KR102043929B1 - 검출기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 검출기에 대한 것으로서, 특히, 서로 상이한 파장대의 광을 출사하는 다수개의 광원을 이용하여 라만변이를 일으키는 특수물질이 보이는 잔광으로 특수물질이 형성된 대상물의 진위여부를 판단하는 검출기에 관한 것이다. 본 발명은 파장대가 서로 상이한 다수개의 발광 모듈을 이용하여 특수물질의 라만변이를 감지함으로써 잔광의 종류를 구분할 수 있으며, 이에 따라 특수물질의 종류도 구분할 수 있다. 또한, 본 발명은 다수개의 발광 모듈을 이용하므로 서로 다른 많은 특수물질을 적용한 후 이를 감지할 수 있으므로, 강력한 위조억제력을 발휘할 수 있다. 본 발명은 다수개의 발광 모듈로 스토크와 안티스토크 이동을 일으키는 특수물질의 종류를 정확하게 구분할 수 있어, 지폐에 적용될 경우 지폐의 진위여부뿐만 아니라 권종도 구분할 수 있다. 또한, 본 발명은 잔광의 강도에 따라 발광부의 발광강도를 제어하는 잔광강도 제어 모듈을 구비하여, 잔광이 너무 약하거나 너무 강해서 감지를 할 수 없는 문제를 방지할 수 있다.

Description

검출기{DETECTOR}

본 발명은 검출기에 대한 것으로서, 특히, 서로 상이한 파장대의 광을 출사하는 다수개의 광원을 이용하여 라만변이(Raman Shift)를 일으키는 특수물질이 보이는 잔광(afterglow)으로 특수물질이 형성된 대상물의 진위 여부를 판단하는 검출기에 관한 것이다.

일반적으로 유가증권을 포함하는 대상물은 특별한 기술을 적용하여 위조여부를 판단한다. 하지만, 위조기술의 발달로 대상물의 진위여부를 정확하게 판별하기 어려워지고 있다. 따라서, 이를 해결하기 위해서 라만변이를 일으키는 특수물질을 대상물에 적용하고 이를 광원을 통해 인식하는 기술이 적용되고 있다. 하지만, 현재 이러한 기술은 하나의 광원을 이용하기 때문에 라만변이를 일으키는 특수물질인지만을 인식할 수 있어 대상물의 진위 여부를 보다 정확하게 판단할 수 있는 기술이 요구되고 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2016-0119672호(2016.10.14. 공개)

본 발명의 목적은 대상물의 진위여부를 보다 확실하게 판단할 수 있는 검출기와 이를 이용한 검출 방법을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 서로 상이한 파장대의 광을 출사하는 다수개의 광원 모듈을 포함하는 발광부와, 상기 발광부에서 출사된 광이 특수물질로부터 여기되어 발광된 광을 수광하는 적어도 하나 이상의 수광 모듈을 포함하는 수광부, 및 상기 적어도 하나 이상의 수광 모듈을 포함하는 수광부에서 수광된 신호를 기반으로 상기 특수물질이 형성된 대상물의 진위여부를 판단하는 제어부를 포함하는 검출기를 제공한다.

상기 제어부는, 상기 다수개의 광원 모듈을 순차적으로 점등시키되, 상기 다수개의 광원 모듈 각각이 점등될 때 점멸되도록 펄스 전원을 인가하는 발광부 제어 모듈을 포함한다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 광원 모듈과 상기 수광 모듈은 다수개가 쌍을 이루고, 상기 제어부는, 상기 다수개의 광원 모듈을 동시에 점등시키되, 상기 광원 모듈과 수광 모듈을 포함하는 다수개의 쌍 간에는 근접한 다른 광원 모듈에서 출사된 광의 간섭을 방지하는 간섭방지 구조가 구비할 수도 있다.

상기 제어부는, 상기 수광부에 수광된 광에 포함된 잔광을 정규화한 후, 미리 저장된 특수물질마다 상이한 잔광 패턴과 상기 정규화된 잔광의 분산을 연산하여 분산값이 최소인 잔광 패턴에 대응되는 미리 저장된 특수물질을 상기 수광부에 수광된 광에 포함된 잔광을 방출한 특수물질인 것으로 판단하는 감지 모듈을 포함한다.

본 발명은 상기 수광부에서 수광하고자 하는 파장대 이외의 광은 차단하는 광학필터를 더 포함할 수 있다. 상기 수광부에서 수광되는 광에서 검출되는 잔광강도를 기준치와 비교하여, 상기 발광 제어 모듈을 통해 발광부의 발광강도를 제어하는 잔광강도 제어 모듈을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 발광부가 서로 상이한 파장대의 광을 출사하는 단계와, 상기 발광부에서 출사한 광이 특수물질로부터 여기되어 발광된 광을 수광부가 수광하는 단계, 및 상기 수광부에서 수광된 신호를 기반으로 상기 특수물질이 형성된 대상물의 진위여부를 제어부가 판단하는 단계를 포함하는 검출 방법을 제공한다.

상기 발광부에 포함된 다수개의 광원 모듈과 상기 수광부에 포함된 수광 모듈의 개수가 상이할 경우, 상기 발광부가 서로 상이한 파장대의 광을 출사하는 단계는, 상기 다수개의 광원 모듈을 순차적으로 점등시키되, 상기 다수개의 광원 모듈 각각이 점등될 때 점멸되도록 제어부가 펄스 전원을 인가하는 단계를 포함한다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 발광부에 포함된 다수개의 광원 모듈과 상기 수광부에 포함된 수광 모듈의 개수가 동일할 경우, 상기 발광부가 서로 상이한 파장대의 광을 출사하는 단계는, 상기 다수개의 광원 모듈을 동시에 점등시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 수광부에서 수광된 신호를 기반으로 상기 특수물질이 형성된 대상물의 진위 여부를 제어부가 판단하는 단계는, 상기 수광부에 수광된 광에 포함된 잔광을 정규화한 후, 미리 저장된 특수물질마다 상이한 잔광 패턴과 상기 정규화된 잔광의 분산을 연산하여 분산값이 최소인 잔광 패턴에 대응되는 미리 저장된 특수물질을 상기 수광부에 수광된 광에 포함된 잔광을 방출한 특수물질인 것으로 감지 모듈이 판단하는 단계를 포함하며, 상기 잔광은 상기 다수개의 광원 모듈 중 어느 하나가 점등된 후 소등된 이후에도 상기 특수물질로부터 방출되는 광을 의미한다.

상기 수광부에서 수광되는 광에서 검출되는 잔광강도를 기준치와 비교하여, 상기 제어부를 통해 상기 발광부의 발광강도를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 파장대가 서로 상이한 다수개의 발광 모듈을 이용하여 특수물질의 라만변이를 감지함으로써 잔광의 종류를 구분할 수 있으며, 이에 따라 특수물질의 종류도 구분할 수 있어 강력한 위조억제력을 발휘할 수 있다.

또한, 본 발명은 서로 상이한 종류의 특수물질을 2개 이상 대상물에 적용한 후 이를 각각 구분하여 검출할 수 있으므로, 위조가 불가능하다.

본 발명은 발광부와 수광부로 상대적으로 저렴한 상용 발광 다이오드와 포토 다이오드 등을 이용하므로 기존과 대비하여 제조비용을 크게 감소시킬 수 있다.

본 발명은 다수개의 발광 모듈로 스토크(stokes)와 안티스토크(anti-stokes) 이동을 일으키는 특수물질의 종류를 정확하게 구분할 수 있어, 지폐에 적용될 경우 지폐의 진위여부뿐만 아니라 권종도 구분할 수 있다.

또한, 본 발명은 잔광의 강도에 따라 발광부의 발광강도를 제어하는 잔광강도 제어 모듈을 구비하여, 잔광이 너무 약하거나 너무 강해서 감지를 할 수 없는 문제를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 검출기의 개념도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 검출기의 광학 필터 적용 여부에 따른 특수물질 발광 스펙트럼과 광학 필터 투과 스펙트럼.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 검출기에서 잔광을 설명하기 위한 스펙트럼.
도 4 내지 6은 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 검출기에서 특수물질의 진위여부를 판별방법을 설명하기 위한 그래프.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 검출기의 개념도.
도 8은 본 발명에 따른 검출기를 이용한 검출 방법의 순서도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 검출기의 개념도이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 검출기는 도 1에 도시된 바와 같이, 서로 상이한 파장대의 광을 방출하는 발광부(100)와, 발광부(100)에서 방출되어 특수물질(O)에서 발광되는 신호를 수신하는 수광부(200), 수광부(200)에서 수광된 신호를 기반으로 검출 대상물의 진위여부를 판단하는 제어부(300)를 포함한다.

발광부(100)는 진위여부를 판단하는 대상물에 서로 상이한 파장대의 광을 방출하기 위한 것으로서, 본 발명은 다수개의 발광 모듈, 예를 들어, 3개의 발광 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 이에 따라, 본 실시예는 발광부(100)가 제1 발광 모듈(110)과 제2 발광 모듈(120) 및 제3 발광 모듈(130)을 포함하는 것을 예시한다.

제1 발광 모듈(110)은 제1 파장대의 광을 생성하여 특수물질(O)에 출광한다. 여기서, 본 실시예는 제1 발광 모듈(110)이 생성하는 제1 파장대의 광을 자외선(ultraviolet rays)으로 예시한다. 또한, 이에 따라 제1 발광 모듈(110)은 UV LED(ultraviolet rays light emitting diode)를 포함한다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 자외선 파장대의 광을 생성하여 출광할 수 있다면 LED 이외의 다른 광원을 제1 발광 모듈(110)로 사용할 수도 있다.

제2 발광 모듈(120)은 제2 파장대의 광을 생성하여 특수물질(O)에 출광한다. 본 실시예는 제2 발광 모듈(120)이 생성하는 제2 파장대로 가시광선 파장대를 예시하며, 이에 따라, 제2 발광 모듈(120)은 가시광선 파장대의 광을 생성하여 출광하는 가시광선 LED를 포함할 수 있다. 여기서, 제2 발광 모듈(120)도 가시광선 LED 대신 가시광선 파장대의 광을 생성하는 다른 광원을 이용할 수도 있다.

제3 발광 모듈(130)은 제3 파장대의 광을 생성하여 특수물질(O)에 출광한다. 본 실시예는 제3 발광 모듈(130)이 적외선(infrared ray)을 발광하는 것을 예시하며, 이에 따라 제3 발광 모듈(130)이 적외선 파장대의 광을 생성하여 출광하는 IR LED(infrared ray light emitting diode)를 포함하는 것을 예시한다. 물론, 제3 발광 모듈(130) 역시 적외선 파장대의 광을 생성할 수 있다면 어떠한 광원이라도 사용할 수 있다.

한편, 전술된 실시예에서는 발광부(100)가 제1 발광 모듈(110)과 제2 발광 모듈(120) 및 제3 발광 모듈(130)을 포함하는 것을 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 발광부(100)가 서로 상이한 파장대의 광을 발광하는 두 개의 광원 모듈을 포함하거나, 서로 상이한 파장대의 광을 발광하는 4개 이상의 광원 모듈을 포함할 수도 있다.

수광부(200)는 발광부(100)에서 특수물질(O)에 출광되어 발광된 광을 수광한다. 본 실시예는 수광부(200)로 제1 발광 모듈(110)과 제2 발광 모듈(120) 및 제3 발광 모듈(130) 각각에서 출광되어 특수물질(O)에서 여기되어 발광된 광을 수광하는 포토 다이오드를 예시한다. 또한, 수광부(200)는 수광한 광에 대응되는 전기적 신호를 생성하여 제어부(300)에 전달한다. 여기서, 본 실시예는 하나의 수광 모듈을 포함하는 수광부(200)를 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 수광부(200)는 광원 모듈의 개수에 대응되는 수광 모듈을 포함할 수 있으며, 이 경우, 광원 모듈과 수광 모듈은 쌍을 이루게 된다. 또한, 각 쌍에 포함된 광원 모듈에서 출사된 광은 해당 쌍에 포함된 수광 모듈이 수광한다. 이때, 각 쌍 사이에 광 간섭, 즉, 광원 모듈에서 출사된 광이 다른 쌍에 포함된 수광 모듈에 간섭을 발생시키지 않도록 각 쌍 사이에는 차폐막 등의 간섭방지 구조가 구비되는 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 검출기의 광학 필터(210) 적용 여부에 따른 특수물질(O) 발광 스펙트럼과 광학 필터(210) 투과 스펙트럼이다.

한편, 본 발명은 수광부(200)가 수광하는 광에서 불필요한 광을 필터링하는 광학 필터(optical filter, 210)를 추가적으로 구비할 수 있다. 광학 필터(210)는 수광부(200)의 전단, 즉, 광이 유입되는 위치에 구비되어 수광부(200)에 유입되는 광에서 불필요한 광을 필터링한다. 도 2를 참조하면, 발광부(100)에서 광이 출사되어 특수물질(O)에서 발광되면 수광부(200)를 통해 도 2의 (a)와 같은 스펙트럼이 나타나지만, 광학 필터(210)가 구비될 경우, 도 2의 (a)와 같은 스펙트럼은 도 2의 (b)와 같이 변화된다. 이러한 광학 필터(210)는 특정한 파장대 범위의 광만을 통과시키며, 본 실시예는 광학 필터(210)가 제1 발광 모듈(110)과 제2 발광 모듈(120) 및 제3 발광 모듈(130)이 출광하는 파장대의 광만을 통과시키는 것이 효과적이다.

제어부(300)는 발광부(100)의 발광을 제어하며 수광부(200)로부터 수광된 광을 기반으로 특수물질의 진위여부를 판단하여 표시한다. 이를 위해서, 제어부(300)는 발광부(100)를 제어하는 제어 모듈(310)과, 특수물질에서 발광된 광을 판단하여 특수물질의 진위여부를 판단하는 감지 모듈(320)을 포함한다.

제어 모듈(310)은 발광부(100)를 제어하는 발광 제어 모듈(311)과, 감지 모듈(320)의 감지 결과를 표시하도록 제어하는 감지 결과 표시 모듈(312)을 포함한다.

발광 제어 모듈(311)은 대상물의 진위여부를 판별하기 위해서 사용자로부터 작동 입력을 받으면, 발광부(100)에 포함된 다수개의 발광 모듈을 순차적으로 발광시킨다. 여기서, 본 실시예는 발광부(100)로 3개의 발광 모듈, 즉, 제1 발광 모듈(110)과 제2 발광 모듈(120) 및 제3 발광 모듈(130)을 예시하였으므로, 발광 제어 모듈(311)은 제1 발광 모듈(110)과 제2 발광 모듈(120) 및 제3 발광 모듈(130)을 순차적으로 발광시킨다. 이에 따라, 제1 발광 모듈(110)이 점등되면 제2 발광 모듈(120)과 제3 발광 모듈(130)은 소등되며, 제2 발광 모듈(120)이 점등되면 제1 발광 모듈(110)과 제3 발광 모듈(130)은 소등된다. 또한, 제3 발광 모듈(130)이 점등되면 제1 발광 모듈(110)과 제2 발광 모듈(120)이 소등된다. 이와 같이, 제1 내지 제3 발광 모듈(110, 120, 130)이 순차적으로 점등되어 각각이 서로 상이한 파장대의 광을 출광하며, 출광된 광은 특수물질(O)에서 발광되어 수광부(200)로 수광된다. 한편, 본 발명은 제1 내지 제3 발광 모듈(110, 120, 130)이 소정 횟수, 예를 들어, 5번 정도 순차적으로 점등되도록 하며, 점등시마다 진위여부를 판단한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 검출기에서 잔광을 설명하기 위한 스펙트럼이다.

한편, 발광 제어 모듈(311)은 제1 내지 제3 발광 모듈(110, 120, 130)이 점멸 발광하도록 펄스 폭 변조(pulse width modulation, PWM) 방식으로 제1 내지 제3 발광 모듈(110, 120, 130)에 전원을 공급하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 도 3과 같이, 제1 내지 제3 발광 모듈(110, 120, 130)에서 생성되는 광은 각각이 A, B, C와 같은 스펙트럼을 보이지만, 특수물질(O)에서 발광된 광은 잔광 현상이 나타나기 때문에 A'와 B' 및 C'와 같은 잔광 스펙트럼이 나타난다. 즉, 발광부(100)를 t1에서 t2까지의 시간동안 점등시키고 t2에서 t3까지의 시간동안 소등시켰을 경우, 수광부(200)를 통해 감지되는 광은 발광부(100)가 점등되어 있는 t1에서 t2의 시간동안에는 일정수준의 발광강도를 유지한다. 또한, 발광부(100)가 소등된 t2에서 t3까지의 시간동안에는 발광강도가 서서히 감소하여 일정시간 이후에는 소멸하게 된다. 이와 같이, 본 발명은 발광부(100)를 연속적으로 온/오프(ON/OFF)시키면서 신호를 측정하는 방식으로 특수물질(O) 고유의 발광수명 특성을 확인할 수 있다.

감지 결과 표시 모듈(312)은 후술될 감지 모듈(320)에서 특수물질(O)을 감지한 감지 결과를 표시하도록 한다. 이를 위해서, 본 발명은 진동으로 감지 결과를 표시하는 진동 모듈이나 광의 색상이나 점멸 상태로 감지 결과를 표시하는 광원 모듈을 추가적으로 구비할 수도 있다. 여기서, 진동 모듈은 감지 결과 진품일 경우 짧게, 예를 들어, 1초 정도 진동하고, 가품일 경우 상대적으로 길게, 예를 들어, 3초 정도 진동함으로써 감지 결과를 표시할 수 있다. 또한, 광원 모듈은 기본적으로 적색과 녹색에 의해서 가품과 진품을 각각 표시할 수 있으며, 한가지 색상일 경우 일정 시간, 예를 들어, 5초 정도 점등되어 있으면 진품, 0.5초 정도로 빠르게 점멸할 경우 가품인 것으로 표시할 수도 있다. 또한, 스피커를 추가적으로 구비하여 소리를 통해 진품과 가품을 표시할 수도 있다. 물론, 본 발명은 진동 모듈이나 광원 모듈 및 스피커를 추가적으로 구비하지 않고, 전술된 발광부(100)를 이용하여 감지 결과를 표시할 수도 있다. 이 경우, 사용자가 시인할 수 있는 파장대인 가시광선을 발광하는 제2 발광 모듈(120)을 이용할 수 있으며, 제2 발광 모듈(120)이 5초 정도 점등되어 있으면 진품, 0.5초 정도로 빠르게 점멸할 경우 가품인 것으로 표시할 수 있다.

감지 모듈(320)은 수광부(200)에서 수광한 광을 기반으로 특수물질(O)의 판단함으로써 특수물질(O)이 구비된 대상물의 진위여부를 판별한다. 이를 위해서, 감지 모듈(320)은 수광부(200)에서 수광한 광이 특수물질(O)에서 발광된 광인지 판단하는 잔광 판단 모듈(321)과, 잔광 판단 모듈(231)에서 판단된 잔광을 정규화하는 정규화 모듈(322), 및 정규화 모듈(322)을 통해 정규화된 잔광과 미리 저장된 특수물질(O)마다 상이한 잔광 패턴의 분산값을 연산하여 특수물질을 판별하는 특수물질 판별 모듈(323)을 포함한다.

도 4 내지 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 검출기에서 특수물질(O)의 진위여부를 판별방법을 설명하기 위한 그래프이다.

잔광 판단 모듈(321)은 수광부(200)에서 수광한 광에 잔광이 포함되어 있는지를 판단하여, 해당 광이 특수물질(O)에서 여기되어 발광된 광인지 판단한다. 이는 잔광 판단 모듈(321)이 특수물질(O)마다 상이한 잔광 발광 시간, 즉, 발광수명을 측정함으로써 판단할 수 있다. 또한, 이에 따라, 잔광 판단 모듈(321)은 발광부(100)가 점멸하는 사이, 즉, 발광부(100)가 점등되어 일정한 발광 강도가 측정되다가 소등되는 순간, 일정 시간, 예를 들어, 수 나노초(ns)에서 수백 밀리초(ms) 동안 강도가 감소되는 광이 측정된다면 잔광 판단 모듈(321)은 이를 잔광으로 판단한다. 또한, 잔광 판단 모듈(321)은 수광부(200)에서 수광한 광에 잔광이 포함되어 있을 경우, 해당 광은 특수물질(O)에서 여기되어 발광된 광인 것으로 판단한다. 한편, 잔광 판단 모듈(321)은 수광부(200)에서 수신한 반사광에서 노이즈를 제거한 후 잔광을 판단할 수 있다.

정규화 모듈(322)은 수광부(200)에 수신되어 생성된 신호의 패턴과, 미리 저장된 특수물질(O)마다 상이한 데이터베이스의 패턴을 비교하기 위해서 잔광 판단 모듈(231)에서 판단된 잔광을 정규화한다. 패턴의 비교는

패턴과

패턴을 매칭시켜

패턴에 가장 근접한

패턴을 판단하고, 해당

패턴을 미리 저장된 데이터베이스와 비교하여

패턴에 해당하는 특수물질(O)의 종류를 알 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이,

이 제1 발광 모듈(110),

가 제2 발광 모듈(120),

가 제3 발광 모듈(130)에서 출광되어 특수물질(O)에서 여기되어 발광된 광 중 잔광이라 할 때, 기존에 미리 저장된

패턴과

,

및

를 비교하여 특수물질(O)의 진위여부와 종류를 알 수 있다.

여기서,

패턴(그래프)는 아래의 수학식 1로 표현할 수 있으며,

에 대해서 최소 제곱법을 이용하여 최적의

와

를 연산한다. 이후,

와

에 대해서도 최적의

와

를 연산한다.

와

에 대해서 연산하는 동안,

과

,

와

,

와

에 대해서 분산을 추정한다.

수학식 1에서,

는 특수물질(O)마다 상이한 잔광 패턴,

은 발광부(100)에서 수신하여 생성된 광의 잔광 패턴,

는 인수,

는 오프셋을 의미한다.

여기서, 특정한

값과

값에서 최소값을 갖는 함수

를 아래의 수학식 2와 같이 표현했을 때, 최소값을 찾기 위해서 미분방정식을 적용한 함수의 유도값 연산은 아래의 수학식 3 내지 수학식 6과 같이 연산할 수 있다.

여기서, 수학식 3은 인수

에 대한 연산이며, 해법은 수학식 4와 같다.

여기서, 수학식 5는 오프셋

에 대한 연산이며, 해법은 수학식 6과 같다.

또한, 오프셋(

)의 총합은

되며, n은 정수 55이다. 이를 표현하면 아래의 수학식 7 및 수학식 8과 같다.

여기서, 수학식 8을 정리하면 아래의 수학식 9과 같다.

또한, 크라머 법칙(Cramer's rule)을 이용하여 인수

와 오프셋

를 아래의 수학식 10 및 수학식 11과 같이 표현할 수 있다.

특수물질 판별 모듈(323)은 정규화 모듈(322)을 통해 정규화된 잔광과 미리 저장된 특수물질(O)마다 상이한 잔광 패턴들의 분산값을 연산하여 분산값이 최소인 패턴을 특수물질인 것으로 판별한다. 도 6을 참조하면, 3개의 그래프에 대해서 X와 Y1, X와 Y2 및 X와 Y3의 수학적인 분산을 연산할 수 있다. 또한, 최소분산은 가장 근접한 신호를 의미한다.

도 6을 참조하면,

가

패턴과 가장 근접한 것을 알 수 있으며, 이를 인지하는 순간 감지가 완료된다. 이때, 본 발명은 도 6을 참조하면, 잔광 패턴의 최소값과 최대값의 차이(D)가 250이상일 때 정상값으로 판단하며, 그 이하일 경우, 잔광 패턴이 정상적이지 않은 것으로 판단한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 파장대가 서로 상이한 다수개의 발광 모듈을 이용하여 특수물질(O)의 라만변이를 감지함으로써 잔광의 종류를 구분할 수 있으며, 이에 따라 특수물질(O)의 종류도 구분할 수 있다. 또한, 본 발명은 다수개의 발광 모듈을 이용하므로 서로 다른 많은 특수물질(O)을 적용한 후 이를 감지할 수 있으므로, 강력한 위조억제력을 발휘할 수 있다. 본 발명은 다수개의 발광 모듈로 스토크와 안티스토크 이동을 포함하는 라만변이를 일으키는 특수물질(O)의 종류를 정확하게 구분할 수 있어, 지폐에 적용될 경우 지폐의 진위여부뿐만 아니라 권종도 구분할 수 있다.

다음은 오토 게인 제어(Auto Gain Control) 기술이 적용된 본 발명의 제2 실시예에 따른 검출기를 이용한 검출 방법에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 후술될 내용 중 전술된 본 발명의 제1 실시예에 따른 검출기의 설명과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 검출기의 개념도이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 검출기는 도 7에 도시된 바와 같이, 서로 상이한 파장대의 광을 방출하는 발광부(100)와, 발광부(100)에서 방출되어 특수물질(O)에서 여기되어 발광되는 신호를 수신하는 수광부(200), 수광부(200)에서 수광된 신호를 기반으로 검출 대상물의 진위여부를 판단하는 제어부(300)를 포함한다. 또한, 제어부(300)는 잔광강도 제어 모듈(313)을 포함한다. 여기서, 잔광강도 제어 모듈(313)을 제외한 제어부(300)와, 발광부(100) 및 수광부(200)에 대한 설명은 전술된 본 발명의 제1 실시예에 따른 검출기의 설명과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.

본 발명에서 발광부(100)는 매우 짧은 펄스 동안 광을 방출한다. 그러나, 발광부(100) 제어 모듈(310)이 너무 적은 전력을 발광부(100)에 인가하면 수광부(200)가 인식할 수 없을 정도로 잔광이 너무 약해진다. 또한, 발광부(100) 제어 모듈(310)이 너무 많은 전력을 발광부(100)에 인가하면 잔광이 너무 강해지고, 다음 잔광이 이전 잔광에 영향을 받게 되어 인식이 어렵게 된다. 따라서, 잔광강도 제어 모듈(313)은 처음에는 충분히 강한 강도의 전원(펄스)을 발광부(100)에 인가한 후 제어부(300)에서 인식되는 잔광의 강도를 판단하여, 다음 발광부(100)에 전원을 인가할 때 전원의 크기를 조절한다. 즉, 잔광의 강도가 너무 강하면 발광부(100)에 인가되는 전원의 크기를 줄이고, 잔광의 강도가 너무 약하면 발광부(100)에 인가되는 전원의 크기를 높인다. 이때, 발광부(100)에서는 광을 방출하였으나, 수광부(200)에서 잔광이 인식되지 않을 경우, 잔광의 강도가 너무 약한 것으로 판단할 수 있다. 물론, 여러번, 예를 들어, 5번 정도 인식한 후에도 잔광이 인식되지 않을 경우에는 해당 특수물질(O)이 라만변이를 일으키는 특수물질(O)이 아닌 것으로 판단한다.

상술한 바와 같이, 본 실시예는 잔광의 강도에 따라 발광부(100)의 발광강도를 제어하는 잔광강도 제어 모듈(313)을 구비하여, 잔광이 너무 약하거나 너무 강해서 감지를 할 수 없는 문제를 방지할 수 있다.

다음은 본 발명에 따른 검출기를 이용한 검출 방법에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 후술될 내용 중 전술된 본 발명에 따른 검출기의 설명과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.

도 8은 본 발명에 따른 검출기를 이용한 검출 방법의 순서도이다.

본 발명에 따른 검출기를 이용한 검출 방법은 도 8에 도시된 바와 같이, 발광하는 단계(S1)와, 수광하는 단계(S3), 및 진위 여부를 판단하는 단계(S3)를 포함한다.

발광하는 단계(S1)는 대상물에 구비된 특수물질(O)에 서로 상이한 파장대의 발광 모듈을 순차적으로 점등시켜 서로 상이한 파장대의 광을 출광시킨다. 여기서, 본 실시예는 제1 발광 모듈(110)과 제2 발광 모듈(120) 및 제3 발광 모듈(130)이 순차적으로 점등되며, 이에 따라, 발광하는 단계는 발광하는 단계는 제1 발광 모듈(110)이 발광하는 단계와, 제2 발광 모듈(120)이 발광하는 단계, 및 제3 발광 모듈(130)이 발광하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 각각의 발광 모듈은 하나씩 순차적으로 점등된다.

수광하는 단계(S2)는 발광하는 단계(S1)에서 출광되어 특수물질(O)에서 여기되어 발광된 광을 수광부(200)가 수광한다. 여기서, 수광하는 단계(S2)는 발광하는 단계(S1)가 수행될 때, 즉, 발광부(100)에서 광이 출사될 때에만 수행되는 것이 바람직하다.

진위 여부를 판단하는 단계(S3)는 수광하는 단계(S2)에서 수광부(200)를 통해 수광된 광을 기반으로 특수물질(O)을 판단하여, 특수물질(O)이 구비된 대상물의 진위 여부를 판단한다. 이를 위해서, 진위 여부를 판단하는 단계(S3)는 잔광을 판단하는 단계(S3-1)와, 정규화하는 단계(S3-2), 및 특수물질을 판별하는 단계(S3-3)를 포함한다.

잔광을 판단하는 단계(S3-1)는 수광하는 단계(S2)에서 수광한 광에 잔광이 포함되어 있는지를 잔광 판단 모듈(321)이 판단한다. 이는 잔광 판단 모듈(321)이 특수물질(O)마다 상이한 잔광 발광 시간, 즉, 발광수명을 측정함으로써 판단할 수 있다.

정규화하는 단계(S3-2)는 정규화 모듈이 수광부(200)에 수신되어 생성된 신호의 패턴과, 미리 저장된 특수물질(O)마다 상이한 데이터베이스의 패턴을 비교하기 위해서 잔광 판단 모듈(231)에서 판단된 잔광 신호를 정규화한다.

특수물질을 판별하는 단계(S3-3)는 정규화하는 단계(S3-2)에서 정규화된 잔광 신호를 미리 저장된 특수물질(O)마다 상이한 잔광 패턴들의 분산값을 특수물질 판별 모듈이 연산하여 분산값이 최소인 패턴을 특수물질인 것으로 판별한다.

한편, 본 발명은 특수물질(O)의 인식률을 증가시키기 위해서, 광의 광도에 따라 발광부(100)의 발광강도를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

발광강도를 제어하는 단계는 충분히 강한 강도의 전원(펄스)을 발광부(100)에 인가한 후 제어부(300)에서 인식되는 잔광의 강도를 잔광강도 제어 모듈(313)이 판단하여, 다음 발광부(100)에 전원을 인가할 때 전원의 크기를 조절한다. 즉, 잔광의 강도가 너무 강하면 발광부(100)에 인가되는 전원의 크기를 줄이고, 잔광의 강도가 너무 약하면 발광부(100)에 인가되는 전원의 크기를 높인다. 이 경우, 광의 잔광 강도를 적절하게 유지할 수 있으므로, 특수물질(O)의 인식 확률을 증가시킬 수 있다.

이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 발광부 110: 제1 발광 모듈
120: 제2 발광 모듈 130: 제3 발광 모듈
200: 수광부 210: 광학 필터
300: 제어부 310: 제어 모듈
311: 발광 제어 모듈 312: 감지 결과 표시 모듈
313: 잔광강도 제어 모듈 320: 감지 모듈
321: 잔광 판단 모듈 322: 정규화 모듈
323: 특수물질 판별 모듈 O: 특수물질

Claims (11)

1. 라만변이를 일으키는 특수물질을 인식하여 상기 특수물질이 적용된 대상물의 진위여부를 판단하는 검출기로서,
   상기 특수물질에 서로 상이한 파장대의 광을 출사하는 다수개의 광원 모듈을 포함하는 발광부와,
   상기 발광부에서 출사된 광이 특수물질로부터 여기되어 발광된 광을 수광하는 적어도 하나 이상의 수광 모듈을 포함하는 수광부, 및
   상기 적어도 하나 이상의 수광 모듈을 포함하는 수광부에서 수광된 광에 포함되며 특수물질마다 상이한 잔광 패턴을 기반으로 상기 특수물질이 형성된 대상물의 진위 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 검출기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 다수개의 광원 모듈을 순차적으로 점등시키되, 상기 다수개의 광원 모듈 각각이 점등될 때 점멸되도록 펄스 전원을 인가하는 발광부 제어 모듈을 포함하는 검출기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 광원 모듈과 상기 수광 모듈은 다수개가 쌍을 이루며,
   상기 제어부는,
   상기 다수개의 광원 모듈을 동시에 점등시키고,
   상기 광원 모듈과 수광 모듈을 포함하는 다수개의 쌍 간에는 근접한 다른 광원 모듈에서 출사된 광의 간섭을 방지하는 간섭방지 구조가 구비된 검출기.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 수광부에 수광된 광에 포함된 잔광을 정규화한 후, 미리 저장된 특수물질마다 상이한 잔광 패턴과 상기 정규화된 잔광의 분산을 연산하여 분산값이 최소인 잔광 패턴에 대응되는 미리 저장된 특수물질을 상기 수광부에 수광된 광에 포함된 잔광을 방출한 특수물질인 것으로 판단하는 감지 모듈을 포함하며,
   상기 잔광은 상기 다수개의 광원 모듈 중 어느 하나가 점등된 후 소등된 이후에도 상기 특수물질로부터 방출되는 광인 검출기.
5. 제4항에 있어서,
   상기 수광부에서 수광하고자 하는 파장대의 광 이외의 광은 차단하는 광학필터를 포함하는 검출기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 수광부에서 수광되는 광에서 검출되는 잔광강도를 기준치와 비교하여, 상기 발광부 제어 모듈을 통해 발광부의 발광강도를 제어하는 잔광강도 제어 모듈을 더 포함하는 검출기.
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