KR20220099048A - Detection method and detector for security materials using multiple photo-sensors - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 복수 개의 광센서를 사용하는 특수물질 검출 방법 및 검출기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 흡수 파장 대역이 상이한 복수 개의 광센서를 사용하고 각 광센서의 광 검출 결과를 조합하여 특수물질로부터의 방출광 파장을 결정함으로써 특수물질을 검출하는 방법 및 검출기에 관한 것이다.The present invention relates to a method and a detector for detecting a special substance using a plurality of photosensors, and more particularly, a plurality of photosensors having different absorption wavelength bands are used and the photodetection results of each photosensor are combined to detect a special substance. It relates to a method and a detector for detecting a special substance by determining the wavelength of the emitted light.
은행권, 유가증권, 상품권, 납세필증(증지), 여권, 신분증, 보안라벨 등의 보안문서 또는 일반적인 상품들의 위변조 방지 및 정품인증을 위해 다양한 특수물질이 사용되고 있는데, 특히 특정 파장의 여기광에 감응하여 특정 파장의 방출광을 방출하는 특성을 갖는 특수물질이 많이 사용되고 있다. 여기에서 특정 파장은 자외선, 가시광선, 적외선(근적외선, 중적외선 포함) 대역의 전자기파를 의미한다. 특수물질이 특정 파장의 전자기파에 여기(감응)되어 특정 파장의 전자기파를 방출하면 이를 감지하고 인식함으로써 특수물질의 포함여부를 판단하는 것이다.A variety of special materials are used to prevent forgery and activation of security documents or general products such as banknotes, securities, gift certificates, tax payment certificates, passports, ID cards, and security labels. A special material having a characteristic of emitting light of a wavelength is widely used. Here, the specific wavelength refers to electromagnetic waves in the ultraviolet, visible, and infrared (including near-infrared and mid-infrared) bands. When a special substance is excited (sensitized) to an electromagnetic wave of a specific wavelength and emits an electromagnetic wave of a specific wavelength, it is detected and recognized to determine whether the special substance is included.
특수물질 검출기(감응기기) 및 인식방법에 대한 기술은 주로 물질의 광학 특성을 활용한다. 대한민국 등록특허 제1104841호에서는 특수물질을 여기시키기 위한 광원부, 광에 반응하여 특수물질로부터 방출되는 특정 파장의 방출광만을 투과시키는 광학필터 및 상기 광학필터를 통과한 특정 파장의 광을 감지하기 위한 광센서를 필수 구성요소로 하고 있다. 특정 파장의 광만을 투과시키는 광학필터를 광센서 앞단에 배치시키고 광센서에서는 일정 세기 이상의 광이 감지될 경우에 한해서만 해당 특수 물질이 포함되어 있다고 인식하게 된다. 그런데, 이러한 특정 파장의 광만을 투과시키는 광학필터를 설계 및 제작하는데 추가 비용이 발생하며, 광학필터를 통과하면서 광의 세기가 감소하여 결과적으로 검출기의 감도가 저하되는 문제점이 있다.Techniques for special substance detectors (sensitive devices) and recognition methods mainly utilize the optical properties of substances. In Korean Patent Registration No. 1104841, a light source unit for exciting a special material, an optical filter that transmits only emission light of a specific wavelength emitted from a special material in response to light, and light for detecting light of a specific wavelength that has passed through the optical filter The sensor is an essential component. An optical filter that transmits only light of a specific wavelength is placed in front of the optical sensor, and the optical sensor recognizes that the special material is included only when light of a certain intensity or higher is detected. However, there is a problem in that an additional cost is incurred in designing and manufacturing an optical filter that transmits only light of a specific wavelength, and the intensity of the light decreases while passing through the optical filter, resulting in a decrease in the sensitivity of the detector.
이러한 문제를 해결하기 위해, 대한민국 등록특허 제1573657호에서는 적외선 여기-가시광 발광 특성을 갖는 특수 형광체(안티-스토크, Anti-stokes 물질)의 발광수명을 감지하여 진위식별을 하는 특수 형광체 감지방법이 제안되었다. 이 기술은 센서에서 감지되는 광의 발광수명을 측정하여 해당물질의 존재 유무를 식별하는 방법으로서, 펄스파 형태의 여기광을 특수물질에 조사하고 여기광이 오프(OFF)된 이후에 방출광을 측정함으로써 해당 특수 형광체의 발광수명을 검출하는 기술이다. 그런데, 이러한 기술은 광원과 센서를 해당 특수 형광체에 최적화하여 효율적인 휴대형 인식기기를 제조할 수 있다는 장점은 있으나, 센서 역할로서 일반적인 포토다이오드를 사용할 시에 특정 파장을 가지는 방출광만에 대한 신호선별이 힘들기 때문에 검출기에서 물질 구분이 어렵다는 단점이 있다. 또한, 상이한 파장이지만 발광수명이 유사한 특성을 갖는 다른 물질에 대해서는 분별성이 크게 떨어질 수 있으므로, 안티-스토크 물질과 같은 매우 특이한 물질에 대해서만 제한적으로 적용이 가능하다는 문제가 있다.To solve this problem, Korean Patent Registration No. 1573657 proposes a special phosphor detection method for authenticity identification by detecting the emission lifetime of a special phosphor (anti-stoke, anti-stokes material) having infrared excitation-visible light emission characteristics. became This technology is a method of identifying the presence or absence of a substance by measuring the emission lifetime of the light detected by the sensor. The excitation light in the form of a pulse wave is irradiated to a special material and the emitted light is measured after the excitation light is turned off. This is a technology that detects the emission lifetime of the special phosphor. However, this technology has the advantage of being able to manufacture an efficient portable recognition device by optimizing the light source and the sensor to the corresponding special phosphor, but when using a general photodiode as a sensor, it is difficult to select only the emitted light having a specific wavelength. Therefore, there is a disadvantage in that it is difficult to distinguish substances in the detector. In addition, there is a problem in that it can be applied only to very specific materials such as anti-stoke materials, since discrimination may be greatly reduced with respect to other materials having similar characteristics with different wavelengths but with similar emission lifetimes.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 광학 필터를 사용하지 않고, 흡수 파장 대역이 상이한 복수 개의 일반적인 광센서를 사용하고, 특수물질로부터 방출된 방출광의 각 광센서별 검출 결과를 조합하여 파장을 결정함으로써 특수물질을 검출하는 방법 및 검출기를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was devised to solve the problems of the prior art as described above, without using an optical filter, using a plurality of general optical sensors having different absorption wavelength bands, and for each optical sensor of emitted light emitted from a special material An object of the present invention is to provide a method and a detector for detecting a special substance by determining a wavelength by combining detection results.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 특수물질 검출방법으로서, 상기 특수물질이 광원에 의해 여기되어 방출광을 발생하는 단계; 흡수 파장 대역이 상이한 복수 개의 광센서가 상기 방출광을 검출하는 단계; 및 상기 각 광센서에서 상기 방출광이 검출되거나 검출되지 않은 결과를 조합하여 상기 수신된 방출광의 파장을 결정하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다. 여기서 상기 광원은 발광 파장이 다른 복수 개의 광원을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method for detecting a special substance, the method comprising: excitation of the special substance by a light source to generate emitted light; detecting the emitted light by a plurality of optical sensors having different absorption wavelength bands; and determining the wavelength of the received emitted light by combining the results of the detected or undetected emitted light from each of the photosensors. Here, the light source may include a plurality of light sources having different emission wavelengths.
상기 방법은 상기 결정된 파장으로부터 상기 특수물질의 검출 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include determining whether the special material is detected from the determined wavelength.
상기 각 광센서의 흡수 파장 대역은 상호 독립 또는 중복된 파장 범위를 가질 수 있다.The absorption wavelength bands of the respective photosensors may have mutually independent or overlapping wavelength ranges.
상기 조합은 상기 방출광이 검출된 모든 광센서의 각 흡수 파장 대역을 합친 대역에서 상기 방출광이 검출되지 않은 모든 광센서의 각 흡수 파장 대역을 배제하는 것일 수 있다.The combination may be to exclude each absorption wavelength band of all photosensors in which the emitted light is not detected from a band in which each absorption wavelength band of all the photosensors in which the emitted light is detected is combined.
상기 조합은 상기 방출광이 검출된 모든 광센서의 상대적인 전기 신호 세기 차이에 기초하여 상기 방출광의 파장을 확인하는 것일 수 있다.The combination may be to confirm the wavelength of the emitted light based on a difference in relative electrical signal intensity of all the photosensors in which the emitted light is detected.
상기 광원의 발광 파장은 상기 특수물질의 흡수 대역에 기초하여 선택될 수 있다.The emission wavelength of the light source may be selected based on the absorption band of the special material.
상기 복수 개의 광센서는 각각 반도체 소재가 상이한 포토다이오드일 수 있다.Each of the plurality of photosensors may be a photodiode having a different semiconductor material.
상기 복수 개의 광센서는 각각 수광 파장 대역이 상이한 포토다이오드일 수 있다.The plurality of photosensors may be photodiodes having different light-receiving wavelength bands, respectively.
상기 복수 개의 광센서는 각각 수광 파장별 감도가 상이한 포토다이오드일 수 있다.The plurality of photosensors may be photodiodes having different sensitivities for each light-receiving wavelength.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 광원; 및 흡수 파장 대역이 상이한 복수 개의 광센서를 포함하고, 상기 광원에 의해 상기 특수물질이 여기되어 방출광이 발생되면, 상기 각 광센서에서 상기 방출광이 검출되거나 검출되지 않은 결과를 조합하여 상기 수신된 방출광의 파장을 결정하는, 특수물질 검출기가 제공된다. 여기서 상기 광원은 발광 파장이 다른 복수 개의 광원을 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, for achieving the above technical problem, a light source; and a plurality of optical sensors having different absorption wavelength bands, and when the special material is excited by the light source to generate emitted light, the respective optical sensors combine a result of detecting or not detecting the emitted light to receive the signal. A special substance detector is provided, which determines the wavelength of the emitted light. Here, the light source may include a plurality of light sources having different emission wavelengths.
상기 각 광센서의 흡수 파장 대역은 상호 독립 또는 중복된 파장 범위를 가질 수 있다.The absorption wavelength bands of the respective photosensors may have mutually independent or overlapping wavelength ranges.
상기 조합은 상기 방출광이 검출된 모든 광센서의 각 흡수 파장 대역을 합친 대역에서 상기 방출광이 검출되지 않은 모든 광센서의 각 흡수 파장 대역을 배제하는 것일 수 있다.The combination may be to exclude each absorption wavelength band of all photosensors in which the emitted light is not detected from a band in which each absorption wavelength band of all the photosensors in which the emitted light is detected is combined.
이상과 같이, 본 발명에 따르면, 흡수 파장 대역이 상이한 복수 개의 광센서를 사용하여, 특수물질로부터 방출된 방출광의 각 광센서별 검출 결과를 조합하여 파장을 결정함으로써, 광학필터를 사용하지 않고도 방출광 세기 저하 없이 포토다이오드의 소재 특성만을 활용하여 방출광의 파장을 확인하여 특수물질의 확인(진위 식별)이 가능한 효과가 있다.As described above, according to the present invention, a plurality of optical sensors having different absorption wavelength bands are used to determine the wavelength by combining the detection results for each optical sensor of emitted light emitted from a special material, thereby emitting light without using an optical filter. There is an effect that it is possible to identify a special substance (identification of authenticity) by checking the wavelength of the emitted light by using only the material characteristics of the photodiode without lowering the light intensity.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 검출기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토다이오드의 소재에 따른 흡수특성 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토다이오드 설계 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 특수물질 검출방법에 대한 구체적인 일례를 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 포토다이오드 설계 개념도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a detector according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph of absorption characteristics according to materials of a photodiode according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram of a photodiode design according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a specific example of a method for detecting a special substance according to an embodiment of the present invention.
5 is a conceptual diagram of a photodiode design according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 실시예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 도시되고 설명되며 그 이외 부분의 도시와 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않도록 생략하였다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. In the following description, only the parts necessary for understanding the operation according to the embodiment of the present invention are shown and described, and the illustration and description of other parts are omitted so as not to obscure the gist of the present invention. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein.
또한, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.In addition, the terms or words used in the present specification and claims described below should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, and meanings consistent with the technical spirit of the present invention so that the present invention can be most appropriately expressed. and should be interpreted as a concept.
설명의 간략함을 위해, 본 명세서에서는 예시를 들어 순서도 또는 플로우 차트의 형태로 하나 이상의 방법이 일련의 단계로서 도시되고 기술되어 있지만, 본 발명이 단계들의 순서에 의해 제한되지 않는데 그 이유는 본 발명에 따라 본 명세서에 도시되고 기술되어 있는 것과 다른 순서로 또는 다른 단계들과 동시에 행해질 수 있기 때문이라는 것을 잘 알 것이다. 또한, 예시된 모든 단계들이 본 발명에 따라 방법을 구현해야만 하는 것은 아닐 수 있다.For simplicity of explanation, one or more methods are shown and described herein as a series of steps, by way of example, in the form of a flow chart or flow chart, by way of example, but the invention is not limited by the order of steps because the invention is not limited thereto. It will be appreciated that, in accordance with the present disclosure, the steps may be performed in a different order or concurrently with other steps than those shown and described herein. Moreover, not all illustrated steps may be required to implement a method in accordance with the present invention.
본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 실시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In terms of terms used herein, the singular expression should be understood to include a plural expression unless the context clearly dictates otherwise, and terms such as "comprises" include the embodied feature, number, step, operation, element , parts or combinations thereof are to be understood, but not to exclude the possibility of the presence or addition of one or more other features or numbers, step operation components, parts or combinations thereof.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 검출기의 구성을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a detector according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 검출기(감응기기)는 광원 3종(LED #1, #2, #3)과 포토다이오드(photo-diode) 3종(PD #1, #2, #3)을 포함하여 구성될 수 있다. 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 광원과 포토다이오드를 각각 3종으로 예를 들었지만 이에 반드시 한정되는 것은 아니다. 가령 특정한 특수물질만을 검출하기 위한 전용 검출기인 경우에는 광원은 1개만 포함될 수 있다.Referring to FIG. 1 , a detector (sensitive device) according to an embodiment of the present invention includes three types of light sources (
광원 3종은 발광 파장이 서로 상이한 것을 사용할 수 있다. 가령 광원 #1은 300nm 대역 빛을 방출하며, 광원 #2는 600nm 대역 빛을 방출하며, 광원 #3은 900nm 대역 빛을 방출하는 LED를 광원으로 사용할 수 있다.As the three types of light sources, those having different emission wavelengths may be used. For example,
이처럼 복수의 광원을 구비할 경우, 여러 특수물질을 검출하는 용도로 검출기를 사용할 수 있다. 예를 들어, 자외선에 의해 여기되는 특수물질을 검출할 경우 광원 #1로 광을 조사한 후 특수물질에서 방출되는 광을 검출할 수 있고, 가시광에 의해 여기되는 특수물질을 검출할 경우 광원 #2로 광을 조사한 후 특수물질에서 방출되는 광을 검출할 수 있다. 또한, 적외선에 의해 여기되는 특수물질을 검출할 경우 광원 #3으로 광을 조사한 후 특수물질에서 방출되는 광을 검출할 수 있다. 특수물질이 여러 파장 대역의 광에 의해 여기되는 특성을 갖는 경우, 2개 이상의 광원으로부터 광을 조사한 후 특수물질에서 방출되는 광을 검출할 수도 있다. 이처럼 광원은 특수물질의 흡수 대역에 맞춰 발광 파장을 선택할 수 있다. In this way, when a plurality of light sources are provided, the detector can be used to detect various special substances. For example, when detecting a special material excited by ultraviolet light, light emitted from the special material can be detected after irradiating light with
광원은 전력소모가 낮고 휴대형 장치에 적합한 LED 등의 소형 광원을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 특수물질의 일정 면적을 적당하게 조명해주기 위하여 렌즈를 추가할 수 있으며, LED 패키지에 렌즈 기능이 포함된 제품을 사용할 수도 있다.As the light source, it is preferable to use a small light source such as an LED which has low power consumption and is suitable for portable devices. In addition, a lens may be added to properly illuminate a certain area of the special material, and a product including a lens function in an LED package may be used.
광센서로서 포토다이오드를 사용할 수 있으며, 본 실시예에서의 포토다이오드는 도 2를 참고하여 설계할 수 있다.A photodiode may be used as the photosensor, and the photodiode in this embodiment may be designed with reference to FIG. 2 .
특수물질 검출기의 효율적인 감지 성능 구현을 위해 집적화된 전자회로가 구성에 포함되는 것이 바람직하다.It is preferable that an integrated electronic circuit is included in the configuration to realize efficient detection performance of the special substance detector.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토다이오드의 소재에 따른 흡수특성 그래프이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토다이오드 설계 개념도이다.2 is a graph of absorption characteristics according to materials of a photodiode according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a conceptual diagram of a photodiode design according to an embodiment of the present invention.
도 2에는 검출기의 광센서 역할을 하는 포토다이오드의 반도체 소재에 따른 흡수 파장대역에 대한 특성이 표시되어 있고, 도 3에는 도 2를 참고하여 포토다이오드를 설계한 개념이 도시되어 있다.2 shows the characteristics of the absorption wavelength band according to the semiconductor material of the photodiode serving as the optical sensor of the detector, and FIG. 3 shows the concept of designing the photodiode with reference to FIG. 2 .
도 2와 도 3을 참조하면, 실리콘(Silicon), 인듐갈륨비소(InGaAs), 게르마늄(Ge) 소재의 포토다이오드를 각각 PD #1, PD #2, PD #3에 배치할 수 있다.2 and 3 , photodiodes made of silicon, indium gallium arsenide (InGaAs), and germanium (Ge) may be disposed in
실리콘(Si) 소재로 구성된 포토다이오드 #1은 400nm에서 1,100nm 대역의 광을 흡수하여 전기신호를 발생하는 특성을 가진다.
인듐갈륨비소(InGaAs) 소재의 포토다이오드 #2는 900nm에서 1,700nm 대역의 광을 흡수하여 전기신호를 발생하는 특성을 가진다.
게르마늄(Ge) 소재의 포토다이오드 #3은 400nm에서 1,700nm 대역의 광을 흡수하여 전기신호를 발생하는 특성을 가진다.
이와 같이 각 광센서(포토다이오드)는 각 흡수 파장 대역이 상호 독립 또는 중복된 파장 범위를 가지는 소재로 구현될 수 있다.As described above, each optical sensor (photodiode) may be implemented with a material in which each absorption wavelength band has an independent or overlapping wavelength range.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 특수물질 검출방법에 대한 구체적인 일례를 나타내는 순서도(S10)이다.4 is a flowchart (S10) showing a specific example of a method for detecting a special substance according to an embodiment of the present invention.
상술한 도 1 내지 도 3의 실시예에 따라 설계된 검출기를 사용한 특수물질 검출방법을 단계별로 설명하기로 한다.A method of detecting a special substance using a detector designed according to the above-described embodiments of FIGS. 1 to 3 will be described step by step.
S11 단계에서, 광원으로부터 조사된 광에 의해 특수물질이 여기되어 방출광을 방출할 수 있다. 여기서 광원은 특수물질의 여기 파장에 의해 결정된 하나의 광원이 사용될 수 있으며, 경우에 따라서는 발광 파장이 상이한 복수 개의 광원이 사용될 수 있다.In step S11, the special material may be excited by the light irradiated from the light source to emit emitted light. Here, as the light source, one light source determined by the excitation wavelength of the special material may be used, and in some cases, a plurality of light sources having different emission wavelengths may be used.
S13 단계에서, 흡수 파장 대역이 상이한 복수 개의 광센서(PD #1, #2, #3)가 S11 단계에서 방출된 방출광을 검출할 수 있다.In step S13 , the plurality of optical
S15 단계에서, 각 광센서에서 방출광이 검출되거나 검출되지 않은 결과를 조합하여 수신된 방출광의 파장을 결정할 수 있다.In step S15 , the wavelength of the received emitted light may be determined by combining the results of detecting or not detecting emitted light from each optical sensor.
예를 들어, 표 1을 참조하면, Case #1과 같이 포토다이오드 #1, #3에서 방출광이 검출되고 포토다이오드 #2에서 방출광이 검출되지 않은 경우에는 해당 방출광의 파장은 400nm에서 900nm 범위에 해당하는 것을 확인할 수 있다.For example, referring to Table 1, when the emitted light is detected from the
즉, 상기 조합은 상기 방출광이 검출된 모든 광센서(PD #1, #3)의 각 흡수 파장 대역을 합친 대역(400nm ~ 1,700nm)에서 상기 방출광이 검출되지 않은 모든 광센서(PD #2)의 각 흡수 파장 대역(900nm ~ 1,700nm)을 배제하는 것이므로, 해당 방출광의 파장은 400nm에서 900nm 범위에 해당하는 것일 수 있다.That is, the combination includes all the optical sensors (PD # Since each absorption wavelength band (900 nm to 1,700 nm) of 2) is excluded, the wavelength of the emitted light may be in the range of 400 nm to 900 nm.
Case #2와 같이 포토다이오드 #2, #3에서 방출광이 검출되고 포토다이오드 #1에서는 방출광이 검출되지 않는 경우에는 해당 방출광의 파장이 1,100nm에서 1,700nm 범위에 해당하는 것을 확인할 수 있다. As in
마찬가지로, 상기 조합은 상기 방출광이 검출된 모든 광센서(PD #2, #3)의 각 흡수 파장 대역을 합친 대역(400nm ~ 1,700nm)에서 상기 방출광이 검출되지 않은 모든 광센서(PD #1)의 각 흡수 파장 대역(400nm ~ 1,100nm)을 배제하는 것이므로, 해당 방출광의 파장은 1,100nm에서 1,700nm 범위에 해당하는 것일 수 있다.Similarly, the combination includes all optical sensors (PD # Since each absorption wavelength band (400 nm to 1,100 nm) of 1) is excluded, the wavelength of the emission light may be in the range of 1,100 nm to 1,700 nm.
S17 단계에서는, S15 단계에서 결정된 파장으로부터 특수물질의 검출 여부를 판단할 수 있다.In step S17, it may be determined whether the special material is detected from the wavelength determined in step S15.
S17 단계의 특수물질 검출 여부에 따른 진위 판별 결과는 표식용 광원부(Indicator LED)로 알려줄 수 있으며, 스피커(Speaker) 등을 통해 특정한 음(Beep음)을 발생시킬 수 있으며, 또는 소형 진동자(Vibrator) 등을 통해 특정한 진동을 발생시킬 수 있다. 이와 함께 특수물질이 확인되었을 경우 특정한 색을 가지는 광을 방출하도록 별도의 표시용 광원을 사용하여 사용자에게 인식결과를 알려줄 수도 있다.The authenticity determination result according to the detection of special substances in step S17 can be informed by the indicator LED, and a specific sound (beep sound) can be generated through a speaker, or a small vibrator. It is possible to generate a specific vibration through the etc. In addition, when a special material is identified, a separate light source for display may be used to emit light having a specific color to inform the user of the recognition result.
이하, 본 발명의 다른 실시예로서, 반도체 소재가 동일하면서도 포토다이오드의 사이즈, 제조사 등 세부규격이 다른 포토다이오드의 구성으로도 구현이 가능하다. 예를 들면, 실리콘(Silicon) 소재로 구성된 도 5와 같은 특성(수광 파장 대역, 감도 등이 서로 상이한 특성을 가짐)을 가진 포토다이오드 3종으로 감지기를 구성할 수 있다. Hereinafter, as another embodiment of the present invention, it is possible to implement a configuration of a photodiode having the same semiconductor material but different detailed specifications such as a size of a photodiode and a manufacturer. For example, the sensor may be composed of three types of photodiodes having characteristics as shown in FIG. 5 made of a silicon material (having characteristics different from each other, such as a light receiving wavelength band and sensitivity).
도 5와 표 2를 참조하면, Case #3인 경우와 같이, 발광 파장이 890nm 대역인 물질인 경우에는 PD #1에서는 신호가 감지되고 있지 않으며, PD #2, #3에서는 신호가 감지되며, 해당 포토다이오드의 감도에 따라 상대적인 신호 차이에 따라 전기신호가 발생하게 된다.5 and Table 2, as in
또한 Case #4인 경우와 같이 발광파장이 650nm인 경우, PD #2에서는 신호가 감지되지 않으며, PD #1, #3에서만 신호가 감지되며 PD #1, #3의 감도 차이에 의해서 상대적인 전기신호 세기 차이가 발생하게 된다.Also, as in
또한, Case #5의 경우와 같이 발광파장이 700nm인 경우 PD #1, #2, #3 모두에서 신호가 발생하며 포토다이오드 3종의 상대적인 감도에 따라 전기신호가 발생하게 된다.In addition, when the emission wavelength is 700 nm as in
따라서, 포토다이오드 수광 파장 대역 및 상대적인 감도 차이 특성에 따라 전기신호 세기 등을 통해 광학필터 없이도 해당 신호의 발광파장을 확인할 수 있다. 또한 광학필터 적용 시에 비해 신호감도 저하 현상이 발생하지 않는다는 장점이 있다.Therefore, it is possible to check the emission wavelength of the corresponding signal without an optical filter through the strength of the electric signal according to the photodiode light reception wavelength band and the relative sensitivity difference characteristics. In addition, there is an advantage that the signal sensitivity does not deteriorate compared to when the optical filter is applied.
한편, 상용 광센서 제조업체별로 센서 특성은 차이가 있으며, 센서의 물리적인 크기, 표면 코팅 두께, 코팅 소재, 수광 파장별 감도 등에 따라서도 특성 차이가 발생하는 데, 이러한 센서들의 특성 차이를 이용하여 광학필터 없이 감지기를 구성할 수 있다.On the other hand, there are differences in the sensor characteristics for each commercial optical sensor manufacturer, and the difference in characteristics also occurs depending on the physical size of the sensor, the surface coating thickness, the coating material, and the sensitivity for each wavelength of light received. The detector can be configured without a filter.
이상과 같이, 본 실시예들에 의하면, 광학필터를 사용하지 않고 방출광 세기 저하 없이 포토다이오드의 소재 특성만을 활용하여 방출광의 파장을 확인하여 특수물질의 확인(진위 식별)이 가능하다.As described above, according to the present embodiments, it is possible to check the wavelength of the emitted light by using only the material properties of the photodiode without using an optical filter and without lowering the intensity of the emitted light, thereby confirming the special substance (identification of authenticity).
또한, 본 발명에 따른 특수물질 검출기는 휴대 가능한 정도의 크기, 무게를 가지도록 설계할 수 있으며, 상기에서 언급한 바와 같이 장치 자체적으로 진위식별 판단 결과를 나타내도록 구성하거나 유선 또는 무선으로 연결된 컴퓨터, 휴대폰 또는 전용 단말기 등의 다른 기기와 연동하여 결과 값을 활용할 수 있도록 구성할 수도 있다.In addition, the special substance detector according to the present invention can be designed to have a portable size and weight, and as mentioned above, the device itself is configured to display the authenticity identification determination result, or a computer connected by wire or wirelessly; It can also be configured so that the result value can be utilized by interworking with other devices such as a mobile phone or a dedicated terminal.
이상에서와 같이, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, but this is only exemplary, and various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom by those skilled in the art. will understand Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the technical spirit of the appended claims.
Claims (13)
상기 특수물질이 광원에 의해 여기되어 방출광을 발생하는 단계;
흡수 파장 대역이 상이한 복수 개의 광센서가 상기 방출광을 검출하는 단계; 및
상기 각 광센서에서 상기 방출광이 검출되거나 검출되지 않은 결과를 조합하여 상기 방출광의 파장을 결정하는 단계;
를 포함하는 방법.As a special substance detection method,
excitation of the special material by a light source to generate emitted light;
detecting the emitted light by a plurality of optical sensors having different absorption wavelength bands; and
determining a wavelength of the emitted light by combining the results in which the emitted light is detected or not detected by each of the photosensors;
How to include.
상기 결정된 파장으로부터 상기 특수물질의 검출 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 방법.According to claim 1,
The method further comprising the step of determining whether the special substance is detected from the determined wavelength.
상기 각 광센서의 흡수 파장 대역은 상호 독립 또는 중복된 파장 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.According to claim 1,
The absorption wavelength band of each of the photosensors is a method, characterized in that it has a mutually independent or overlapping wavelength range.
상기 조합은 상기 방출광이 검출된 모든 광센서의 각 흡수 파장 대역을 합친 대역에서 상기 방출광이 검출되지 않은 모든 광센서의 각 흡수 파장 대역을 배제하는 것을 특징으로 하는 방법.According to claim 1,
The combination excludes each absorption wavelength band of all photosensors in which the emitted light is not detected from the sum of the respective absorption wavelength bands of all the photosensors in which the emitted light is detected.
상기 조합은 상기 방출광이 검출된 모든 광센서의 상대적인 전기 신호 세기 차이에 기초하여 상기 방출광의 파장을 확인하는 것을 특징으로 하는 방법.According to claim 1,
The method according to claim 1 , wherein the combination identifies the wavelength of the emitted light based on a difference in relative electrical signal intensity of all the photosensors in which the emitted light is detected.
상기 광원의 발광 파장은 상기 특수물질의 흡수 대역에 기초하여 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.According to claim 1,
The method of claim 1, wherein the emission wavelength of the light source is selected based on the absorption band of the special material.
상기 복수 개의 광센서는 각각 반도체 소재가 상이한 포토다이오드인 것을 특징으로 하는 방법.According to claim 1,
Each of the plurality of photosensors is a method, characterized in that the semiconductor material is a different photodiode.
상기 복수 개의 광센서는 각각 수광 파장 대역이 상이한 포토다이오드인 것을 특징으로 하는 방법.According to claim 1,
Each of the plurality of photosensors is a photodiode having a different light-receiving wavelength band.
상기 복수 개의 광센서는 각각 수광 파장별 감도가 상이한 포토다이오드인 것을 특징으로 하는 방법.According to claim 1,
Each of the plurality of photosensors is a photodiode having different sensitivities for each wavelength of light received.
흡수 파장 대역이 상이한 복수 개의 광센서;
를 포함하고,
상기 광원에 의해 특수물질이 여기되어 방출광이 발생되면, 상기 각 광센서에서 상기 방출광이 검출되거나 검출되지 않은 결과를 조합하여 상기 수신된 방출광의 파장을 결정하는, 특수물질 검출기.light source; and
a plurality of optical sensors having different absorption wavelength bands;
including,
When the special material is excited by the light source to generate emitted light, the wavelength of the received emitted light is determined by combining the results of detecting or not detecting the emitted light from each of the photosensors.
상기 각 광센서의 흡수 파장 대역은 상호 독립 또는 중복된 파장 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 특수물질 검출기.11. The method of claim 10,
The absorption wavelength band of each optical sensor is a special substance detector, characterized in that it has a mutually independent or overlapping wavelength range.
상기 조합은 상기 방출광이 검출된 모든 광센서의 각 흡수 파장 대역을 합친 대역에서 상기 방출광이 검출되지 않은 모든 광센서의 각 흡수 파장 대역을 배제하는 것을 특징으로 하는 특수물질 검출기.11. The method of claim 10,
wherein the combination excludes each absorption wavelength band of all optical sensors in which the emitted light is not detected from the sum of the respective absorption wavelength bands of all the optical sensors in which the emitted light is detected.
상기 광원은 발광 파장이 다른 복수 개의 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 특수물질 검출기.
11. The method of claim 10,
The light source is a special substance detector, characterized in that it comprises a plurality of light sources having different emission wavelengths.
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JP2000263909A (en) * | 1999-03-17 | 2000-09-26 | Printing Bureau Ministry Of Finance Japan | Forgery discriminating precious printed matter |
| KR100813144B1 (en) * | 2007-08-29 | 2008-03-14 | (주)가림아이엔지 | Counterfeit note distinction paper currency counter |
| JP2015049628A (en) * | 2013-08-30 | 2015-03-16 | オリンパス株式会社 | Bill discriminating device |
| WO2019188096A1 (en) * | 2018-03-30 | 2019-10-03 | グローリー株式会社 | Light detection sensor, light detection device, and paper sheets processing device |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000263909A (en) * | 1999-03-17 | 2000-09-26 | Printing Bureau Ministry Of Finance Japan | Forgery discriminating precious printed matter |
| KR100813144B1 (en) * | 2007-08-29 | 2008-03-14 | (주)가림아이엔지 | Counterfeit note distinction paper currency counter |
| JP2015049628A (en) * | 2013-08-30 | 2015-03-16 | オリンパス株式会社 | Bill discriminating device |
| WO2019188096A1 (en) * | 2018-03-30 | 2019-10-03 | グローリー株式会社 | Light detection sensor, light detection device, and paper sheets processing device |
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