KR20220142430A - 객체 식별 시스템 및 방법 - Google Patents
객체 식별 시스템 및 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220142430A KR20220142430A KR1020227023998A KR20227023998A KR20220142430A KR 20220142430 A KR20220142430 A KR 20220142430A KR 1020227023998 A KR1020227023998 A KR 1020227023998A KR 20227023998 A KR20227023998 A KR 20227023998A KR 20220142430 A KR20220142430 A KR 20220142430A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- laser beam
- ultrasound
- detecting
- detection
- detection signal
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 69
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims abstract description 48
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 29
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 11
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 8
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 3
- 238000002601 radiography Methods 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- -1 clays Substances 0.000 description 2
- 238000010367 cloning Methods 0.000 description 2
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007563 acoustic spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000013135 deep learning Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000003708 edge detection Methods 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- CPBQJMYROZQQJC-UHFFFAOYSA-N helium neon Chemical compound [He].[Ne] CPBQJMYROZQQJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000005305 interferometry Methods 0.000 description 1
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 238000000513 principal component analysis Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000010076 replication Effects 0.000 description 1
- 230000003362 replicative effect Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/1702—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with opto-acoustic detection, e.g. for gases or analysing solids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/041—Analysing solids on the surface of the material, e.g. using Lamb, Rayleigh or shear waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/24—Probes
- G01N29/2418—Probes using optoacoustic interaction with the material, e.g. laser radiation, photoacoustics
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/26—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
- G01N29/262—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by electronic orientation or focusing, e.g. with phased arrays
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
- G01N29/4409—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison
- G01N29/4427—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison with stored values, e.g. threshold values
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
- G01N29/4409—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison
- G01N29/4436—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison with a reference signal
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/1702—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with opto-acoustic detection, e.g. for gases or analysing solids
- G01N2021/1706—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with opto-acoustic detection, e.g. for gases or analysing solids in solids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
- G01N2291/042—Wave modes
- G01N2291/0423—Surface waves, e.g. Rayleigh waves, Love waves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
객체의 인증을 위한 시스템 및 방법은, 객체의 표면을 변경하지 않고 객체의 벌크 물질에서 열탄성 여기를 유도하기 위해 객체의 표면에 레이저 빔을 지향하는 것을 포함하고, 여기서 레이저 빔은 펄스이다. 열탄성 여기에 의해 야기된 객체의 표면에서 표면 초음파는 검출기를 이용하여 검출된다. 검출 신호는 검출된 표면 초음파를 이용하여 생성된다. 디지털 데이터는 검출 신호를 이용하여 생성된다. 객체의 진위는 데이터베이스에 저장된 참조 데이터와 디지털 데이터를 비교하여 결정된다.
Description
관련 출원
본 출원은 2019년 12월 12일에 출원된 미국 가출원 번호 62/947,230 및 2020년 12월 9일에 출원된 미국 특허 출원 번호 17/116,434의 이익을 주장한다.
기술분야
본 발명은 물리적 객체의 인증, 위변조(forgery) 검출 및 변조(counterfeit) 검출에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 이는 각 객체의 고유한 미세구조의 비파괴적인 평가에 기초한 이러한 인증 및 검출에 관한 것이다.
인증을 제공하고, 위변조를 검출하고, 변조를 검출하고 그리고/또는 객체의 확실한 식별을 보장하는 것은 모두 객체가 원래 생성된 것과 정확히 동일하다는 것을 증명하는 데 의존한다. 이 과제는 수집품, 예술, 약물, 공산품, 공예품, 보석 및 다른 수많은 부문에 걸친 분야에 적용된다. 이러한 부문들의 많은 부분에서, 검출 방법은 원래 객체가 검사 과정에서 손상, 변경 또는 파괴되지 않도록 비파괴적인 것이 바람직하다.
인증을 제공하고, 위변조를 검출하고, 변조를 검출하고 그리고/또는 객체의 확실한 식별을 보장하는 기존 방법은 객체의 특성이 데이터베이스에 저장된 특성과 매칭되거나 매칭되지 않음을 거의 확실하게 보장할 수 있는 비파괴적인 방법을 제공하는 그 능력이 부족하다. 본 발명은 이러한 과제를 극복하는 솔루션을 제공한다.
전술한 문제 및 니즈는 객체의 표면을 변경하지 않고 객체의 벌크 물질에서 열탄성 여기를 유도하기 위해 객체의 표면에 레이저 빔을 지향하고 - 레이저 빔은 펄스임 -, 열탄성 여기에 의해 야기된 객체의 표면에서의 표면 초음파를 검출하고, 검출된 표면 초음파를 이용하여 검출 신호를 생성하고, 검출 신호를 이용하여 디지털 데이터를 생성하고, 그리고 데이터베이스에 저장된 참조 데이터와 디지털 데이터를 비교하여 객체의 진위를 결정하는 것을 포함하는 인증 방법에 의해 해결된다.
벌크 물질 및 표면을 갖는 객체를 분석하기 위한 장치는, 객체의 표면을 변경하지 않고 객체의 표면에 충돌할 때 벌크 물질에서 열탄성 여기를 유도하기 위해 레이저 빔을 생성하도록 구성된 레이저 - 레이저 빔은 펄스임 -, 열탄성 여기에 의해 야기된 객체의 표면에서의 표면 초음파를 검출하고, 검출된 표면 초음파를 이용하여 검출 신호를 생성하도록 구성된 검출기, 검출 신호를 이용하여 디지털 데이터를 생성하도록 구성된 프로세서, 및 데이터베이스에 저장된 참조 데이터와 디지털 데이터를 비교하여 객체의 진위를 결정하도록 구성된 데이터베이스를 포함한다.
본 발명의 다른 목적 및 특징은 명세서, 청구범위 및 첨부된 도면의 검토에 의해 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 식별 시스템의 개략도이다.
도 2는 참조 데이터의 생성 및 후속 질의 데이터의 생성을 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 식별 시스템의 대안적인 실시예의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 식별 시스템의 다른 대안적인 실시예의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 식별 시스템의 다른 대안적인 실시예의 개략도이다.
도 2는 참조 데이터의 생성 및 후속 질의 데이터의 생성을 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 식별 시스템의 대안적인 실시예의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 식별 시스템의 다른 대안적인 실시예의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 식별 시스템의 다른 대안적인 실시예의 개략도이다.
본 발명은 객체를 형성하는 물질의 미세구조의 고유성을 활용한다. 결정립이 거의 없는 것을 제외하고, 대부분의 미세구조의 경우 미세구조를 복제, 모사, 재생성 또는 재생산하는 알려진 방법이 없다. 환경의 영향, 마모, 산화 및 다른 영향으로 객체 표면의 미세구조 및 기본적 조성물이 변경될 수 있지만, 내부 구조는 안정적으로 유지된다. 이러한 안정성과 복제 불능의 조합은 객체의 진위를 결정하는 데 사용되는 식별을 위한 이상적인 기반을 제공한다(즉, 객체가 이전에 질의된 것과 동일한 객체인지 확인하여 객체가 진품인지를 결정하거나 객체가 다른 객체이거나 심지어 위조인지 확인하여 객체가 진품이 아닌지를 결정함).
적어도 특정 크기의 객체에 대해, 초음파는 객체의 표면 아래의 미세구조를 충분히 상세하게 질의(interrogate)하는 이상적인 방법이다. 이것은 이상적인 질의 방법으로 초음파의 사용으로 이어진다. 그러나, 기존의 소노그램(sonogram) 기술은 표면에 대한 프로브의 물리적 접촉이 검사에 대해 제한될 수 있고 객체가 손상될 위험이 있기 때문에 이상적이지 않다. 추가적으로, 기존의 소노그램 기술은 특히 복잡한 표면에서 표면의 정확한 위치를 여기시키는데 어려움을 준다. 특정 표면 기하학적 구조는 기존 소노그램 기술에 도움이 되지 않는다. 또한, 기존의 소노그램 기술은 주파수 스펙트럼에 걸쳐 광대역 여기(excitation)를 동시에 생성할 수 있는 능력이 제한된다.
레이저 자극 초음파는 기존의 식별 기술을 능가하는 신뢰할 수 있는 성능을 제공한다는 것이 발견되었다. 레이저 자극 초음파는 레이저 펄스를 사용하여 객체의 국부적인 열을 빠르게 발생시키며, 이는 객체의 표면을 따라 그리고 객체의 벌크 물질을 통해 전파하는 열탄성 충격파를 생성한다. 열탄성 벌크파는 객체의 표면 아래에 있는 물질의 미세 구조에 의해 변화되는 초음파 응답을 생성한다. 충격파는 광대역으로, 다양한 주파수에 걸쳐 여기를 생성하며, 따라서 깊은 관통 저주파 여기에서부터 더 작은 피처 크기를 질의하는 고주파 여기까지의 스펙트럼으로 객체에 대한 광범위한 질의를 가능하게 한다. 레이저 빔의 전력, 파장, 스폿 크기 및 펄스 폭은 물질을 제거하지 않고(즉, 객체의 표면을 변경하지 않고) 열탄성 여기를 생성하도록 구성되며, 따라서 비파괴적인 질의를 제공한다. 또한, 레이저 여기 및 검출의 비접촉 특성은 객체의 표면에 대한 프로브의 물리적 접촉으로 인한 손상이 발생하지 않도록 보장한다. 또한, 접촉 프로브가 반드시 필요 없이 광범위한 표면 기하학적 구조가 질의될 수 있다.
도 1은 객체를 분석하기 위한 식별 시스템(1)의 구성요소를 도시한다. 레이저 소스(10)(예를 들면, 나노초 펄스 섬유 레이저, 피코초 펄스 섬유 레이저 또는 펨토초 펄스 섬유 레이저)는 펄스 레이저(여기) 빔(12)을 생성한다. 펄스 레이저 빔(12)은 객체(16)의 표면(14)으로 지향되고, 여기서 펄스 레이저 빔(12)은 객체의 물질의 미세구조(16a)를 통해 이동하고 상호작용하는 열탄성 벌크파(18)를 생성하기 위해 객체(16)에 충돌하고 객체(16)와 상호작용한다. 이러한 상호작용은 객체(16)의 표면(14)으로 다시 이동하는 초음파 반사파(20)를 생성한다. 도 1은 단일 미세구조 경계로부터의 단일 초음파 반사파(20)를 보여주지만, 객체의 물질 내 다른 깊이와 위치에서 많은 그러한 반사가 생성되어 객체의 표면에 다시 도달한다는 것을 이해해야 한다. 이것은 객체의 표면(14) 상의 임의의 지점에서 전체 초음파 파형(여기서는 표면 초음파(22)라 함)의 진폭은 객체의 표면(14) 상의 그 지점에 도달하는 객체 내의 모든 초음파 반사파(20)의 조합(합산)이라는 것을 의미한다.
표면 초음파(22)의 진폭은 하나 이상의 개별 위치에서 검출기(24)에 의해 측정된다. 검출기(24)는 사냑(Sagnac) 효과를 사용하고 초발광 다이오드에 의해 조명되는 간섭계인 것이 바람직하다. 간섭계로부터의 검출 레이저 빔(26)은 객체(16)의 표면(14)으로 지향되고, 표면 초음파(22)의 진동 진폭 및 주파수는 표면의 움직임으로 인해 반사되는(즉, 반사 및/또는 산란에 의해) 검출 레이저 빔(26)으로부터의 광(28) 주파수의 간섭으로부터 추출된다. 특히, 링 간섭계는 루프 주위의 각 방향으로 이동하는 빛의 상대적 위상을 비교하는 간섭 패턴을 생성하는 데 사용될 수 있다. 표면의 비접촉 진동 측정을 수행하는 데 사용되는 잘 알려진 과학 기기인 레이저 도플러 진동계(LDV) 또한 검출기(24)로 사용될 수 있다. LDV로부터의 검출 레이저 빔(26)은 객체(16)의 표면(14)으로 지향되고, 진동 진폭 및 주파수는 표면의 움직임으로 인해 반사되는(즉, 반사 및/또는 산란에 의해) 검출 레이저 빔(26)으로부터의 광(28) 주파수의 도플러 이동으로부터 추출된다. 특히, 진동계는 일반적으로 내부 참조 빔과 객체의 표면(14)에서 반사되는 광(28) 사이의 주파수(또는 위상) 차이를 측정하는 2개의 빔 레이저 간섭계이다. LDV에서 가장 흔한 유형의 레이저는 헬륨-네온 레이저이지만, 레이저 다이오드, 섬유 레이저 및 Nd:YAG 레이저도 사용된다. 검출 레이저 빔(26)은 객체 표면(14)으로 지향되고, 객체 표면(14)으로부터의 반사 광(28)은 검출기(24)에 의해 수집되고 광검출기, 일반적으로 포토다이오드 상의 참조 빔과 간섭된다. 광검출기의 출력은 표준 주파수 변조(FM) 신호이며, 브래그 셀 주파수는 반송 주파수로, 도플러 이동은 변조 주파수로 사용된다. 이 신호는 진동하는 대상의 속도 대 시간을 도출하기 위해 복조 될 수 있다. 검출기의 출력은 일반적으로 검출 레이저 빔(26)의 방향을 따라 표면 초음파(22)의 속도 성분에 비례하는 연속 아날로그 전압 신호인 검출 신호(30)이다. 도 1은 단일 레이저 소스(10) 및 단일 검출기(24)를 보여주지만, 하나 이상의 레이저 소스(10)가 하나 이상의 검출기(24)와 동시에 사용될 수 있다. 표면(14)에 대한 하나 이상의 레이저 소스(10)의 위치는 고정되거나 이동할 수 있으며, 이와 함께 표면(14)에 대한 하나 이상의 검출기(24)의 위치는 고정되거나 이동할 수 있으며, 여기서 측정은 표면(14) 상의 하나 이상의 개별 위치에서 수행된다.
검출 신호(30)는 검출 신호(30)를 디지털 처리 및 저장에 적합한 디지털 데이터로 디지털화 및/또는 다르게 처리하는 신호 프로세서(32)에 제공되며, 이에 의해 디지털 데이터는 바람직하게는 데이터베이스(34)에 질의 데이터(36)(객체(16)의 진위를 결정하기 위한 객체(16)의 후속 질의를 위해) 또는 참조 데이터(38)(객체(16)의 초기 질의를 위해)로서 저장된다. 그러면 동일한 객체는 표면(14)으로부터 떨어져 있는 동일한 내부 미세구조를 가질 것이기 때문에 인증 또는 위변조 검출이 가능하고, 따라서 초음파를 사용하여 위에서 설명한 것과 같은 질의는 검출 신호의 측면에서 실질적으로 유사한 응답을 생성할 것이다. 이 응답은 검출 신호(30)에 반영된 대로 표면 초음파(22)의 공간적 변화에서 볼 수 있다. 중간 규모의 균열, 공극, 다공성, 조성 변화 및 개재물과 같은 다른 비-미세구조의 특성 또한 임의의 주어진 객체(16)에 대한 검출 신호(30)의 고유성에 기여할 수 있다. 결정립 구조 및 경계에 대한 열탄성파의 초음파 응답은 객체(16)가 참조 데이터(38)를 처음 생성한 객체와 동일한지 여부를 결정하는 데 특히 중요하다.
데이터베이스(34)의 참조 데이터(38)는 후속 질의보다 더 이른 시간에 수행된 임의의 질의로부터 생성될 수 있다. 이 더 이른 시간은 이전 질의 일 수 있고, 또는 2개 이상의 질의가 수행된 경우, 임의의 더 이른 질의 또는 더 이른 질의의 조합이 사용될 수 있다. 도 2는 참조 데이터(38)가 생성 및 저장되는 좌측의 초기화 질의와, 질의 데이터(36)가 생성되고 인증을 결정하기 위해 참조 데이터(38)와 비교되는 우측의 후속 인증 질의를 개념적으로 나타낸다. 도시된 바와 같이, 참조 데이터를 생성하는 데 사용되는 식별 시스템(1)은 임의의 질의 데이터(36)를 저장할 필요가 없다. 참조 데이터(38)를 생성하는 데 사용되는 인증 시스템(1)은 질의 데이터(36)를 생성하는 데 사용되는 인증 시스템(1)과 물리적으로 동일하거나 물리적으로 다를 수 있다. 만약 그것들이 물리적으로 다른 시스템이라면, 하나의 데이터베이스(34)의 참조 데이터(38)는 후속 질의를 수행하는 다른 시스템의 데이터베이스(34)로 전송될 수 있다. 대안적으로, 단일 데이터베이스(34)가 참조 및 질의 데이터(38/36)를 수집하는데 사용되는 다른 레이저 소스(10), 검출기(24) 및 프로세서(32)로부터 물리적으로 분리될 수 있다.
그 다음, 질의 데이터(36)와 참조 데이터(38) 사이의 차이(들)가 하나 이상의 임계값 미만이면 인증이 결정되고, 이에 의해 데이터베이스(34)는 차이(들)가 임계값(들) 미만일 때 인증이 확인되었다는 결정, 및 차이(들)가 임계값(들)을 초과할 때 인증이 확인되지 않는다는 결정을 제공하도록 구성된다. 특히, 객체(16)의 동일성의 결정은 임계값, 스캔 매개변수에 의존하는 가변 임계값, 딥 러닝 또는 머신 러닝 해석, 인간의 해석, 통계적 상관 방법, 또는 이러한 방법 및 다른 유사한 분석 기술의 임의의 조합을 사용할 수 있다. 질의 및 참조 데이터(36/38)는 그래픽으로 표시되고 비교될 수 있다. 분석 및/또는 비교를 위한 방법의 예는 주성분 분석, 다중 회귀, 비닝된 히스토그램, 스케일-불변 특징 변환(SIFT), 속도 향상 강력한 특징 추출(SURF) 기술, 강력한 독립적인 기본 특징 추출(RIEF), 회전된 강력한 독립적인 기본 특징 추출, 로컬 에너지-기반 형상 히스토그램, 기울기 위치 및 방향 히스토그램, 구조적 유사성 지수, 방향 기울기의 히스토그램, 유사 하르(Haar-like) 특징 추출, 고유값(eigenvalue) 분석, 웨이블릿-기반 분석, 스펙트럼 분해 및/또는 평균 제곱 오차를 포함한다. 이러한 예는 예시로 제시되며 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있는 포괄적인 기술 세트를 나타내지 않는다.
결정립계 및 그 각각의 위치는 열탄성 벌크파(18)와의 그 상호 작용을 통해 직접 또는 간접적으로 사용되어 초음파 반사파(20)를 생성하며, 그 합은 질의 및 참조 데이터(36/38)를 생성하는 데 사용되는 표면 초음파(22)로서 검출된다. 따라서, 결정립계의 정확한 위치, 결정립계의 방향, 결정립계의 모양, 결정립 격자의 방향, 결정립 구조의 위치 및 이러한 속성의 임의의 조합은, 정확하게 결정되지 않을 수 있지만, 그것들은 객체(16)에 대한 고유 마커로서 질의 및 참조 데이터(36/38)에 반영된 대로 반복 가능한 효과를 제공한다. 결정립 구조에 대한 데이터는 인증 또는 위조 검출을 위한 충분한 데이터를 제공하기 위해 완전할 필요는 없다.
초음파에 대한 결정립계 및 결정립 구조의 효과는 레이저 초음파 레이저 빔(12) 및 검출기 빔(26)(또는 후술되는 변환기(46))에 대한 피치-캐치 구성을 사용하여 결정될 수 있다. 내부 결정립계에만 관련된 검출 신호(30) 또는 질의/참조 데이터(36/38)의 부분은 결정립계 형상 크기에 대응하는 주파수만을 선택하기 위해 데이터를 분석함으로써 표면파(22)로부터 추출될 수 있다. 경정립계를 확실하게 검출하기 위한 범위는 약 20MHz 이상이다. 스펙트럼 분해 및 스펙트럼 브래킷은 원하는 스펙트럼 범위와 연관된 검출 신호(30) 또는 질의/참조 데이터(36/38)의 부분을 추출하는 데 사용될 수 있다. 지정된 임계값(예를 들어, 20Mhz) 이상인 것과 연관된 검출 신호(30) 또는 질의/참조 데이터(36/38)의 부분을 유지하는 필터(예를 들어, 고역 통과 필터)를 적용하는 것이 사용될 수 있다. 검출기(24)가 고정 여기 소스에 대해 이동함에 따라 다중 기록을 수집하고 이러한 기록을 디컨볼루션하면 결정립계 정보의 해상도 및/또는 반복성이 향상된다. 검출기(24)가 표면(14)에 대해 각도가 변경됨에 따라 다중 기록을 수집하고(즉, 표면(14)에 대해 2개 이상의 개별 각도로 표면에서 반사되는 광(28)을 수집) 이러한 다중-각도 기록을 디컨볼루션하면 결정립계 정보의 해상도 및/또는 반복성이 또한 향상된다. 물질을 통한 파동의 급격한 속도 변화는 결정립계를 나타낸다. 에지 검출, 클러스터링 및 다른 수많은 기술이 적용되어 이러한 급격한 속도 변화를 식별할 수 있다.
레이저 기반 초음파 질의는 단일 펄스, 다중 펄스 또는 주파수 세트 또는 가변 주파수에서 펄스의 연속 적용으로 수행될 수 있다. 이러한 펄스 모드의 임의의 순열이 사용될 수 있다. 레이저 소스(10)는 Q-스위치, 모드-잠금, 펄스 펌프, 또는 펄스 출력을 생성하는 다른 수단을 사용할 수 있다. 레이저 빔(12)은 단일 파장, 광대역 일 수 있거나, 선택된 파장 범위 또는 범위 세트를 가질 수 있다. 이러한 펄스는 특정 지점에 고정되거나, 라인에 대해 스캔되거나, 영역에 대해 스캔되거나, 위치들이 서로 별개인 여러 지점, 라인 또는 영역에 대해 스캔될 수 있다. 이러한 위치의 임의의 순열이 사용될 수 있다. 인증 및 위조 검출을 위해, 객체에서 스캔된 위치를 데이터베이스에 기록 및 저장(예를 들면, 참조/질의 데이터(38/36)의 일부로)하면 객체의 동일한 영역의 정확한 통합을 가능하게 하는 유용한 정보를 제공한다. 지점의 선택은 완전히 확률적이거나, 부분적으로 확률적이거나 결정적일 수 있다.
물질 탄성을 갖는 음속과 밀도 사이의 관계는 초음파 반사로부터 물질 특성을 이해하는 데 사용될 수 있다. 추가적으로, 음향 산란을 갖는 음향 감쇠와 흡수 사이의 관계는 초음파 반사로부터의 물질 특성을 이해하는 데 사용될 수 있다. 표면 초음파(22)의 파형 형상의 위치 및 시간은 표면을 따른 위치 및 물질 형상의 깊이를 결정하는 데 사용될 수 있다. 이러한 파형은, 때때로 B-스캔 및 C-스캔이라고 하는, 객체의 표면에 평행하거나 수직인 평면을 따라 결합될 수 있다. 여기 위치(들), 검출 위치(들), 검출 각도(들), 음속, 음향 감쇠, 물질 특성 및 음향 이동 시간의 하나 이상의 특성 조합은 미세 구조에 대한 질의, 물질 특성 및/또는 질의 특징을 해석하는 데 사용될 수 있다.
본 발명의 일 구현은 인증 결정을 위해 시도-응답(challenge-response) 프로토콜을 사용하는 것이다. 점, 선 또는 영역의 세트가 질의되고, 그 응답은 참조 데이터(38)로 기록된다. 그런 다음, 초음파 응답의 유사성을 결정하기 위해 이러한 점, 선 또는 영역의 서브세트가 후속 질의에서 사용된다. 질의되는 서브세트는 점, 선 또는 영역의 일부 또는 전체 세트를 포함할 수 있다. 지점의 선택은 완전히 확률적이거나, 부분적으로 확률적이거나 결정적일 수 있다. 추가적으로, 조사된 각 영역의 서브세트는 시도로 사용될 수 있다. 질의로부터 얻은 디지털 데이터는 시도-응답 인증 프로토콜에서 응답을 제공한다. 응답은 후속 질의의 대상이 되는 객체가 진품인 것으로 결정하기 위해 하나 이상의 유사성 임계값 내에 있어야 한다.
객체의 표면은 종종 환경의 노화, 연마 마모, 먼지 및 오물 집합, 화학적 손상, 및 객체 표면의 물질 구조, 구성 또는 위치를 변경하는 수많은 다른 요인에 영향을 받는다. 본 발명에 따른 표면 아래의 질의는 표면 변화 인자에 의해 영향을 받지 않는 영역에 대한 액세스를 가능하게 한다. 검출 신호(30)에서 초기 질의 또는 분석으로부터의 실제 표면(14)의 기여의 일부 또는 전부를 제외하는 것은 상이한 시점에서 동일한 영역의 질의를 비교하는 개선된 능력을 제공할 수 있다. 표면 효과의 깊이는 물질, 환경 및 객체 특성에 따라 다르지만, 종종 몇 원자에서 1000 마이크론 범위이다.
질의를 위한 비-절제 레이저 유도 초음파의 사용은 개선된 해상도, 추가 정보 또는 상황 정보를 제공하기 위해 임의의 다른 방법과 결합될 수 있다. 하나 이상의 다른 방법은 동시에 또는 다른 시점에 조합하여 사용될 수 있다. 이러한 방법은 비-절제 레이저 유도 초음파와 동일한 점, 선 또는 영역 또는 다른 점, 선 또는 영역, 또는 이들의 조합을 질의할 수 있다. 이러한 추가적인 방법은 본질적으로 파괴적이거나 비파괴적이거나 이들의 조합일 수 있다. 방법은, 하나 이상의 위상 어레이 변환기의 잠재적인 사용을 포함하여, 프로브-기반 초음파와의 조합을 포함한다. 절제 레이저 초음파는 비-절제 레이저 초음파, 파괴적인 방식으로 사용되는 절제 레이저 초음파 또는 절제된 희생층과 결합될 수 있다. 비-절제 레이저 유도 초음파와 결합될 수 있는 추가적인 방법은 컴퓨터 단층 촬영, X선 회절 컴퓨터 단층 촬영, X선 방사선 촬영, X선 회절 방사선 촬영, 테라헤르츠 방사선 촬영, 고조파 테스트, 에코 감쇠, 와전류 검사, 표면 공명 음향 분광법, 백색광 간섭계, 스테레오 비전 레인징(ranging) 및 레이저 검출 및 레인징을 포함한다. 광학, 전기 및 전자기의 물리적 복제 방지 기능을 포함하여, 물리적 복제 방지 기능 포함 요소의 통합과 같은, 파괴적인 방법 또한 사용될 수 있다.
암호화는, 데이터베이스(34)로의 데이터 전송에서, 프로세서(32)의 모든 데이터 처리 단계에서 및/또는 데이터베이스(34)로부터의 데이터를 비교하기 위해 사용되는 임의의 다른 프로세서에서, 그리고 전술한 단계의 임의의 순열에서, 데이터베이스(34)로부터, 디바이스 내의, 임의의 디바이스로의 데이터 전송을 포함하는, 인증 프로세스의 여러 단계에서 사용될 수 있다. 암호화된 정보는 직접 비교되거나 비교가 가능하도록 복호화될 수 있다.
참조 데이터와 질의 데이터는 객체(16)의 고유한 요소를 캡처하는 디지털 서명으로 변환될 수 있다. 이 디지털 서명은 암호화될 수 있으며, 객체의 질의 시간 및 위치와 같은, 추가 정보를 통합할 수 있다. 디지털 서명은 위변조를 검출하거나 객체를 인증하기 위한 비교에 사용될 수 있다.
데이터베이스(34)의 데이터는 블록체인 블록에 연결될 수 있다. 그것은 또한 분산 원장에 기록될 수 있다. 이는 객체 데이터를 디지털 검증 방법에 연결하는 것을 가능하게 한다. 질의 데이터(36)가 인증 또는 위변조 검출에 사용될 수 있음을 보장하기 위해, 나중에 인증 조회에 데이터를 사용하기 위해 그것을 객체(16)에 할당하는 방식으로 데이터베이스(34)에 데이터가 기록될 수 있다.
레이저 소스(10)의 파장은 객체의 특정 물질만을 대상으로 하도록 선택될 수 있다. 한 가지 예는, 폴리머가 아닌, 금속에 주로 흡수되는 파장을 선택하는 것이다. 다른 예에서, 파장은 안료에 의해 주로 흡수되도록 선택될 수 있다. 다른 예에서, 파장은 안료에 의해 최소로 흡수되도록 선택될 수 있다. 측정값은 참조/질의 데이터(38/36)의 견고성을 보완하기 위해 둘 이상의 파장에서 수집될 수 있다.
질의 중에 초음파 응답의 신호 대 잡음비를 기록하면 추가적인 이점이 있을 수 있다. 이것은 질의 품질을 결정하거나 인증을 위한 임계값을 결정하는 것을 돕기 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 해상도, 속도 또는 비파괴성을 향상시키기 위해 음향 신호를 집중, 증폭 또는 필터링하기 위한 다양한 방법이 사용될 수 있다. 음향 렌즈는 초음파 방출을 집중시키기 위해 사용될 수 있다. 음향 신호 및/또는 결과 파형을 수정하기 위해 대역-통과 필터, 공진기, 휘트스톤 브리지 및 고속 푸리에 변환 모듈과 같은 기계적, 전기적 및/또는 계산적 필터가 구현될 수 있다. 정적 및/또는 동적 반사기는 음향 방출을 지향, 수정 및/또는 증폭하는 데 사용될 수 있다.
검출 신호의 품질을 개선하기 위해 원하는 초음파 전파를 생성하는 다양한 방법이 사용될 수 있다. 프로파일된 레이저 빔(12)은, 원하는 진폭 프로파일을 갖는 점, 링, 라인 또는 영역과 같은, 원하는 패턴으로 여기 및/또는 파면을 생성하는 데 사용될 수 있다. 레이저 빔(12)의 위상 쉬프트는 공간적으로 및/또는 시간적으로 원하는 형태를 갖는 여기 및/또는 파면을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 레이저 빔(12)의 초점은 공간적으로 및/또는 시간적으로 원하는 형태를 갖는 여기 및/또는 파면을 제공하기 위해 변할 수 있다. 회절, 미세구조, 광 확산, 음향 반사, 음향 감쇠 또는 임의의 다른 프로세스 또는 물질 특성에 대한 피드백은 여기 빔 성형 및 전송을 결정하는 요인으로 사용될 수 있다.
본 발명은 미술품(조각, 회화 및 드로잉과 같은), 보석 및 금속, 점토, 세라믹, 에폭시, 폴리머, 목재, 안료, 바인더 및/또는 이들의 조합을 포함하는 임의의 객체를 인증하는 데 이상적이다.
도 3은 표면 초음파(22)를 하나 이상의 전기 신호로 변환하기 위해 바람직하게는 표면(14)에 가깝거나 심지어 접촉하는 하나 이상의 변환기(46)를 사용하는, 검출기(24)에 대한 대안적인 실시예를 도시한다. 다중 변환기(46)가 사용되는 경우, 변환기(46)는 상이한 방향으로부터의 초음파 반사를 검출하기 위해 표면(14)에 대해 다양한 각도로 구성될 수 있다. 변환기(들)(46)는 평면 어레이, 반구형 어레이, 포물선 어레이, 쌍곡선 어레이, 선, 원, 또는 임의의 다른 원하는 형상일 수 있다.
도 4는 표면 초음파(22)의 상이한 양상을 측정하고 그것으로부터 적절한 검출 신호(30)를 생성하기 위해, 광학 검출(예를 들어, LDV 기반 산란광 수집) 및 하나 이상의 변환기(46)를 모두 사용하는, 검출기(24)에 대한 다른 대안적인 실시예를 도시한다.
위에 설명된 바와 같이, 한 가지 옵션은 인증에 사용되는 데이터가 객체(16)의 표면(14)으로부터의 기여를 제외하도록 하는 것이다. 표면에서 발생하는 파동은 객체의 깊은 곳에서 발생되는 벌크파와 달리, 표면파인, 레일리파(Rayleigh wave)로 지칭될 수 있다. 이러한 표면파로부터의 기여를 제외하면 참조/질의 데이터(38/36)의 파일 크기가 줄어들고 질의 간의 비교가 향상될 수 있다. 광학 또는 물리적 접촉 변환기의 어레이가 표면파와 벌크파를 구별하기 위해 사용될 수 있으며, 따라서 검출 신호로부터의 표면파 기여의 필터링을 가능하게 한다. 파동의 주파수는 또한 기계적, 전기적 및/또는 계산적 필터를 사용하여 표면파를 필터링하는 데 사용될 수 있다. 표면파를 주로 여기하기 위해 선택된 주파수 및/또는 전력을 갖는 여기는 또한 표면파를 벌크파와 구별하는 데 사용될 수 있다.
도 5는 검출기(24)로부터 물리적으로 떨어진 데이터베이스(50)가 인증을 결정하기 위해 질의 데이터(36)와 참조 데이터(38) 사이의 비교를 수행하는, 다른 대안적인 실시예를 도시한다. 구체적으로, 데이터베이스(34)는 네트워크(52)(예를 들어, 인터넷, 셀 네트워크 등)를 통해 데이터베이스(50)에 연결될 수 있다. 데이터베이스(50)는 데이터베이스(34)로부터 수신된 질의 데이터(36) 및 참조 데이터(38)를 저장한다. 데이터베이스(50)는 인증을 결정하기 위해 질의 데이터(36)와 참조 데이터(38) 사이의 비교를 수행한다. 그런 다음 인증 결과는 네트워크(50)를 통해 데이터베이스(34)로 다시 전달될 수 있다. 도 5는 데이터베이스(34)와 데이터베이스(50) 모두에 저장된 질의 데이터(36) 및 참조 데이터(38)를 도시하지만, 질의 시스템(1)은 질의 데이터(36) 및 참조 데이터(38)를 데이터베이스(34)에 저장하지 않고 대신 데이터베이스(50)로 전송하도록 구성될 수 있다.
본 발명은 위에서 설명되고 본 명세서에 예시된 실시예(들)로 제한되지 않고, 임의의 청구항의 범위 내에 속하는 임의의 모든 변형을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 명세서에서 본 발명에 대한 참조는 임의의 청구범위 또는 청구 용어의 범위를 제한하려는 것이 아니라, 대신에 하나 이상의 청구범위에 의해 커버될 수 있는 하나 이상의 특징을 단순히 참조하는 것이다. 위에 설명된 물질, 공정 및 수치적 예는 단지 예시일 뿐이며, 청구범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다. 예를 들어, 단일 검출 신호(30)가 도시되지만, 질의 또는 참조 데이터(36/38)를 생성/저장하기 위해 집합적으로 사용되는 많은 개별 신호일 수 있다. 또한, 후속 질의 동안, 검출 신호로부터 생성된 디지털 데이터는 데이터베이스(34)에 저장될 필요가 없으며, 오히려 질의 데이터가 데이터베이스(34)에 항상 저장되지 않고 참조 데이터에 대한 질의 데이터로서 직접 비교될 수 있다. 마지막으로, 임의의 장치 청구항의 전문은 선행 근거를 제공하기 위한 것이지만 달리 제한하기 위한 것은 아니다.
Claims (26)
- 객체의 표면을 변경하지 않고 상기 객체의 벌크 물질에서 열탄성 여기를 유도하기 위해 상기 객체의 표면에 레이저 빔을 지향하고 - 상기 레이저 빔은 펄스임 -;
상기 열탄성 여기에 의해 야기된 상기 객체의 상기 표면에서의 표면 초음파를 검출하고;
상기 검출된 표면 초음파를 이용하여 검출 신호를 생성하고;
상기 검출 신호를 이용하여 디지털 데이터를 생성하고; 그리고
데이터베이스에 저장된 참조 데이터와 상기 디지털 데이터를 비교하여 상기 객체의 진위를 결정하는 것을 포함하는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 디지털 데이터를 상기 데이터베이스에 저장하는 것을 더 포함하는 방법. - 청구항 1에 있어서,
미리 결정된 주파수 범위와 연관된 상기 검출 신호 또는 상기 디지털 데이터의 하나 이상의 부분을 식별하기 위해 상기 검출 신호 또는 상기 디지털 데이터에 대한 스펙트럼 분해를 수행하는 - 상기 객체의 진위를 결정하는 것은 상기 하나 이상의 부분에 기초함 - 것을 더 포함하는 방법. - 청구항 3에 있어서, 상기 미리 결정된 주파수 범위는 대략 20Mhz 이상인 방법.
- 청구항 1항에 있어서, 상기 지향하는 것은 상기 객체의 상기 표면 상의 다수의 상이한 위치에 상기 레이저 빔을 지향하는 것을 포함하는 방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 검출하는 것은 상기 객체의 상기 표면 상의 다수의 상이한 위치에서 상기 표면 초음파를 검출하는 것을 포함하는 방법.
- 청구항 1에 있어서,
제2 객체의 벌크 물질에서 제2 열탄성 여기를 유도하기 위해 상기 제2 객체의 표면 상에 제2 레이저 빔을 지향하고 - 상기 제2 레이저 빔은 펄스임 -;
상기 제2 열탄성 여기에 의해 야기된 상기 제2 객체의 상기 표면에서의 제2 표면 초음파를 검출하고;
상기 검출된 제2 표면 초음파를 이용하여 제2 검출 신호를 생성하고;
상기 제2 검출 신호를 이용하여 제2 디지털 데이터를 생성하고; 그리고
상기 제2 디지털 데이터를 상기 참조 데이터로서 상기 데이터베이스에 저장하는 것에 의해;
상기 참조 데이터를 생성하는 것을 더 포함하고,
상기 객체의 상기 진위를 결정하는 것은 상기 객체가 상기 제2 객체에 대해 진품이 아니라고 결정하는 것을 포함하는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 객체의 벌크 물질에서 제2 열탄성 여기를 유도하기 위해 상기 객체의 표면 상에 제2 레이저 빔을 지향하고 - 상기 제2 레이저 빔은 펄스임 -;
상기 제2 열탄성 여기에 의해 야기된 상기 객체의 상기 표면에서의 제2 표면 초음파를 검출하고;
상기 검출된 제2 표면 초음파를 이용하여 제2 검출 신호를 생성하고;
상기 제2 검출 신호를 이용하여 제2 디지털 데이터를 생성하고; 그리고
상기 제2 디지털 데이터를 상기 참조 데이터로서 상기 데이터베이스에 저장하는 것에 의해;
상기 참조 데이터를 생성하는 것을 더 포함하고,
상기 객체의 상기 진위를 결정하는 것은 상기 객체가 진품이라고 결정하는 것을 포함하는 방법. - 청구항 8에 있어서,
상기 제2 초음파를 검출하는 것은 상기 객체의 상기 표면 상의 복수의 개별 위치에서 상기 제2 초음파를 검출하는 것을 더 포함하고; 그리고
상기 초음파를 검출하는 것은 상기 객체의 상기 표면 상의 상기 복수의 개별 위치들 중 전부는 아니지만 일부에서 상기 초음파를 검출하는 것을 더 포함하는 방법. - 청구항 1에 있어서, 상기 검출하는 것은
상기 객체의 상기 표면에 충돌하기 위한 검출 레이저 빔을 생성하고; 그리고
상기 객체의 상기 표면에서 반사되는 상기 검출 레이저 빔으로부터의 광을 검출하는 것을 더 포함하고,
상기 표면 초음파의 상기 검출은 상기 객체의 상기 표면에서 반사되는 상기 검출 레이저 빔으로부터의 상기 검출된 광을 사용하는 방법. - 청구항 10에 있어서, 상기 객체의 상기 표면에서 반사되는 상기 검출 레이저 빔으로부터의 상기 광을 검출하는 것은 상기 객체의 상기 표면에 대해 2개 이상의 개별 각도로 상기 객체의 상기 표면에서 반사되는 상기 검출 레이저 빔으로부터의 광을 검출하는 것을 더 포함하는 방법.
- 청구항 11에 있어서,
상기 2개 이상의 개별 각도와 연관된 상기 디지털 데이터 또는 상기 검출 신호의 부분을 디컨볼루션 하는 것을 더 포함하는 방법. - 청구항 10에 있어서,
상기 검출 레이저 빔을 생성하는 것은 상기 객체의 상기 표면 상의 다수의 개별 위치에서 상기 검출 광 빔을 지향하는 것을 더 포함하고;
상기 검출 레이저 빔으로부터 상기 광을 검출하는 것은 상기 객체의 상기 표면 상의 상기 다수의 개별 위치로부터 반사되는 상기 검출 레이저 빔으로부터의 광을 검출하는 것을 더 포함하는 방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 다수의 개별 위치와 연관된 상기 디지털 데이터 또는 상기 검출 신호의 부분을 디컨볼루션 하는 것을 더 포함하는 방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 객체의 상기 표면 상의 상기 다수의 개별 위치로부터 반사되는 상기 검출 레이저 빔으로부터 검출된 상기 광을 사용하여 상기 다수의 개별 위치 각각에서 상기 표면 초음파의 속도를 결정하는 것을 더 포함하는 방법. - 청구항 10에 있어서, 상기 객체의 상기 표면에서 반사되는 상기 검출 레이저 빔으로부터의 상기 광을 검출하는 것은 사냑 간섭계를 사용하는 것을 포함하는 방법.
- 청구항 10에 있어서, 상기 검출하는 것은
변환기를 이용하여 상기 표면 초음파를 검출하는 것을 더 포함하고, 상기 검출 신호를 생성하는 것은 상기 변환기를 이용하고 상기 객체의 상기 표면에서 반사되는 상기 검출 레이저 빔으로부터의 상기 검출된 광을 이용하여 수행되는 방법. - 청구항 1에 있어서, 상기 검출하는 것은
변환기를 사용하여 상기 표면 초음파를 검출하는 것을 더 포함하는 방법. - 청구항 18에 있어서, 상기 변환기는 위상 어레이 변환기인 방법.
- 벌크 물질 및 표면을 갖는 객체를 분석하기 위한 장치로서,
상기 객체의 상기 표면을 변경하지 않고 상기 객체의 상기 표면에 충돌할 때 상기 벌크 물질에서 열탄성 여기를 유도하기 위해 레이저 빔을 생성하도록 구성된 레이저 - 상기 레이저 빔은 펄스임 -;
상기 열탄성 여기에 의해 야기된 상기 객체의 상기 표면에서의 표면 초음파를 검출하고, 상기 검출된 표면 초음파를 이용하여 검출 신호를 생성하도록 구성된 검출기;
상기 검출 신호를 이용하여 디지털 데이터를 생성하도록 구성된 프로세서; 및
데이터베이스에 저장된 참조 데이터와 상기 디지털 데이터를 비교하여 상기 객체의 진위를 결정하도록 구성된 상기 데이터베이스를 포함하는 장치. - 청구항 20에 있어서, 상기 데이터베이스는 상기 디지털 데이터를 저장하도록 추가로 구성되는 장치.
- 청구항 20에 있어서, 상기 검출기는
상기 객체의 상기 표면에 충돌하기 위한 검출 레이저 빔을 생성하고; 그리고
상기 객체의 상기 표면에서 반사되는 상기 검출 레이저 빔으로부터의 광을 검출하도록 추가로 구성되고,
상기 검출기는 상기 객체의 상기 표면에서 반사되는 상기 검출 레이저 빔으로부터의 상기 검출된 광을 이용하여 상기 표면 초음파를 검출하는 장치. - 청구항 22에 있어서, 상기 검출기는
상기 표면 초음파를 검출하도록 구성된 변환기를 더 포함하고, 상기 검출기는 상기 변환기 및 상기 객체의 상기 표면에서 반사되는 상기 검출 레이저 빔으로부터의 상기 검출된 광을 이용하여 상기 검출 신호를 생성하도록 추가로 구성되는 장치. - 청구항 20에 있어서, 상기 검출기는
상기 표면 초음파를 검출하도록 구성된 변환기를 더 포함하는 장치. - 청구항 24에 있어서, 상기 변환기는 위상 어레이 변환기인 장치.
- 청구항 20에 있어서, 상기 검출기는 사냑 간섭계를 포함하는 장치.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201962947230P | 2019-12-12 | 2019-12-12 | |
| US62/947,230 | 2019-12-12 | ||
| US17/116,434 US11402356B2 (en) | 2019-12-12 | 2020-12-09 | Object identification system and method |
| US17/116,434 | 2020-12-09 | ||
| PCT/US2020/064225 WO2021119262A1 (en) | 2019-12-12 | 2020-12-10 | Object identification system and method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220142430A true KR20220142430A (ko) | 2022-10-21 |
Family
ID=76317807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020227023998A KR20220142430A (ko) | 2019-12-12 | 2020-12-10 | 객체 식별 시스템 및 방법 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11402356B2 (ko) |
| EP (1) | EP4073503A4 (ko) |
| JP (1) | JP2023506231A (ko) |
| KR (1) | KR20220142430A (ko) |
| CN (1) | CN115461618A (ko) |
| TW (1) | TWI816073B (ko) |
| WO (1) | WO2021119262A1 (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102194694B1 (ko) * | 2019-12-31 | 2020-12-24 | 한국과학기술원 | 3d 프린팅 공정의 열 화상 및 레이저 초음파 통합 검사 시스템 및 이를 구비한 3d 프린팅 시스템 |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5325167A (en) | 1992-05-11 | 1994-06-28 | Canon Research Center America, Inc. | Record document authentication by microscopic grain structure and method |
| US5454045A (en) | 1994-04-15 | 1995-09-26 | Battelle Memorial Institute | Apparatus and method for identification and recognition of an item with ultrasonic patterns from item subsurface micro-features |
| US5982482A (en) * | 1997-07-31 | 1999-11-09 | Massachusetts Institute Of Technology | Determining the presence of defects in thin film structures |
| US7117134B2 (en) | 2001-10-18 | 2006-10-03 | Lockheed Martin Corporation | Method to optimize generation of ultrasound using mathematical modeling for laser ultrasound inspection |
| US8943325B2 (en) | 2004-02-06 | 2015-01-27 | Signoptic Technologies Savoie Technolac | Use of a digital signature obtained from at least one structural characteristic of a material element to protect the direct reading of sensitive data and method for reading this protected data |
| TWI280360B (en) | 2005-05-19 | 2007-05-01 | Ind Tech Res Inst | Optical apparatus for measuring properties of a material and method for measuring the same |
| WO2007003058A1 (en) * | 2005-07-06 | 2007-01-11 | National Research Council Of Canada | Method and system for determining material properties using ultrasonic attenuation |
| US7353709B2 (en) | 2005-07-06 | 2008-04-08 | National Research Council Of Canada | Method and system for determining material properties using ultrasonic attenuation |
| US20070214892A1 (en) | 2006-03-15 | 2007-09-20 | Turner Joseph A | System and methods to determine and monitor changes in rail conditions over time |
| WO2007110900A1 (ja) | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Ihi Corporation | 欠陥検査装置及び欠陥検査方法 |
| CA2672378A1 (en) | 2007-12-06 | 2009-06-11 | Lockheed Martin Corporation | Non-destructive inspection using laser-ultrasound and infrared thermography |
| JP4900979B2 (ja) * | 2008-08-27 | 2012-03-21 | キヤノン株式会社 | 光音響装置および光音響波を受信するための探触子 |
| US10352911B2 (en) * | 2008-09-12 | 2019-07-16 | Balthasar Fischer | Airborne ultrasound testing system for a test object |
| US8210045B2 (en) | 2009-08-25 | 2012-07-03 | James N. Caron | Continuous laser generation of ultrasound |
| JP2011257163A (ja) * | 2010-06-07 | 2011-12-22 | Panasonic Corp | レーザ超音波検査方法およびレーザ超音波検査装置 |
| ES2438751T3 (es) | 2011-09-05 | 2014-01-20 | ALLTEC Angewandte Laserlicht Technologie Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Dispositivo y procedimiento para marcar un objeto por medio de un rayo láser |
| US9220415B2 (en) | 2011-10-25 | 2015-12-29 | Andreas Mandelis | Systems and methods for frequency-domain photoacoustic phased array imaging |
| DE102011117239A1 (de) | 2011-10-28 | 2013-05-02 | Giesecke & Devrient Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Untersuchung eines blatt- oder kartenförmigen Wertdokuments mit einem Sicherheitsmerkmal mit einen oder mehreren Hohlräume |
| CN104330475B (zh) | 2014-10-23 | 2016-08-10 | 陕西师范大学 | 基于超声背向散射衰减系数谱的金属防伪辨识方法 |
| US20180292355A1 (en) * | 2017-04-05 | 2018-10-11 | General Electric Company | System and method for authenticating components |
| US11287507B2 (en) | 2018-04-30 | 2022-03-29 | The Boeing Company | System and method for testing a structure using laser ultrasound |
-
2020
- 2020-12-09 US US17/116,434 patent/US11402356B2/en active Active
- 2020-12-10 EP EP20898781.8A patent/EP4073503A4/en active Pending
- 2020-12-10 WO PCT/US2020/064225 patent/WO2021119262A1/en unknown
- 2020-12-10 JP JP2022536488A patent/JP2023506231A/ja active Pending
- 2020-12-10 CN CN202080096463.6A patent/CN115461618A/zh active Pending
- 2020-12-10 KR KR1020227023998A patent/KR20220142430A/ko not_active Application Discontinuation
- 2020-12-11 TW TW109143944A patent/TWI816073B/zh active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4073503A1 (en) | 2022-10-19 |
| US20210181163A1 (en) | 2021-06-17 |
| TWI816073B (zh) | 2023-09-21 |
| WO2021119262A1 (en) | 2021-06-17 |
| EP4073503A4 (en) | 2023-11-22 |
| TW202142866A (zh) | 2021-11-16 |
| US11402356B2 (en) | 2022-08-02 |
| JP2023506231A (ja) | 2023-02-15 |
| CN115461618A (zh) | 2022-12-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Michaels et al. | Frequency–wavenumber domain analysis of guided wavefields | |
| US6128092A (en) | Method and system for high resolution ultrasonic imaging of small defects or anomalies. | |
| US7798000B1 (en) | Non-destructive imaging, characterization or measurement of thin items using laser-generated lamb waves | |
| Lévesque et al. | Performance of laser-ultrasonic F-SAFT imaging | |
| Poddar et al. | Time reversibility of a Lamb wave for damage detection in a metallic plate | |
| Flynn | Embedded multi-tone ultrasonic excitation and continuous-scanning laser doppler vibrometry for rapid and remote imaging of structural defects | |
| US20100212431A1 (en) | Method and apparatus for the non-destructive material testing of a test object using ultrasonic waves | |
| JP2010527015A (ja) | 超音波を用いた検査対象の非破壊材料検査方法および装置 | |
| US9329155B2 (en) | Method and device for determining an orientation of a defect present within a mechanical component | |
| Chiariotti et al. | Delamination detection by multi-level wavelet processing of continuous scanning laser Doppler vibrometry data | |
| Safari et al. | Assessment methodology for defect characterisation using ultrasonic arrays | |
| US11402356B2 (en) | Object identification system and method | |
| Ng et al. | A novel laser-based duffing oscillator system to identify weak ultrasonic guided wave signals related to rail defects | |
| Gaul et al. | Localization of a``Synthetic''Acoustic Emission Source on the Surface of a Fatigue Specimen | |
| US8006558B2 (en) | Measuring a sample | |
| KR101057586B1 (ko) | 기형 초음파 전파 영상화 장치 | |
| US6393384B1 (en) | Apparatus and method for remote ultrasonic determination of thin material properties using signal correlation | |
| CA2277460C (en) | Method and system for high resolution ultrasonic imaging of small defects or anomalies | |
| JPH1078415A (ja) | 非接触非破壊の材料評価方法とその装置及び弾性波励起方法と弾性波励起装置 | |
| CN107144637B (zh) | 一种识别裂纹方向的方法 | |
| Nazarchuk et al. | Methods for Processing and Analyzing the Speckle Patterns of Materials Surface | |
| Michaels | Efficient monitoring and inspection of plate-like structures with ultrasonic guided waves | |
| Wu et al. | Laser ultrasonic wave spatial gradient features for damage detection | |
| Sharples | All-optical scanning acoustic microscope | |
| Skalsky et al. | The method of measuring the velocity of surface acoustic waves by laser probing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal |