수 있다. 추가 실시양태에 따라, 기재(102)의 제 2 측부(110)에 근접하는 비고유 특징부(122)는 제 1 기재 에지(104)로부터 공지된 제 3 거리(183)에 존재하는 제 3 특징부 에지(144)를 갖는다. 또한, 비고유 특징부(122)는 제 2 기재 에지(106)로부터 공지된 제 4 거리(187)에 존재하는(또는 제 1 기재 에지(104)로부터 공지된 거리에 존재하는) 제 4 특징부 에지(146)를 갖는다. 제 1 거리(163), 제 2 거리(167), 제 3 거리(183) 및 제 4 거리(187)은 일 실시양태에서 서로 상이하지만, 상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 거리들(163, 167, 183, 187)의 일부 또는 그들 모두는 다른 실시양태에서는 실질적으로 동일할 수 있다.
일 실시양태에 따라, 인증 시스템은 표면(예컨대, 표면(108 또는 110))으로부터 나오는 혼동된 방출이 검출되는 위치를 결정함으로써 입사 에지(예컨대, 기재 에지(104 또는 106))에 대하여 비고유 특징부(예컨대, 비고유 특징부(120 또는 122))의 위치를 결정할 수 있다. 진짜 물품에 대하여, 위치 결정은 비고유 특징부(예컨대, 비고유 특징부(120 또는 122))가 입사 기재 에지(예컨대, 기재 에지(104 또는 106))로부터 제 1, 제 2, 제 3 또는 제 4 거리(163, 167, 183, 187)에 위치하는 지를 지적한다. 예를 들면, 인증 시스템이 입사 에지(즉, 에지(104))로부터의 제 1 거리(163)에 비고유 특징부가 위치하는 지를 결정하는 경우, 인증 시스템은 물품이 도 1에서 제시된 배향으로 존재하는 것으로 결정한다. 유사하게, 인증 시스템이 입사 에지(즉, 에지(104 또는 106))로부터의 제 2, 제 3 또는 제 4 거리(167, 183, 187)에 비고유 특징부가 위치하는 지를 결정하는 경우, 인증 시스템은 물품이 다른 3개의 가능한 배향들 중 하나로 존재하는 것으로 결정한다.
물품의 배향을 결정하는 목적으로 비고유 특징부의 위치를 검출하는 것에 덧붙여, 인증 시스템은 또한 검출된 비고유 특징부가 예측된 위치에 존재하는 지를 결정하여서, 물품의 진위의 추가 척도를 제공할 수 있다. 더욱 특히는, 비고유 특징부가 검출되지만, 이것이 입사 에지로부터 제 1, 제 2, 제 3 또는 제 4 거리(163, 167, 183, 187)에 위치하지 않는 경우, 인증 시스템은 물품이 진짜가 아닌 것으로 결정할 수 있다.
상기 설명은 물품 배향이 비고유 특징부의 결정된 위치에 기초하여 결정되는 실시양태들을 논의하고 있지만, 물품 배향은 물론 대안적으로 보충 특징부(예컨대, 보출 특징부(124, 126)의 결정된 위치에 기초하여 결정될 수 있다. 또한, 보출 특징부의 위치의 결정은 물품 진위의 추가 척도로서 사용될 수 있다.
기재(102), 비고유 특징부(120, 122), 보충 특징부(124, 126) 및 입자(130, 132, 134)는 도 1에서 비례적이지(scale) 않을 수 있다. 물품(100)이 표면-적용된 비고유 및 보충 특징부들(120, 122, 124, 126)을 포함하도록 예시될지라도, 다른 물품은 매립된 비고유 및 보충 특징부들, 및 표면-적용된 비고유 및 보충 특징부들 중 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 최종적으로, 오직 단일 비고유 특징부(120, 122) 및 단일 보충 특징부(124, 126)가 도 1에서 기재(102)의 각 표면(108, 110)에 제시되어 있을지라도, 물품은 기재(102)의 각 표면(108, 110)에 하나 초과의 비고유 특징부(120, 122) 및/또는 보충 특징부(124, 126)를 포함할 수 있다.
예시적인 발광 물질들이 기재될 것이며, 이는 본원에서 논의된 다양한 실시양태들에서 사용된 태건트들에서의 발광 물질들로서 포함될 수 있다. 일 실시양태에 따라, 발광 태건트에서 사용하기 적합한 발광 물질은 호스트 물질(예컨대, 호스트 결정 격자, 유리 등) 및 하나 이상의 방출 이온들(즉, 호스트 물질 내에 혼합 또는 치환된 방출 이온(들))을 포함한다. 발광 물질은 또한 물론 다른 물질들(예컨대, 하나 이상의 감지 이온들)을 포함할 수 있지만, 이러한 다른 물질들은 본원에서 상세하게 논의되고 있다.
발광 물질 내의 방출 이온은 단일 방출 대역 또는 다중 방출 대역들에서 검출 가능한 방출들을 그 특징으로 할 수 있다. 임의의 특정 방출 대역에서의 방출 강도는 호스트 물질에서 방출 이온의 %(예컨대, 호스트 결정 격자 물질의 경우, 도핑 또는 치환 %)와 직접 관련될 수 있다. 더욱 특히는, 방출 강도는 호스트 물질에서 방출 이온의 상대적으로 낮은 %에 대해 상대적으로 낮을 수 있고, 호스트 물질에서 방출 이온의 상대적으로 높은 %에 대해 상대적으로 높을 수 있다.
후속적인 방사선에 대한 에너지를 수용하기 위해 방출 이온을 위한 적어도 3개의 메커니즘이 존재한다. 예를 들면, 방출 이온은 여기 에너지를 직접적으로 흡수할 수 있으며, 이후에 방출 이온은 흡수된 에너지의 적어도 일부를 (전형적으로는, 여기 에너지로부터의 여러 더 긴 파장에서) 방사시킬 수 있다. 대안적으로, 호스트 물질 또는 그의 이온(예컨대, 바나데이트 이온)은 여기 에너지를 직접 흡수할 수 있고, 방출 이온에 에너지를 전달할 수 있다. 다른 상황에서, 호스트 물질은, 방출 이온에 의해 치환될 수 있는 하나 이상의 "호스트 물질 이온", 및 선택적으로는 여기 에너지를 흡수하고 생성된 에너지를 상기 방출 이온들에 전달할 수 있는 하나 이상의 감지 이온을 함유할 수 있다. 호스트 물질 흡수가 대부분의 경우에 특별히 유용하지 않을지라도, 일부 경우에는 호스트 물질 흡수가 유용할 수 있다. 더욱 전형적으로는, 전이금속 이온(예컨대, 크로뮴) 또는 희토류 금속이온(예컨대, 에르븀)이 감지 이온으로서 사용된다. 이들 요소들은 또한 방출 이온으로서 작용할 수 있거나, 또는 이들은 또한 다른 이온(예컨대, 방출 이온)에 에너지를 전달할 수 있으며, 이는 이후에 상기 전달된 에너지를 방사시킨다. 실질적으로 모든 호스트 물질은 자외선 범위에서 흡수제로서 작용할 수 있는 데, 이는 여기 광자(photon) 에너지가 이 범위에서 매우 높기 때문이다. 그러나, 이 현상은 혼입된 목적하는 이온들로부터 어떠한 방출도 생성시킬 수 없다.
대체될 수 있는 격자 이온들은, 포함된다면 하나 이상의 감지 이온들에 의해, 및 100% 이하의 치환을 갖는 하나 이상의 방출 이온에 의해 치환될 수 있는 호스트 물질 내의 이온들이다. 100% 치환은 거의 없는 데, 이는 대부분의 방출 이온들이 100% 치환 수준 미만으로 농축 켄칭되기 때문이다(concentration quench). 그러나, 호스트 격자에서 방출 이온들의 물리적 분리가 충분하게 멀리 이격되어서 상호작용 기간이 유의적으로 감소하기 때문에, 특정 이온들과 호스트 격자 조합이 더욱 큰 치환을 허용하는 몇몇 주목할만한 예외사항이 존재한다.
방출 이온은 매우 낮은 치환 백분율(예컨대, 1% 미만에서 도핑됨), 중간 치환 백분율(예컨대, 1% 내지 20%), 또는 높은 치환 백분율(예컨대, 20% 내지 100%)로 치환될 수 있다. 예를 들면, 비제한적으로, 네오디뮴(Nd)은 1.5% 이하의 상대적으로 낮은 백분율로 치환될 수 있고, 홀뮴(Ho) 및 이테르븀(Yb)은 20% 이하의 중간 백분율로 치환될 수 있고, 에르븀(Er)은 60% 이하의 상대적으로 높은 백분율로 치환될 수 있지만, 이들 또는 다른 이온들은 또한 여러 백분율로 치환될 수 있다. 본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "치환된"는 임의의 백분율로 예컨대 낮은, 중간 및 높은 치환 백분율로 치환된 것을 의미한다. 호스트 물질로 치환되는 각 이온의 양은 일반적으로 원자%(atomic percent)에 대해 기재되며, 여기서 감지 및/또는 방출 이온에 의해 대체될 수 있는 호스트 물질의 이온의 수는 100%이다. 감지 및/또는 방출 이온으로의 대체를 위해 허용되는 호스트 물질의 이온은, 전형적으로 유사한 크기, 유사한 적재(loading), 및 이것이 대체되는 이온으로서 유사한 배위 선호성(coordination preference)를 가질 수 있다. 호스트 물질 내의 다양한 위치들이 발생될 수 있기 때문에, 이들 각 위치에 대한 이온은 100원자%가 될 것이다(account for).
호스트 물질은 방출 이온 및 선택적으로는 감작화제(sensitizing agent)가 혼입되어 있는(예컨대, 혼합 또는 치환되어 있는) 물질을 포함한다. 일 실시양태에서, 호스트 물질은 여러 화학적 구성성분들이 상기 격자 내에 다양한 위치들에서 치환할 수 있는 결정 격자의 형태로 존재할 수 있다. 호스트 물질은, 방출 이온이 적어도 하나의 방출 대역 내에서 관찰 가능한 방출들을 생성시키며, 여기서 상기 방출들이 이후 상세하게 기재되는 방법 및 인증 장비의 실시양태들을 사용하는 분석에 적합하도록 보장하게 선택되어야 한다. 다양한 실시양태에서, 호스트 물질은 유리, 옥사이드, 플루오라이드, 옥시설파이드, 할라이드, 보레이트, 실리케이트, 갈레이트, 포스페이트, 바나데이트, 옥시할라이드, 알루미네이트, 몰리브데이트, 텅스테이트, 가르네트, 니오베이트, 나이트라이드, 옥시나이트라이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함하지만, 다른 호스트 물질들도 또한 사용될 수 있다. 예를 들면, 호스트 물질는 이트륨(Y) 옥시설파이드(Y2O2S 또는 YOS), 이트륨 알루미늄 가르네트(YAG), 가오돌리늄(Gd) 갈륨 가르네트(GGG), 가오돌리늄 옥시설파이드(Gd2O2S 또는 GOS) 또는 다른 물질들을 포함할 수 있다. 추가 실시양태들에 따라, 기재 방출 대역, 비고유 특징부 방출 대역 및 보충 방출 대역 각각은 독립적으로 앞서 열거된 물질들 또는 이들의 조합들로 이루어진 물질들의 군으로부터 선택된 적어도 하나의 호스트 물질 내로 혼입된(예컨대, 치환된) 후에 적어도 하나의 방출 이온의 방출 대역에 상응한다.
적합한 방출 이온은 하나 이상의 방출 대역들 내에서 하나 이상의 상대적으로 강한 방출들을 갖는 이온을 포함한다. 다양한 실시양태들에 따라, 방출 이온은 크로뮴(Cr), 망가니즈(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 구리(Cu), 은(Ag), 세륨(Ce), 프라세오디뮴(Pr), 네오디뮴(Nd), 사마륨(Sm), 유로퓸(Eu), 테르븀(Tb), 디스프로슘(Dy), 홀뮴(Ho), 에르븀(Er), 툴륨(Tm) 및 이테르븀(Yb)으로 이루어진 군으로부터 선택된 원소들의 이온을 포함한다. 예를 들면, 방출 이온은 일 실시양태에서 +3 원자가(valence)를 가질 수 있지만, 방출 이온은 다른 실시양태들에서 여러 원자가(예컨대, +2 및/또는 +4)를 가질 수 있다. 다양한 실시양태들에 따라, 기재 방출 대역, 비고유 특징부 방출 대역 및 보충 방출 대역 각각은 독립적으로 앞서 열거된 원소들 또는 이들의 조합들로 이루어진 원소들의 군으로부터 선택된 적어도 하나의 방출 이온의 방출 대역에 상응한다.
다양한 실시양태들에서, 호스트 물질 내로 치환된 방출 이온들의 총 농도는, 발광 물질로 인해 여기 에너지에 적절하게 가해진 후 검출 가능한 방출의 생성을 유발시키기에 충분하다. 예를 들면, 호스트 물질에서 치환된 방출 이온들의 총 농도는 약 0.05원자% 내지 약 99.995원자%의 범위로 존재할 수 있다. 그러나, 치환될 수 있지만 여전히 발광 물질의 기능(예컨대, 여기 에너지에 노출됨에 따라 방출을 생성시키는 기능)을 생성시키는 방출 이온들의 농도는 치환되는 이온의 유형에 따라 달라진다. 즉, 일부 이온들은 상대적으로 발광 물질의 기능을 여전히 유지하면서 높은 백분율로 치환될 수 있지만, 다른 이온들이 동시에 상대적으로 높은 백분율로 치환된다면 상기 기능은 무산될 수 있다.
일부 경우, 방출 이온은 직접 흡수 공정을 통해 여기되며, 이는 방출 이온을 위한 흡수 대역 내에서 여기 에너지를 제공하는 것을 포함한다. 대안적으로, 호스트 물질 또는 감지 이온은 앞서 기재된 바와 같이 방출 이온을 여기시키는 통로로서 기능할 수 있다. 전자의 경우, 방출 이온으로부터의 방출은 흡수 공명 수준으로부터 저장 수준까지 급속하게 붕괴한다. 일반적으로, 흡수 대역은 저장 수준보다 높지만, 이는 항상 그런 것은 아니며, 흡수 공명 수준으로부터의 붕괴 시간은 저장 수준으로부터의 붕괴 시간에 비해 매우 빠르다. 저장 수준으로부터, 자체적(spontaneous) 광자 방출은 저장 수준 및 더 낮은 에너지 수준에 의해 결정된 파장 대역에서 발생할 수 있다.
이후 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 방출 이온들로부터 방출된 전자기 방사선의 특성들은, 발광 물질(예컨대, 인광체 또는 다른 유형의 화합물)이 "인증" 발광 물질에 상응하며 "인증" 발광 태건트에 상응하는 지를 결정하는 데 사용될 수 있다. 더욱 특히는, 여기 에너지에 노출시킨 후, 발광 물질 내의 방출 이온(들)은 광자를 방출시키고, 하나 이상의 검출 대역(또는 채널) 내의 방출의 강도(또는 통합된 강도)가 관찰될 수 있다. 이후 더욱 상세하게 기재되는 바와 같이, 물품 상의 다중 위치에서의 방출 강도들의 분석은 물품이 진짜인 지를 결정하는 것을 촉진시킨다.
도 3은 일 예시적인 실시양태에 따라 물품(예컨대, 물품(100), 도 1)을 제조하는 방법의 흐름도이다. 상기 방법은, 블록(302)에서, 기재 태건트, 비고유 특징부 태건트 및 선택적으로 보충 특징부 태건트(예컨대, 기재 태건트(130), 비고유 특징부 태건트(132) 및 보충 특징부 태건트(134), 도 1)를 제조함으로써 시작한다. 각 태건트의 제조는 일 실시양태에서 상응하는 발광 물질을 획득하거나 또는 생성시키기 시작한다.
일반적으로, 발광 물질은 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있는 임의의 다수 통상의 공정들을 사용하여 생성될 수 있다. 예를 들면, 인광체 화합물의 생성은, 인광체 호스트 물질(예컨대, 호스트 결정 격자, 유리 등)과 하나 이상의 방출 이온들(예컨대, 하나 이상의 전술된 방출 이온들)의 조합을 제조하여서 예비 인광체 화합물을 형성하는 것을 포함한다. 일 실시양태에 따라, 상이한 예비 인광체 화합물들은 각각의 기재 태건트, 비고유 특징부 태건트 및 보충 태건트에 상응하게 제조된다. 앞서 논의된 바와 같이, 기재 태건트 및 비고유 특징부 태건트는 동일한 또는 상이한 방출 이온들 및 동일한 또는 상이한 호스트 물질들을 포함할 수 있다. 그러나, 방출 이온들 및 호스트 물질들은 기재 태건트 내의 방출 이온이 기재 방출 대역에서 방출들을 생성시킬 수 있고, 비고유 특징부 태건트 내의 방출 이온은 상기 기재 방출 대역을 적어도 부분적으로 중첩시키는 비고유 특징부 방출 대역에서 방출들을 생성시킬 수 있다. 보충 태건트가 또한 사용되는 경우, 보충 태건트를 위한 방출 이온 및 호스트 물질은 방출 이온이 기재 또는 비고유 특징부 방출 대역들에서 중첩시키지 않는 보충 방출 대역에서 방출들을 생성시킬 수 있도록 선택되어야 한다. 앞서 논의된 바와 같이, 보충 태건트와 연관된 방출 이온(들)은 일부 실시양태들에서 기재 또는 비고유 특징부를 위한 호스트 물질과 함께 포함될 수 있다(예컨대, 보충 태건트가 기재 태건트 또는 비고유 특징부 태건트와 동일한 경우).
일부 경우, 예비 인광체 화합물의 형성은 고체 상태 화학을 사용하여 달성될 수 있다. 예를 들면, 비제한적으로, 인광체 화합물이 산화물 인광체인 경우, 이는 다양한 산화물을 방출 이온의 산화물과 정확한 비율로 조합시키는 것을 포함할 수 있다. 이들 산화물은 소정의 시간 동안 혼합 및 화염처리된다(fire). 다른 경우, 용액 화학 기술들이 사용될 수 있으며, 여기서 다양한 물질들이 용해되며, 후속적으로 침전된 후, 화염처리된다.
화합물을 생성시키는 데 사용된 특정 공정에 의존하여, 예비 인광체 화합물을 형성하는 데 있어서 호스트 물질과 방출 이온(들)의 조합에서 다른 물질들이 포함될 수 있다. 예를 들면, 다양한 플럭싱제(fluxing agent) 및 다른 전구체들이 예비 인광체 화합물 내에 포함될 수 있다.
그 다음, 각각의 예비 인광체 화합물은 후처리되며, 이로 인해 각각의 기재 태건트, 비고유 특징부 태건트 및 보충 태건트에 상응하는 발광 물질이 생성된다. 예를 들면, 후처리는 예비 인광체 화합물에 대해 화염처리; 어닐링; 현탁; 전구체 제거(예컨대, 플럭싱제 제거); 밀링; 침강; 및 음파처리와 같은 임의의 하나 이상의 공정들을 실시하는 것을 포함할 수 있다. 비록 상기 논의가 태건트 내의 발광 물질로서 인광체 화합물의 제조에 관한 것일지라도, 상기 논의는 제한적인 것을 의미하지 않는다. 대신에, 앞서 논의된 바와 같이, 기재 태건트, 비고유 특징부 태건트 및/또는 보충 태건트에서 다른 발광 물질들이 또한 사용될 수 있다.
블록(304)에서, 기재 태건트(및 선택적으로는 보충 태건트, 이것이 비고유 특징부 또는 보충 특징부 내에 혼입되지 않는다면)는 기재 내에 혼입된다. 기재 태건트는, 예컨대 기재 태건트의 입자를 기재를 위한 베이스 물질(예컨대, 종이 펄프, 플라스틱 베이스 수지 등) 내에 혼합시킴으로써, 및/또는 기재 태건트의 입자의 콜로이드성 분산액으로 기재를 함침시킴으로써 기재 내에 혼입될 수 있다. 함침은 예컨대 인쇄, 침지(dripping) 또는 분사 공정에 의해 실시될 수 있다.
블록(304) 전 또는 이와 동시에 실시될 수도 있는 블록(306)에서, 비고유 특징부 태건트(및 선택적으로는 보충 태건트, 이것이 기재 또는 보충 특징부 내에 혼입되지 않는다면)는 비고유 특징부 물질 내에 혼입된다. 앞서 논의된 바와 같이, 비고유 특징부는 인쇄된 특징부, 매립된 특징부, 보안 쓰레드 등일 수 있다. 견고한 기재를 포함하는 보안 쓰레드 및 매립된 특징부에 대하여, 특징부 기재 내로의 비고유 특징부 태건트의 혼입은 앞서 논의된 바와 같이 기재 태건트의 기재 내로의 혼입과 유사한 방식으로 실시될 수 있다. 인쇄된 비고유 특징부에 대하여, 비고유 특징부 태건트의 입자들은 조성물(예컨대, 잉크 또는 다른 캐리어) 내에 혼합되며, 이는 표면(예컨대, 표면(108 및/또는 110))에 적용될 수 있다(예컨대, 인쇄, 코팅, 분사 또는 달리 접착 또는 결합될 수 있다).
보충 태건트가 물품의 뚜렷한(distinct) 특징부(예컨대, 보충 특징부(134, 126), 도 1) 내에 포함되는 일 실시양태에서 블록(308)이 실시된다. 블록(304 및 306) 전 또는 이와 동시에 실시될 수도 있는 블록(308)에서, 보충 태건트는 보충 특징부 물질 내에 혼입된다. 앞서 논의된 바와 같이, 보충 특징부는 인쇄된 특징부, 매립된 특징부, 보안 쓰레드 등일 수 있다. 견고한 기재를 포함하는 보안 쓰레드 및 매립된 특징부에 대하여, 특징부 기재 내로의 보충 태건트의 혼입은 앞서 논의된 바와 같이 기재 태건트의 기재 내로의 혼입과 유사한 방식으로 실시될 수 있다. 표면-적용된 보충 특징부에 대하여, 보충 태건트의 입자들은 조성물(예컨대, 잉크 또는 다른 캐리어) 내에 혼합되며, 이는 표면(예컨대, 표면(108 및/또는 110))에 적용될 수 있다.
블록(310)에서, 물품은 하나 이상의 비고유 특징부(예컨대, 비고유 특징부(120, 122), 도 1) 및 (선택적으로) 하나 이상의 보충 특징부(예컨대, 보충 특징부(124, 126), 도 1)를 기재(예컨대, 기재(102), 도 1)와 조립함으로써 제조된다. 예를 들면, 비고유 특징부(및 선택적으로 보충 특징부)가 표면-적용된 특징부인 경우, 비고유 특징부 물질에 상응하는 조성물이 미리-결정된 위치들의 하나 이상의 표면에 인쇄될 수 있다. 반대로, 비고유 특징부(및 선택적으로 보충 특징부)가 매립된 특징부인 경우, 매립된 특징부에 상응하는 기재가 기재 물질과 통합되며, 이때 상기 기재 물질은 가단성(malleable) 형태로 존재한다(예컨대, 상기 물질은 슬러리, 용융 또는 비경화된 형태로 존재한다). 일 실시양태에 상응하는 물품(예컨대, 물품(100), 도 1)은 비고유 특징부(들)(및 선택적으로 보충 특징부(들))와 기재의 조립체의 완성에 따라 제조된다.
도 4는 일 예시적인 실시양태에 따라 물품(450)을 인증하기 위한 시스템(400)이다. 시스템(400)은 처리 시스템(402), 하나 이상의 여기 에너지 발생기(404), 광학 필터(필터)(410, 412)와 연관되어 있는 하나 이상의 방출들 광검출기("검출기")(406, 408), 단일 스플리터(splitter)/분산 요소(dispersion element)(414), 데이터 저장(416), 및 사용자 인터페이스(user interface)(418)를 포함한다. 처리 시스템(402)은 하나 이상의 프로세서 및 관련 회로를 포함할 수 있으며, 이는 물품(예컨대, 물품(450))을 인증하는 것과 연관되는 제어 및 분석 처리를 실행하도록 (예컨대, 실행 가능한 소프트웨어 알고리즘의 형태로) 구조화되어 있다.
물품(450)은 앞서 논의된 바와 같이 표면(452), 비고유 특징부(454) 및 보충 특징부(456)를 포함한다. 일 실시양태, 물품(450)은 처리 방향(426)으로 인증 시스템(400)을 통해 전송되며, 물품(450)의 입사 에지(458)는 우선 시스템(400)에 제시되고, 물품(450)의 트레일링 에지(460)은 이후 시스템(400)에 제시된다. 예를 들면, 제 1 시간(T1)에서, 물품(450)은 시스템(400)의 여기 윈도우(424) 아래를 통과하고, 후속의 제 2 시간(T2)에서, 물품(450)은 시스템(400)의 검출 윈도우(432) 아래를 통과한다. 대안적 실시양태에서, 물품(450)은 인증 시스템(400) 내의 정지상 위치로 이동될 수 있고, 여기 및 검출 윈도우(424, 432)는 정지상 물품(450) 위로 이동될 수 있다.
일 실시양태에 따라, 처리 시스템(402)은 제어 신호들을 여기 에너지 발생기(404)에 제공하도록 구조화되며, 이로 인해 여기 에너지 발생기(404)는 여기 에너지(420)가 여기 윈도우(424)의 폭에 상응하는 폭을 갖는 미리-한정된 여기 트랙(예컨대, 트랙(220), 도 2)을 따라 물품(450)을 향하도록 한다. 여기 에너지 발생기(404)는 예컨대 하나 이상의 여과된 LED(발광 다이오드(light emitting diode)), 레이저 다이오드, 또는 다른 방사선 소오스를 포함할 수 있다. 물품(450)이 여기 윈도우(424) 아래를 이동함에 따라(또는 여기 윈도우(424)가 물품(450) 위를 이동함에 따라), 기재 및 비고유 특징부 태건트들 내의 방출 이온들은 (하나 이상의 에너지 흡수 및/또는 전달 메커니즘을 사용하여) 후속적 방사선에 대한 에너지를 수용한다. 앞서 논의된 바와 같이, 기재 및 비고유 특징부 태건트들에 대한 여기 에너지는 동일하지만(예컨대, 동일한 파장), 다른 실시양태에서는 기재 및 비고유 특징부 태건트들에 대해 상이한 여기 에너지가 제공될 수 있다.
보충 태건트가 분석되는 일 실시양태에 따라, 처리 시스템(402)은 제어 신호들을 동일한 또는 상이한 여기 에너지 발생기(404)에 제공하도록 구조화되며, 이로 인해 여기 에너지 발생기(404)는 제 2 여기 에너지(422)가 미리-한정된 여기 트랙을 따라 물품(450)을 향하도록 한다. 물품(450)이 여기 윈도우(424) 아래를 이동함에 따라(또는 여기 윈도우(424)가 물품(450) 위를 이동함에 따라), 보충 태건트들 내의 방출 이온들("보충 이온"으로서 지칭됨)은 (하나 이상의 에너지 흡수 및/또는 전달 메커니즘을 사용하여) 후속적 방사선에 대한 에너지를 수용한다. 일 실시양태에서, 보충 태건트들에 대한 여기 에너지는 기재 및 비고유 특징부 태건트에 대한 여기 에너지와 상이하지만, 다른 실시양태에서는 모든 태건트들에 대한 여기 에너지는 동일할 수 있다.
제어 신호들에서, 처리 시스템(402)은 발생되는 특정 여기 에너지과 연관되어 있는 다른 파라미터(예컨대, 강도 및/또는 기타 파라미터들) 및/또는 여기 에너지를 제공하는 타이밍(timing)(예컨대, 시작 시간, 중단 시간 및/또는 그 도중)을 특정화할 수 있다. 전형적으로, 여기 에너지의 대역폭은 여기 에너지 발생기(404)의 일부로서 포함되는 여기 소오스에 기초하여 미리-결정된다(예컨대, 선택된 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드에 의해 생성된 여기 에너지의 대역폭). 다양한 타이밍 및/또는 방사선 발생 파라미터들은 예컨대 데이터 저장(416)으로부터 검색될 수 있다. 여기 에너지 발생기(404)는 예컨대 하나 이상의 레이저, 레이저 다이오드, 발광 다이오드(LED), 백열(incandescent) 필라멘트, 램프 또는 다른 여기 소오스를 포함할 수 있다.
여기 에너지 발생기(404)를 제어하는 것과 덧붙여, 처리 시스템(402)은 방출들 검출기(406, 408)에 제어 입력을 제공하도록 구조화되어 있으며, 이로 인해 방출들 검출기(406, 408)는 (간접적으로 또는 직접적으로) 흡수된 적어도 일부의 여기 에너지(420, 422)를 갖는 다양한 방출 이온들에 응답하여 물품(450)의 다양한 구역으로부터 나오는 방출들(428)을 검출하도록 시도된다. 예를 들면, 물품(450)의 기재-단독 구역(440)(예컨대, 구역(162), 도 1)에서, 물품(450)은 기재 태건트(예컨대, 기재 태건트(130), 도 1)에 상응하는 방출(428)을 생성시킬 수 있다. 기재(450)의 비고유 특징부 구역(442)(예컨대, 구역(164), 도 1)에서, 물품(450)은 기재 태건트 및 비고유 특징부 태건트(예컨대, 태건트(130, 132), 도 1)로부터의 방출 성분들을 포함하는 혼동된 방출(428)을 생성시킬 수 있다. 또한, 보충 태건트가 존재하는 영역(444)에서(예컨대, 보충 특징부(456)에서), 물품(450)은 보충 방출(428)을 생성시킬 수 있다.
일 실시양태에 따라, 방출(428)은 신호 스플리터/분산 요소(414)에 영향을 미치며(impinge), 이는 방출(428)을 비임(beam)(434, 436)으로 분리시킨다. 하나의 비임(434)은 제 1 대역(예컨대, 기재, 비고유 특징부 및 혼동된 방출에 상응하는 중첩 방출 대역을 포함하는 대역) 내의 빛을 포함하고, 제 2 비임(436)은 상기 제 1 대역에 중첩되지 않고 이와 구분되는 제 2 대역(예컨대, 비중첩 보충 방출과 연관된 대역) 내의 빛을 포함한다. 신호 스플리터/분산 요소(414)는 제 1 비임(434)이 검출기들 중 하나(406)를 향하게 하고, 제 2 비임(436)이 다른 검출기(408)를 향하게 한다. 일 실시양태에 따라, 신호 스플리터/분산 요소(414)는 제 1 비임(434)을 통과시키고 제 2 비임(436)을 반사시키도록 구조화되어 있다. 예를 들면, 신호 스플리터/분산 요소(414)는 다색화장치(polychromator), 프리즘, 회절 그레이팅(diffraction grating), 박막 필터, 간섭 필터, 이색(dichroic) 필터, 이색 거울 및 이색 반사기로 이루어진 군으로부터 선택되는 요소일 수 있다. 이러한 신호 스플리터/분산 요소(414)에 대한 장점은 검출기(406, 408) 둘다가 물품(450)의 동일한 영역으로부터 나오는 방출의 성분들을 동시에 수용할 수 있게 하는 것이며, 따라서 생성된 강도 측정들의 상호관계(correlation)가 최대화된다(maximize).
방출들 검출기(406, 408)는 예컨대 스펙트럼 필터(410, 412), 하나 이상의 전기-광학 센서, 광전증배관(photomultiplier tube), 애벌랜치 광다이오드(avalanche photodiode), 광다이오드, 전하-결합 디바이스, 전하-주입 디바이스, 사진 필름, 또는 다른 검출 디바이스를 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 각각의 방출들 검출기(406, 408)는 신호 스플리터/분산 요소(414)와 광검출기 사이에 위치하는 스펙트럼 필터(410, 412)를 포함한다. 스펙트럼 필터(410, 412)는 이들이 검출기(406, 408)에 제공되기 전에 비임(434, 436)을 여과하도록 구조화되어 있어서, 오직 방출 대역(즉, 전체 스펙트럼의 하위세트(subset)) 내의 방출이 각각의 검출기(406, 408)의 활성 영역에 대해 실제적으로 영향을 미친다. 스펙트럼 필터(410, 412)는 예컨대 해당 스펙트럼 대역 내에서만 빛을 통과시키고 다른 모든 빛을 거부하도록 구조화되어 있는 다른 유형의 필터, 또는 밴드패스, 롱 패스(long pass)를 포함할 수 있다.
각각의 검출기(406, 408)는 해당 스펙트럼 대역 내에서 감도를 가지며, 따라서 스펙트럼 대역 내에 존재하는 스펙트럼 필터(410, 412)를 통과하는 빛을 검출할 수 있다. 일 실시양태에 따라, 검출기(406)는 기재 및 비고유 특징부 방출들과 연관된 해당 제 1 대역(중첩 또는 혼동된 방출 대역)에 상응하는 채널 내의 방출을 검출하도록 구조화되어 있다. 반면, 검출기(408)는 비중첩 보충 방출들과 연관된 해당 제 2 대역(보충 방출 대역)에 상응하는 채널 내의 방출을 검출하도록 구조화되어 있다. 검출기(406, 408)는 동일한 유형 또는 상이한 유형일 수 있다. 특정 실시양태에 따라, 검출기(406, 408)는 상이한 유형이다. 예를 들면, 검출기(406, 408) 중 하나는 실리콘 검출기를 포함할 수 있고, 검출기(406, 408) 중 다른 것은 인듐-갈륨-아르세나이드(InGaAs) 검출기(예컨대, 텔레콤(telecom) 유형 또는 연장된 InGaAs)를 포함할 수 있다. 해당 대역 내의 방출을 검출할 수 있는 다른 유형의 검출기들이 다른 실시양태들에서 사용될 수 있다(예컨대, 리드-설파이드, 리드-셀레나이드, 게르마늄, 인듐-안디모나이드, 인듐-아르세나이드, 플래티넘-실리사이드, 인듐-안티모나이드 등). 대안적 실시양태에서, 단일 검출기가 사용될 수 있으며, 이는 해당 대역들 모두에서의 방출을 검출할 수 있다. 이러한 실시양태에서, 신호 스플리터/분산 요소(414)는 시스템(400)으로부터 배제될 수 있다. 다른 대안적 실시양태에서, 2개 초과의 해당 대역에서 방출을 검출하기 위해서 2개 초과의 검출기들이 사용될 수 있다. 이러한 실시양태에서, 비고유 비임들이 다중 검출기들을 향하게 하도록 다수의 신호 스플리터/분산 요소들이 사용될 수 있다.
각각의 검출기(406, 408)는 상기 검출기(406, 408)의 활성 영역에 대해 영향을 미치는 수거된 방사선의 강도에 비례하는 전자 신호를 생성시킨다. 더욱 구체적으로는, 각각의 검출기(406, 408)는 물품의 길이의 일부 또는 실질적으로 모두를 따라(예컨대, 물품의 입사와 트레일링 에지 사이) 상기 검출기(406, 408)에 의해 수용된 방출된 방사선의 하위대역을 가로지르는 통합된 강도를 나타내는 신호(예컨대, 하나 이상의 디지털화된 강도 값들)를 생성시킨다. 바람직하게는, 다수의 검출기(406, 408)가 시스템(예컨대, 도 4의 시스템(400))에 사용되는 경우, 동시적인 통합된 강도 측정들이 더욱 확실하고 정확한 비교를 나타내기 때문에, 동시에 각 검출기(406, 408)에 의해 적분 강도의 값이 전자적으로 획득된다.
각각의 방출 검출기(406, 408)는 하나 이상의 미리 선택된 간격으로(예컨대, t=0에서 시작한 후, 매 0.1밀리초마다 일정 간격으로) 강도 값들을 디지털화할 수 있다. 또한, 각각의 방출 검출기(406, 408)는 처리 시스템(402)에 정보를 제공하며(예컨대, 디지털화된 강도 값들), 이로 인해 방출(428)의 일시적, 스펙트럼 및 위치적 성질들이 특성화될 수 있다. 예를 들면, 방출 검출기(406)는 혼동된 방출 대역 내의 방출된 방사선의 강도들에 상응하는 일련의 값들을 생성시킨다. 검출기(406)로부터의 각 값 또는 세트 값들은 검출된 방출들의 위치(예컨대, 물품의 입사 에지로부터의 선형 거리) 및 방출들이 검출되는 시간(예컨대, 상응하는 여기 에너지의 제공 중단으로부터의 시간)을 지적하는 정보와 연관되거나 또는 표지화(tag)될 수 있다. 유사하게, 방출 검출기(408)는 보충 방출 대역 내의 방출된 방사선의 강도들에 상응하는 일련의 값들을 생성시킨다. 방출 검출기(406)에 의해 생성된 값들에서, 검출기(406)로부터의 각 값 또는 세트 값들은 검출된 방출들의 위치 및 방출들이 검출되는 시간을 지적하는 정보와 연관되거나 또는 표지화될 수 있다.
처리 시스템(402)은, 임의의 검출된 방사선의 일시적, 스펙트럼 및 위치적 성질들이 진짜 제품의 일시적, 스펙트럼 및 위치적 성질들에 상응하는 지에 대해 결정하도록, 이러한 정보를 그의 수용에 따라 분석하도록 구조화되어 있다. 도 5와 결부되어 더욱 상세하게 기재되는 바와 같이, 시스템(400)에 대한 인증 파라미터는, 물품의 길이의 모두 또는 하나 이상의 부분을 가로지르는 혼동된 방출 대역에서의 방출 강도(또는 통합된 강도); 물품의 길이의 모두 또는 하나 이상의 부분을 가로지르는 보충 방출 대역에서의 방출 강도(또는 통합된 강도); 물품의 길이의 모두 또는 하나 이상의 부분을 가로지르는 혼동된 방출 대역에서의 방출 붕괴 시간 상수; 물품의 길이의 모두 또는 하나 이상의 부분을 가로지르는 보충 방출 대역에서의 방출 붕괴 시간 상수; 물품의 길이의 모두 또는 하나 이상의 부분을 가로지르는 혼동된 방출 대역에서의 방출 상승 시간 상수; 물품의 길이의 모두 또는 하나 이상의 부분을 가로지르는 보충 방출 대역에서의 방출 상승 시간 상수; 혼동된 방출 대역에서의 방출들과 다른 대역에서의 방출들 사이의 방출 강도들(또는 통합된 강도들)의 비율; 및 보충 방출 대역에서의 방출들과 다른 대역에서의 방출들 사이의 방출 강도들(또는 통합된 강도들)의 비율로 이루어진 군으로부터 선택되는 파라미터들을 포함한다. 추가의 인증 파라미터들이 또한 한정될 수 있다.
진짜 물품과 부합하는 인증 파라미터들의 범위는 시스템(400)의 검출 파라미터 공간을 한정한다. 일 실시양태에서, 처리 시스템(402)은 인증 파라미터들을 위한 검출기(406, 408)에 의해 생성된 값들이 검출 파라미터 공간 내에 속하는 지를 결정한다. 즉, 처리 시스템(402)은 검출 파라미터 공간을 한정하는 범위들을 갖는 값들을 비교하여서 상기 값들이 이들 범위 내에 속하는 지를 결정한다. 예를 들면, 물품의 길이의 모두 또는 하나 이상의 부분을 가로지르는 혼동된 방출 대역에서의 방출 강도들에 상응하는 인증 파라미터와 관련하여, 강도 값 범위의 표에서 각각의 가능한 물품 배향에 대하여 한정될 수 있다. 특정 강도 값(예컨대, 방출 강도가 검출되는 위치, 및 시간이 표지되는, 검출기(406)로부터의 강도 값)을 분석하기 위하여, 처리 시스템(402)은 상기 표로부터의 미리-한정된 강도 범위(강도 값과 연관된 시간 및 위치에 상응하는 범위)를 검색할 수 있고, 값이 상기 범위 내에 속하는 지를 결정하도록 강도 값을 범위와 비교할 수 있다. 이러한 분석은 물품의 길이를 따라 다중 위치에서 강도 값들에 대해 실시될 수 있다. 다른 인증 파라미터에 상응하는 값들은 유사하게 분석될 수 있다.
분석에서 인증 파라미터와 부합하는 값들이 수용 가능한 정도의 정확성 내로 검출 파라미터 공간 내에 속한다고 나타내는 경우, 처리 시스템(402)은 물품(450)이 진짜인 것으로 확인할 수 있다. 반대로, 분석에서 인증 파라미터와 부합하는 값들이 수용 가능한 정도의 정확성 내로 검출 파라미터 공간 내에 속하지 않는다고 나타내는 경우, 처리 시스템(402)은 물품(450)이 진짜가 아닌 것으로 확인하도록 구조화된다.
검출된 방사선의 일시적, 스펙트럼 및 위치적 성질들이 진짜 물품과 부합하는 경우, 처리 시스템(402)은 물품(450)을 진짜 물품으로서 확인하는 것과 관련된 어떤 작용을 취할 수 있다. 예를 들면, 처리 시스템(402)은 진위과 연관된 전자 신호를 상기 시스템의 다른 구성요소 또는 외부 시스템에 전송할 수 있다. 또한, 처리 시스템(402)은 사용자 인터페이스(418)에 신호를 이송할 수 있으며, 이로 인해 사용자 인터페이스(418)에 진위의 사용자-감지 가능한 표시(indication)(예컨대, 전시된 인디시아(indicia), 빛, 소리 등)를 생성시킨다. 처리 시스템(402)은 시스템(400)의 전송(routing) 성분(예시되어 있지 않음)이 물품(450)을 진짜 물품들에 할당된 경로 또는 bin을 향하여 전송시킬 수 있다. 대안적으로, 검출된 방사선의 일시적, 스펙트럼 및 위치적 성질들이 진짜 물품과 부합하지 않는 경우, 처리 시스템(402)은 물품(450)이 진짜가 아닌 물품으로서 확인하는 것과 연관된 일부 작용을 취할 수 있다. 예를 들면, 처리 시스템(402)은 비-진위(non-authenticity)와 연관된 전자 신호를 시스템의 다른 구성요소 또는 외부 시스템에 이송할 수 있다. 또한, 처리 시스템(402)은 신호를 사용자 인터페이스(418)에 이송할 수 있으며, 이로 인해 사용자 인터페이스(418)에 비-진위의 사용자-감지 가능한 표시(예컨대, 전시된 인디시아, 빛, 소리 등)를 생성시킨다. 처리 시스템(402)은 시스템(400)의 전송 성분(예시되어 있지 않음)이 물품(450)을 진짜가 아닌 물품들에 할당된 경로 또는 bin을 향하여 전송시킬 수 있다.
사용자 인터페이스(418)는, 사용자에 의해 시스템(400)에 입력을 제공하도록 조작될 수 있거나(예컨대, 키보드, 버튼, 터치스크린 등), 또는 처리 시스템(402)에 의해 사용자-감지 가능한 인디시아(예컨대, 디스플레이 스크린, 등(light), 스피커 등)를 생성시키도록 제어될 수 있는 다수의 성분들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 전술된 공정은 예컨대 사용자 인터페이스(418)와의 사용자의 상호작용을 통해 제공된 사용자 입력에 대응하여 시작될 수 있다. 대안적으로, 전술된 공정은 예컨대 여기 및 검출 공정들이 실시될 수 있는 위치에서 물품(450)이 위치하는 경우에 시스템(400)에 의해 자동적으로 시작될 수 있다.
도 5는, 일 예시적인 실시양태에 따라, 물품(물품(100), 도 1, 또는 물품(450), 도 4)의 인증을 실시하기 위한 방법의 흐름도이다. 예를 들면, 도 5에 묘사된 방법의 실시양태들은 인증 시스템(예컨대, 인증 시스템(400), 도 4)에 의해 실시될 수 있다. 상기 방법은, 블록(502)에서, 인증되는 물품(예컨대, 물품(450), 도 4)이 인증 시스템에 의해 수용되는 경우 시작될 수 있다. 예를 들면, 물품은 인증 시스템에 최초로 유입되는 물품의 입사 에지를 갖는 공지된 또는 비공지된 배향으로 인증 시스템 내로 (예컨대, 분류(sorting) 또는 컨베이어(conveyor) 시스템에 의해) 전송될 수 있다. 또다른 예로서, 물품은 인증 시스템의 적절한 리셉터클(receptacle) 내에서 위치될 수 있다.
블록(504)에서, 물품은 기재 태건트 및 비고유 특징부 태건트(예컨대, 태건트(130, 132), 도 1)와 연관된 제 1 여기 에너지에 노출된다. 예를 들면, 물품은 (예컨대, 여기 윈도우(424) 하에서, 도 4) 여기 영역으로 전송되거나 이를 통과할 수 있고, 처리 시스템(예컨대, 처리 시스템(402), 도 4)은, 여기 에너지 발생기(예컨대, 여기 에너지 발생기(404), 도 4)에 의해 제 1 여기 에너지(예컨대, 여기 에너지(420), 도 4)가 물품을 향하게 하는 여기 에너지 발생기(예컨대, 여기 에너지 발생기(404), 도 4)에 제어 신호를 이송할 수 있다. 대안적으로, 여기 에너지 발생기는 연속적으로 제 1 여기 에너지를 제공할 수 있거나, 또는 제 1 여기 에너지는 조정될 수 있다. 다양한 실시양태들에서, 여기는 목적하는 파아 대역에서 여기 에너지를 생성시킬 수 있는 여과된 LED, 레이저 다이오드 또는 다른 광학 여기 소오스를 사용하여 제공될 수 있다.
블록(504)와 동시에 또는 일부 다른 시간에 실시될 수 있는 블록(506)에서, 물품은 선택적으로는 보충 태건트(예컨대, 태건트(134), 도 1)와 연관된 제 2 여기 에너지에 노출된다. 예를 들면, 처리 시스템(예컨대, 처리 시스템(402), 도 4)은, 여기 에너지 발생기가 제 2 여기 에너지(예컨대, 여기 에너지(422), 도 4)를 물품을 향하게 하는 또다른 여기 에너지 발생기 도는 동일한 여기 에너지 발생기에 제어 신호를 이송시킬 수 있다. 대안적으로, 여기 에너지 발생기는 연속적으로 제 2 여기 에너지를 제공할 수 있거나, 또는 제 2 여기 에너지는 조정될 수 있다. 블록(506)은, 보충 태건트가 이해되지(implement) 않는 경우, 또는 보충 태건트를 위한 여기 에너지가 기재 및/또는 비고유 특징부 태건트를 위한 보충 에너지와 동일한 경우, 배제될 수 있다.
블록(508)에서, 물품에 대한 제 1 및 제 2 여기 에너지의 제공은 중단되고, 인증 시스템은 물품으로부터의 다중 대역들 내의 방출들을 (예컨대, 방출 검출기(406, 408)에 의해, 도 4) 검출한다. 여기 에너지의 중단은 (예컨대, 물품이 정지상으로 잔존할 수 있고 여기 에너지가 펄싱되는 시스템에서) 턴오프시킴으로써, 또는 (예컨대, 검출 윈도우(432) 하에서, 도 4) 여기 에너지가 가해지는 영역으로부터 검출 위치까지 물품을 전송시킴으로써 달성될 수 있다. 대안적인 실시양태에서, 여기 에너지의 제공은 시스템이 이후 기재되는 검출 공정을 실시하면서 계속될 수 있다.
방출 검출은 하나 이상의 검출 간격으로 실시될 수 있으며, 이는 물품을 향하는 여기 에너지의 방향이 중단되는 시간으로부터 측정된다. 일 실시양태에 따라, 시스템은 적어도 제 1 대역 및 제 2 대역에서의 방출들을 검출하도록 구조화되지만, 상기 시스템은 물론 2개 초과의 대역에서의 방출들도 검출하도록 구조화될 수 있다. 제 1 대역은 기재 태건트(예컨대, 태건트(130), 도 1) 및 비고유 특징부 태건트(예컨대, 태건트(132), 도 1)에 의해 생성된 방출들과 연관된 중첩 대역들에 상응한다. 더욱 특히는, 제 1 대역은 혼동된 방출 대역(즉, 기재 태건트 방출들 및 비고유 특징부 방출들이 중첩하는 대역)에 상응한다. 제 2 대역은 보충 태건트에 의해 생성된 방출들과 연관된 대역(즉, 보충 대역)에 상응한다.
연속적으로 또는 병렬적으로 실시될 수 있는 블록(510-514)에서, 다중 대역들 내의 검출된 방출들의 강도들을 정량화하는 정보가 (예컨대, 처리 시스템(402)에 의해, 도 4) 분석된다. 일 실시양태에 따라, 정보는 혼동된 및 보충 방출 대역 내의 방출된 방사선의 강도들에 상응하는 디지털화된 강도 값들의 하나 이상의 시리즈를 포함한다(예컨대, 검출기(406, 408)로부터, 도 4). 앞서 논의된 바와 같이, 개별 값들 또는 세트 값들은 표지될 수 있거나, 또는 달리 검출된 방출들의 위치 및 방출들이 검출되는 시간을 표시하는 정보와 연관될 수 있다. 디지털화된 강도 값들은 혼동된 및 보충 방출 대역들 내의 검출된 방출들의 일시적 및/또는 위치적 성질들을 나타낸다.
블록(510)에서, 기재-단독 방출들의 특성들을 갖는 방출들이 물품의 하나 이상의 제 1 구역들에서(예컨대, 진짜 물품 내의 기재-단독 구역(예컨대, 구역(162), 도 1)인 구역에서) 검출되는 지를 결정한다. 이 결정은 혼동된 방출 대역에서의 방출들을 검출하도록 구조화된 검출기(예컨대, 검출기(406), 도 4)로부터 수용된 디지털화된 강도 값들에 기초하여 이루어진다. 일 실시양태에 따라, 혼동된 방출 대역에서의 방출 성질들은 디지털화된 강도 값들이 생성되는 시간에 상으하는 시간에서 기재-단독 구역을 위한 인증 파라미터 범위들을 적절하게 결정함으로써 분석될 수 있다. 예를 들면, 앞서 논의된 바와 같이, 적절한 인증 파라미터 범위들은 검출 파라미터 공간을 한정하는 하나 이상의 표에서 인증 시스템에 의해 유지될 수 있다. 일 실시양태에서, 다중 배향 분석은 디지털화된 강도 값들을 갖는 이러한 범위들 중 다수의 것들(예컨대, 4 이하)을 상관시킴으로써 실시될 수 있으며, 여기서 다중 범위는 물품의 다중 가능한 배향들과 부합한다.
디지털화된 강도 값이 상기 값과 연관된 시간 및 구역을 위한 적절한 인증 파라미터 범위 내에 속하는 경우, 기재-단독 방출의 특성들을 갖는 방출이 검출되는 결정이 이루어질 수 있다. 이와 달리, 디지털화된 강도 값이 상기 값과 연관된 시간 및 구역을 위한 적절한 인증 파라미터 범위(또는 다중 배향 분석이 실시되는 경우의 인증 파라미터 범위들 모두) 외에 속하는 경우, 기재-단독 방출의 특성들을 갖는 방출이 검출되지 않는 결정이 이루어질 수 있다. 일 실시양태에 따라, 다중 디지털화된 강도 값들은 제 1 구역에서 분석될 수 있고, 포지티브 결과를 여전히 얻으면서, 하나 이상의 강도 값들이 적절한 인증 파라미터 범위 외에 속하도록 결정할 수 있다. 즉, 수용 가능한 정도의 정확성 내에서 결정될 수 있다. 기재-단독 방출의 특성들을 갖는 방출들이 물품의 하나 이상의 제 1 구역들에서 검출되지 않는 것으로 결정되는 경우(즉, 분석에서, 강도 값들이 수용 가능한 정도의 정확성 내로 검출 파라미터 공간 내에 속하지 않는 것으로 표시되는 경우), 시스템은 상기 물품을 진짜가 아닌 것으로 확인할 수 있으며, 이후 더욱 상세하게 기재되는 블록(522)에서 상응하는 작용을 취할 수 있다.
블록(512)에서, 혼동된 방출들의 특성들을 갖는 방출들이 물품의 하나 이상의 제 2 구역들에서(예컨대, 진짜 물품에서 비고유 특징부 구역들(예컨대, 구역(164), 도 1)인 구역들에서) 검출되는 지를 결정한다. 다시, 혼동된 방출 대역에서의 방출들을 검출하도록 구조화된 검출기(예컨대, 검출기(406), 도 4)로부터 수용된 디지털화된 강도 값들에 기초하여 결정된다. 일 실시양태에 따라, 혼동된 방출 대역에서의 방출 성질들은, 앞서 논의된 바와 같이, 디지털화된 강도 값들이 생성되는 시간에 상응하는 시간에서 비고유 특징부 구역을 위한 적절한 인증 파라미터 범위들(예컨대, 방출 강도 범위들)을 결정함으로써 분석될 수 있다.
디지털화된 강도 값들이 상기 값과 연관된 시간 및 구역을 위한 적절한 인증 파라미터 범위 내에 속하는 경우, 혼동된 방출의 특성들을 갖는 방출이 검출되는 결정이 이루어질 수 있다. 이와 달리, 디지털화된 강도 값이 상기 값과 연관된 시간 및 구역을 위한 적절한 인증 파라미터 범위(또는 다중 배향 분석이 실시되는 경우의 인증 파라미터 범위들 모두) 외에 속하는 경우, 혼동된 방출의 특성들을 갖는 방출이 검출되지 않는 결정이 이루어질 수 있다. 일 실시양태에 따라, 앞서 논의된 바와 같이, 수용 가능한 정도의 정확성 내에서 결정될 수 있다. 혼동된 방출의 특성들을 갖는 방출들이 물품의 하나 이상의 제 2 구역들에서 검출되지 않는 것으로 결정되는 경우(즉, 분석에서, 강도 값들이 수용 가능한 정도의 정확성 내로 검출 파라미터 공간 내에 속하지 않는 것으로 표시되는 경우), 시스템은 상기 물품을 진짜가 아닌 것으로 확인할 수 있으며, 이후 더욱 상세하게 기재되는 블록(522)에서 상응하는 작용을 취할 수 있다.
보충 태건트가 물품 내에 혼입될 수 있는 일 실시양태에서 실시될 수 있는 블록(514)에서, 보충 방출들의 특성들을 갖는 방출들이 물품의 하나 이상의 구역들에서(예컨대, 보충 태건트(예컨대, 태건트(134), 도 1)가 진짜 물품에서 존재하는 구역들에서) 검출되는 지를 결정한다. 다시, 보충 방출 대역에서의 방출들을 검출하도록 구조화된 검출기(예컨대, 검출기(408), 도 4)로부터 수용된 디지털화된 강도 값들에 기초하여 결정된다. 일 실시양태에 따라, 보충 방출 대역에서의 방출 성질들은, 앞서 논의된 바와 같이, 디지털화된 강도 값들이 생성되는 시간에 상응하는 시간에서 보충 태건트를 위한 적절한 인증 파라미터 범위들(예컨대, 방출 강도 범위들)을 결정함으로써 분석될 수 있다.
디지털화된 강도 값들이 상기 값과 연관된 시간 및 구역을 위한 적절한 보충 태건트 범위 내에 속하는 경우, 보충 방출의 특성들을 갖는 방출이 검출되는 결정이 이루어질 수 있다. 이와 달리, 디지털화된 강도 값이 상기 값과 연관된 시간 및 구역을 위한 적절한 보충 태건트 범위(또는 다중 배향 분석이 실시되는 경우의 보충 태건트 범위들 모두) 외에 속하는 경우, 보충 방출의 특성들을 갖는 방출이 검출되지 않는 결정이 이루어질 수 있다. 일 실시양태에 따라, 앞서 기재된 바와 같이, 수용 가능한 정도의 정확성 내에서 결정될 수 있다. 보충 방출의 특성들을 갖는 방출들이 물품의 하나 이상의 구역들에서 검출되지 않는 것으로 결정되는 경우(즉, 분석에서, 강도 값들이 수용 가능한 정도의 정확성 내로 검출 파라미터 공간 내에 속하지 않는 것으로 표시되는 경우), 시스템은 상기 물품을 진짜가 아닌 것으로 확인할 수 있으며, 이후 더욱 상세하게 기재되는 블록(522)에서 상응하는 작용을 취할 수 있다.
일 실시양태에 따라, 기재-단독, 혼동된 및 보충 방출들의 분석은 방출들의 강도들(또는 통합된 강도들)의 분석을 포함한다. 따라서, 적절한 인증 파라미터 범위들은 앞서 기재된 바와 같은 방출 강도 범위들을 포함한다. 다른 실시양태에서, 기재-단독, 혼동된 및 보충 방출들의 분석은 또한 또는 대안적으로는 혼동된 및 보충 대역들 내의 방출들의 붕괴 시간을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 따라서, 적절한 인증 파라미터 범위는 또한 또는 대안적으로는 붕괴 시간 상수 범위들을 포함할 수 있다. 일 실시양태에서, 붕괴 시간(들)은 다수의 시간들(예컨대, t=0, t=0.1밀리초 등)에서 방출들의 검출된 강도들에 기초하여 결정될 수 있다. 여기 에너지의 제거시, 방출의 강도는 시간 경과에 따라 붕괴하며, 각 방출 이온에 대한 붕괴의 속도는 붕괴 시간 상수를 그 특징으로 할 수 있다. 예를 들면, 방출 강도에서의 단순 지수(simple exponential) 붕괴에 있어서, 붕괴 시간 상수는 하기 식에서 상수(τ)로 표시될 수 있다.
I(t) = I 0 e -t/τ , (식 1)
상기 식에서,
t는 시간이고,
I(t)는 시간(t)에서의 방출 강도이고,
I 0 는 t=0에서의 방출 강도이다(예컨대, t=0은 방출들의 제공이 중단되는 경우에 상응할 수 있다).
비록 일부 인광체 화합물의 방출 강도가 상기 단순 지수 식에 따라 붕괴할 수 있지만, 다른 인광체 화합물의 방출 강도는 다중 지수 붕괴에 의해 영향을 받을 수 있다(예컨대, 붕괴에 영향을 미치는 다수의 메커니즘이 존재하는 경우). 일부 경우, 인광체 물질은 에너지 전달이 메커니즘의 일부인 경우에 특히 단일 단순 지수 붕괴를 나타낼 수 없다.
블록(510, 512 및 514)에서의 각 결정들이 포지티브 결과들을 초래하는 경우(즉, 기재-단독, 혼동된 및 보충 방출들 각각이 검출되는 경우), 블록(520)에서, 시스템은 상기 물품을 "진짜인" 것으로 확인할 수 있으며, 상응하는 작용을 취할 수 있다. 예를 들면, 시스템은 진위의 사용자-감지 가능한 표시를 생성시키고/시키거나, 시스템의 전송 구성성분이 물품을 진짜 물품들에 할당된 경로 또는 bin을 향하여 전송시킬 수 있다. 대안적으로, 블록(510, 512 및 514)에서의 각 결정들이 네거티브 결과들을 초래하는 경우(즉, 기재-단독, 혼동된 및/또는 보충 방출들이 적절하게 검출되지 않는 경우), 블록(522)에서, 시스템은 상기 물품을 "진짜가 아닌" 것으로 확인할 수 있으며, 상응하는 작용을 취할 수 있다. 예를 들면, 시스템은 비진위의 사용자-감지 가능한 표시를 생성시키고/시키거나, 시스템의 전송 구성성분이 물품을 진짜가 아닌 물품들에 할당된 경로 또는 bin을 향하여 전송시킬 수 있다.
도 6은, 일 예시적인 실시양태에 따라, 물품의 기재-단독 구역과 비고유 특징부 구역 둘다에서의 다중 파장들에서 다양한 태건트의 방출 강도들을 예시하는 그래프(600)이다. 예에서, 기재 태건트는 물품 기재 내에 포함되며, 비고유 특징부 태건트는 기재 표면의 최상부에 인쇄된 매질(예컨대, 잉크) 내에 포함되었다. 기재 태건트는 방출(602)(예컨대, 물품의 기재-단독 구역에서 감지 가능한 모방(emulating) 방출들)을 생성시키고, 기재 태건트와 비고유 특징부 태건트의 조합은 방출들(604)(예컨대, 물품의 비고유 특징부 구역에서 감지 가능한 모방 방출들)을 생성시켰다.
그래프(600)를 발생시키기 위해, 비고유 특징부들이 없는 제 1 시험 샘플들을 제조하였다. 더욱 특히는, (호스트 격자 물질 YGG 내에 Cr 20 중량% 및 Nd 0.7 중량%를 갖는) Cr:Nd:YGG를 포함하는 기재 태건트 물질을 종이 핸드시트(paper handsheet) 물품 기재에 첨가하였다. 제 1 시험 샘플들로부터 방출들(602)을 생성시키기 위하여, (전형적으로 660 nm에서) 기재 태건트 물질을 크로뮴 흡수 대역으로 여기시키는 데 LED를 사용하고, 방출(602)을 검출하였다.
비고유 특징부들을 갖는 제 2 시험 샘플들을 제조하였다. 더욱 특히는, (호스트 격자 물질 YGG 내에 Cr 20 중량%, Nd 0.7 중량% ? Yb 0.5 중량%를 갖는) Cr:Nd:Yb:YGG를 포함하는 비고유 특징부 태건트 물질 및 잉크 베이스를 포함하는 잉크를 생성시켰다. 잉크를 기재 태건트 물질이 포함된 종이 핸드시트 기재의 표면에 인쇄하였다. 제 2 시험 샘플들로부터 방출들(604)을 생성시키기 위하여, 기재 태건트 물질 및 비고유 특징부 태건트 물질 둘다를 크로뮴 흡수 대역으로 여기시키는 데 LED를 사용하였으며, 이로 인해 대역(610)(~ 870-905 nm에서), 대역(612)(~ 930-950 nm에서), 대역(614)(~ 1055-1070 nm에서) 및 대역(616)(~ 1110-1120 nm에서)에서 기재 및 비고유 특징부로부터의 중첩 네오디뮴 방출들로 인한 혼동된 방출이 생성되었다.
지적된 바와 같이, 비고유 특징부 태건트 물질과 기재 태건트 물질 사이의 뚜렷한 차이는, 비고유 특징부 태건트 물질은 이테르븀을 함유하였고, 기재 태건트 물질은 그러지 않았다는 것이다. 비고유 특징부 태건트에서, YGG 격자에서의 이테르븀의 존재는 격자 구조를 약간 변형시켜서, 방출(604) 내의 혼동된 피크들이 기재 태건트 단독으로부터의 방출(602)에서의 피크와 정확하게 동일한 대역 방출을 나타내지 않았다. 이는 혼동된 방출에 대한 기준을 충족하는 것이다.
비고유 특징부 태건트 내에 존재하는 이테르븀은 또한 보충 방출들을 생성시키는 보충 이온으로서 기능하였다. 더욱 특히는, (예컨대, 보충 대역(620)에서) 보충 대역 방출들은 이테르븀의 존재로 인하여 비고유 특징부 태건트 물질로부터 존재하였다. 일 실시양태에 따라, 비고유 특징부 물질 내의 보충 이온(예컨대, 이테르븀)을 (예컨대, 약 970 nm에서 보충 여기 에너지를 사용하여) 여기시켜 보충 대역(예컨대, 대역(620))에서 보충 방출들을 생성시킬 수 있다. 예에서, 이테르븀이 단독으로 여기되면(즉, 네오디뮴이 여기되지 않으면), 혼동된 방출들은 존재할 수 없다. 도 6에서, 보충 대역(620)에 상응하는 주요 피크(606)는 약 1030 nm에서 주로 집중되고, 미미한 피크(608)는 약 970 nm에서 집중된다.
도 7은, 다른 예시적인 실시양태에 따라, 물품의 기재-단독 구역과 비고유 특징부 구역 둘다에서의 다중 파장들에서 다양한 태건트의 방출 강도들을 예시하는 그래프(700)이다. 도 6의 예와 도 7의 예 사이의 주요 뚜렷한 차이는, 도 6에서 방출들(602)을 책임지는 기재 태건트 물질은 호스트 물질로서 YGG를 포함하는 반면, 도 7에서 방출들(702)을 책임지는 기재 태건트 물질은 호스트 물질로서 YAG를 포함하였다. 그러나, 둘다의 예에서, 비고유 특징부 태건트에 대한 호스트 물질은 YAG를 포함하였다. 도 7의 예는 기재 태건트 및 비고유 특징부 태건트에 대한 호스트 물질이 동일한 것이 요구되지 않음을 예시하도록 제공된다.
도 6의 앞선 예와 함께, 도 7의 예에서, 기재 태건트는 물품 기재 내에 포함되며, 비고유 특징부 태건트는 기재 표면의 최상부에 인쇄된 매질(예컨대, 잉크) 내에 포함되었다. 기재 태건트는 방출(702)(예컨대, 물품의 기재-단독 구역에서 감지 가능한 모방 방출들)을 생성시키고, 기재 태건트와 비고유 특징부 태건트의 조합은 방출들(704)(예컨대, 물품의 비고유 특징부 구역에서 감지 가능한 모방 방출들)을 생성시켰다.
그래프(700)를 발생시키기 위해, 비고유 특징부들이 없는 제 3 시험 샘플들을 제조하였다. 더욱 특히는, (호스트 격자 물질 YAG 내에 Cr 20 중량% 및 Nd 0.7 중량%를 갖는) Cr:Nd:YAG를 포함하는 기재 태건트 물질을 종이 핸드시트 물품 기재에 첨가하였다. 제 3 시험 샘플들로부터 방출들(702)을 생성시키기 위하여, (전형적으로 660 nm에서) 기재 태건트 물질을 크로뮴 흡수 대역으로 여기시키는 데 LED를 사용하고, 방출(702)을 검출하였다.
비고유 특징부들을 갖는 제 4 시험 샘플들을 제조하였다. 더욱 특히는, (호스트 격자 물질 YGG 내에 Cr 20 중량%, Nd 0.7 중량% ? Yb 0.5 중량%를 갖는) Cr:Nd:Yb:YGG를 포함하는 다중 대역 특징부 태건트 물질 및 잉크 베이스를 포함하는 잉크를 생성시켰다. 잉크를 기재 태건트 물질이 포함된 종이 핸드시트 기재의 표면에 인쇄하였다. 제 2 시험 샘플들로부터 방출들(704)을 생성시키기 위하여, 기재 태건트 물질 및 비고유 특징부 태건트 물질 둘다를 크로뮴 흡수 대역으로 여기시키는 데 LED를 사용하였으며, 이로 인해 대역(710)(~ 870-905 nm에서), 대역(712)(~ 930-950 nm에서), 대역(714)(~ 1055-1070 nm에서) 및 대역(716)(~ 1110-1120 nm에서)에서 혼동된 방출이 생성되었다.
다시 한번, 비고유 특징부 태건트에서, YGG 격자에서의 이테르븀의 존재는 격자 구조를 약간 변형시켜서, 방출(704) 내의 혼동된 피크들이 기재 태건트 단독으로부터의 방출(702)에서의 피크와 정확하게 동일한 대역 방출을 나타내지 않았다. 또한, 이테르븀은 보충 대역(720)에서 보충 방출들을 생성시켰다.
적어도 하나의 예시적인 실시양태가 상기 상세한 설명에서 제시되었지만, 다수의 변화가 존재하는 것으로 이해되어야 한다. 예시적인 실시양태 또는 예시적인 실시양태들은 오직 예시적이며, 어떠한 방식으로도 본 발명의 범위, 적용성 또는 구성을 제한하고자 하는 것은 아님이 또한 이해되어야 한다. 오히려, 상기 상세한 설명은 발명의 예시적인 실시양태를 실행하기 위한 편의적인 로드맵(road map)을 당업계 숙련자에게 제공할 것이며, 이는, 첨부된 특허청구범위에 개시된 발명의 범위 및 그들의 법적 등가물들로부터 벗어나지 않고서, 예시적인 실시양태에서 기재된 요소들의 기능과 배열에서 다양한 변화가 가능함이 이해되어야 한다.
Claims (10)
- 제 1 표면 및 제 1 발광 태건트(taggant)를 갖는 기재로서, 상기 제 1 발광 태건트는 상기 기재를 포함하는 물질(들) 내에 균등하게 또는 비균등하게 분산되어 있고, 상기 기재가 기재 여기 에너지에 노출되는 경우, 상기 제 1 발광 태건트는 기재 방출 대역에서 기재 방출들을 생성시키는 기재; 및
제 1 발광 태건트가 존재하는 제 1 표면의 일부에 근접하게 위치하는 비고유 특징부(extrinsic feature)로서, 상기 비고유 특징부는, 상기 비고유 특징부가 비고유 특징부 여기 에너지에 노출되는 경우, 중첩 방출 대역에서 기재 방출 대역을 적어도 부분적으로 중첩하는 비고유 특징부 방출 대역에서 비고유 특징부 방출들을 생성시키는 제 2 발광 태건트를 포함하는 비고유 특징부를 포함하며,
여기서, 상기 제 1 표면의 일부에서, 기재 방출들과 비고유 특징부 방출들은 중첩 방출 대역에서 조합되어서, 기재 방출들과 구별 가능한 혼동된(confounded) 방출들을 생성시키고, 상기 혼동된 방출들은 방출 성질에서 적어도 10% 이상 상기 기재 방출들과 상이한
물품.
- 제1항에 있어서,
상기 제 1 발광 태건트가 제 1 방출 이온을 포함하고, 상기 제 2 발광 태건트가 제 1 방출 이온을 포함하고, 상기 기재 방출들 및 상기 비고유 특징부 방출들이 상기 제 1 및 제 2 발광 태건트들에서 상기 제 1 방출 이온에 의해 생성되는 물품.
- 제2항에 있어서,
상기 제 1 방출 이온이 제 1 도핑 밀도에서 제 1 발광 태건트 내로 혼입되어 있고, 상기 제 1 방출 이온이 상기 제 1 도핑 밀도와 상이한 제 2 도핑 밀도에서 제 2 발광 태건트 내로 혼입되어 있는 물품.
- 제1항에 있어서,
상기 제 1 발광 태건트가 제 1 방출 이온을 포함하고, 상기 제 2 발광 태건트가 상기 제 1 방출 이온과 상이한 제 2 방출 이온을 포함하고, 상기 기재 방출들이 상기 제 1 발광 태건트들에서 상기 제 1 방출 이온에 의해 생성되고, 상기 비고유 특징부 방출들이 상기 제 2 발광 태건트들에서 상기 제 2 방출 이온에 의해 생성되는 물품.
- 제1항에 있어서,
상기 물품은, 보충(supplemental) 이온을 포함하는 태건트가 보충 태건트 여기 에너지에 노출되는 경우, 기재 방출 대역 또는 비고유 특징부 방출 대역을 중첩하지 않는 보충 방출 대역에서 보충 방출을 생성시키는 보충 이온을 포함하는 물품.
- 제5항에 있어서,
상기 보충 태건트 여기 에너지가 기재 여기 에너지 및 비고유 특징부 여기 에너지와 상이한 물품.
- 제1항에 있어서,
상기 기재가 제 1 기재 가장자리, 및 상기 제 1 표면을 가로질러 상기 제 1 기재 가장자리에 대향하는 제 2 기재 가장자리를 갖고, 원위 축은 상기 제 1 및 제 2 기재 가장자리에 수직인 방향으로 한정되어 있으며,
상기 비고유 특징부의 제 1 특징부 가장자리가 상기 원위 축의 방향으로 상기 제 1 기재 가장자리로부터의 제 1 거리이고,
상기 비고유 특징부의 제 2 특징부 가장자리가 상기 원위 축의 방향으로 상기 제 2 기재 가장자리로부터의 제 2 거리이고,
상기 제 2 거리는 기재의 배향의 적어도 부분적인 결정이 가능하도록 상기 제 1 거리와 상이한 물품.
- 기재를 포함하는 물품을 인증하는 방법으로서,
상기 기재의 표면을 여기 에너지에 노출시키는 단계;
상기 표면의 제 1 구역에서, 제 1 방출 특성들을 갖는 제 1 방출들이 제 1 방출 대역에서 검출되는 지를 결정하는 단계로서,
상기 제 1 방출들은 상기 여기 에너지로부터 초래되고, 상기 제 1 구역은 비고유 특징부가 진짜 물품에서 존재하지 않는 구역에 상응하는 단계;
상기 표면의 제 2 구역에서, 상기 제 1 방출 특성들과 상이한 제 2 방출 특성들을 갖는 제 2 방출들이 제 1 방출 대역에서 검출되는 지를 결정하는 단계로서,
상기 제 2 방출들은 상기 여기 에너지로부터 초래되고, 상기 제 2 구역은 비고유 특징부가 진짜 물품에서 존재하는 구역에 상응하는 단계; 및
두 구역들로부터의 방출들이 방출 성질에서 적어도 10% 이상 상이한 경우 상기 물품을 진짜인 것으로 확인하는 단계
를 포함하는 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 방출들이 검출되는 경우, 및 상기 제 2 방출들이 상기 제 2 방출 특성들을 갖는 경우, 상기 물품이 진짜인 것으로 확인하는 단계; 및
상기 제 1 방출들, 제 2 방출들 또는 이들 모두가 검출되지 않는 경우, 또는 상기 제 2 방출들이 상기 제 2 방출 특성들을 갖지 않는 경우, 상기 물품이 진짜가 아닌 것으로 확인하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
- 기재를 포함하는 물품을 인증하기 위한 장치로서,
여기 에너지를 상기 기재의 표면에 향하도록 구조화된 하나 이상의 여기 에너지 발생기;
제 1 방출 대역에서 제 1 방출을 검출하도록 구조화된 제 1 방출 검출기; 및
상기 표면의 제 1 구역에서, 제 1 방출 특성들을 갖는 제 1 방출들이 제 1 방출 대역에서 검출되는 지를 결정하고, 상기 제 1 방출들은 상기 여기 에너지로부터 초래되고, 상기 제 1 구역은 비고유 특징부가 진짜 물품에서 존재하지 않는 구역에 상응하도록 구조화되고,
상기 표면의 제 2 구역에서, 상기 제 1 방출 특성들을 갖는 제 1 방출들과 상이한, 제 2 방출 특성들을 갖는 제 2 방출들이 제 1 방출 대역에서 검출되는 지를 결정하고, 상기 제 2 방출들은 상기 여기 에너지로부터 초래되고, 상기 제 2 구역은 비고유 특징부가 진짜 물품에서 존재하는 구역에 상응하도록 추가로 구조화되고,
두 구역들로부터의 방출들이 방출 성질에서 적어도 10% 이상 상이한 경우 상기 물품을 진짜인 것으로 확인하도록 추가로 구조화된 프로세싱 시스템
을 포함하는 장치.
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