PT1237128E - Detector de características de luminescência melhorado - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "DETECTOR DE CARACTERÍSTICAS DE LUMINESCÊNCIA MELHORADO"

Campo da invenção A invenção situa-se no campo dos documentos e artigos de segurança. Refere-se a um método para determinar a autenticidade desses documentos ou artigos. Em particular, refere-se a documentos ou artigos de segurança possuindo uma caracteristica de luminescência e a um dispositivo para a medição quantitativa da intensidade de emissão de luminescência e das características da referida caracteristica de luminescência.

Antecedentes da invenção

Compostos luminescentes são elementos de segurança bem conhecidos para a protecção de notas bancárias, papéis com valor facial e outros artigos de segurança. Estes compostos podem ser incorporados no substrato do artigo de segurança, impressos em artigos de segurança por meio de uma tinta ou afixados a artigos de segurança na forma de um filamento de segurança, uma folha ou uma etiqueta possuindo os mesmos. A detecção de elementos de segurança luminescentes é bem conhecida na técnica e descrita num grande número de patentes. 0 documento US 5918960 descreve um aparelho de detecção de falsificação de notas bancárias com base numa lâmpada de UV para 1 excitar a luminescência e duas células fotoeléctricas para medir a intensidade de luminescência versus a intensidade de radiação de fundo. Um problema particular na detecção de luminescência é a discriminação do fraco sinal de luminescência em comparação com os sinais de fundo frequentemente muito mais intensos, que se devem à luz ambiente. A utilização de excitação modulada e detecção síncrona tem sido proposta como uma possibilidade para superar esta dificuldade. 0 documento US 5043585 descreve um método e um aparelho para a medição do período de relaxamento de fluorescência de uma substância fluorescente. O documento US 5608225 descreve um aparelho de detecção de fluorescência melhorado e um método utilizando uma fonte de excitação modulada, uma célula fotoeléctrica e um detector de fase para a supressão de sinais de fundo. Os documentos US 4275299, US 5548106, US 5418855 e US 5574790 descrevem outros equipamentos de detecção com base numa excitação modulada. O documento US 3656835 explica como é que a utilização conjunta de uma fonte de excitação UV constante e um campo magnético modulado serve para produzir e detectar uma emissão modulada proveniente de estados tripleto magnéticos da luminescência. Os documentos US 5315993 e US 5331140 propõem uma monitorização do decaimento da luminescência utilizando uma multiplexagem de mais do que uma frequência de modulação da fonte de excitação, e. g., para a leitura de códigos de barras fluorescentes invisíveis. Os documentos US 5548124 e US 5757013 propõem a medição de tempos de decaimento da luminescência através da geração de um produto de modulação do sinal de excitação e do sinal de resposta luminescente de reacção recebido. 2

Os sistemas de detecção de luminescência com base em modulação da técnica anterior são muito grosseiros no que se refere às influências da luz ambiente que não têm a mesma frequência e fase de modulação que a própria fonte de luz do detector. São, por outro lado, muito sensíveis à sua própria frequência de modulação. Uma parte da luz de excitação modulada é, nomeadamente, retrodifundida na superfície de amostra e escapa-se através do sistema de filtro óptico para a célula fotoeléctrica do detector. Nenhum sistema de filtro óptico tem, nomeadamente, uma rejeição de 100% dos componentes de luz fora de banda. Esta luz de excitação residual, que tem, exactamente, a mesma frequência que a resposta de luminescência, adiciona-se, assim, à intensidade do sinal detectado. No caso de um sinal de luminescência fraco, o referido sinal de fundo impede uma determinação correcta da intensidade do sinal de luminescência.

Isto é tanto mais preocupante quanto o sinal de fundo depende da reflectividade do substrato, que pode variar de forma independente da intensidade do sinal de luminescência. No caso da autenticação de notas bancárias, a reflectividade do substrato depende, nomeadamente, de factores externos, tais como sujidade e desgaste, o que faz com que seja difícil verificar a autenticidade das notas bancárias se não for possível distinguir entre o sinal de fundo meramente reflectido e o verdadeiro sinal de emissão de luminescência. A presente invenção divulga um método e um equipamento que superam as deficiências da técnica anterior.

Em particular, divulga um método e um equipamento que permite a discriminação entre o sinal de excitação reflectido e 3 o sinal de emissão de luminescência e a determinação, de modo selectivo, da intensidade da emissão de luminescência. A presente invenção permite, além disso, uma determinação quantitativa da intensidade de luminescência, independentemente da reflectividade de fundo.

Permite, ainda, obter intensidades de luminescência absolutas ou comparativas e explorá-las para fins de codificação e identificação.

Sumário da invenção A presente invenção divulga um método que permite a determinação de intensidades de luminescência, desprovida de contribuições de luz ambiente e de radiação de excitação retrodifundida. Baseia-se na utilização de, pelo menos, um composto luminescente mostrando características de emissão diferidas no tempo, i. e., tendo uma acumulação dependente do tempo da emissão de luminescência depois de a fonte de luz de excitação ter sido ligada e emitindo, ainda, um sinal de luminescência decrescente depois de a fonte de luz de excitação ter sido desligada. Uma resposta de emissão típica de uma luminescência desse tipo em função do tempo é mostrada na Figura 1: a) mostra a intensidade em função do tempo de uma radiação de excitação pulsada com comprimento de onda XI, b) mostra a intensidade em função do tempo da resposta detectada a partir da luminescência. A referida resposta detectada compreende, pelo menos, três componentes: (1) radiação retrodifundida com comprimento de onda XI escapando através do sistema de filtro óptico, (2) radiação de luminescência com 4 comprimento de onda Λ2 emitida durante a excitação e (3) radiação de luminescência com comprimento de onda X2 emitida após excitação. A existência de radiação (1) retrodifundida no detector dificulta a obtenção de medições absolutas precisas da verdadeira intensidade de luminescência emitida, tal como reflectida pela sua "parte crescente" (2) e a sua "parte decrescente" (3). Isto é particularmente verdadeiro no caso de uma luminescência fraca e intensidade de excitação elevada, e. g., no caso em que se tem que detectar materiais luminescentes que convertem luz infravermelha invisível em luz visível. 0 método, de acordo com a presente invenção, que resolve este problema, é exemplificado em associação com a Figura 2. A fonte de luz de excitação é periodicamente ligada e desligada, como mostrado na Figura 1. Um valor medido para a intensidade de luminescência líquida pode ser obtido para as partes "crescente" e "decrescente" utilizando o método seguinte: 0 intervalo (A) "crescente" entre a activação e a desactivação da fonte de luz de excitação pode ser subdividido em, pelo menos, dois intervalos de tempo, que são, de um modo preferido, iguais. 0 sinal do detector é integrado durante os referidos intervalo de tempo para obter valores para cada intervalo. Em seguida, calcula-se a diferença entre o primeiro e o segundo sinal. Devido ao facto de os intervalos de tempo serem iguais, a contribuição de dispersão (1) de radiação de excitação retrodifundida é subtraída, em conjunto com a radiação de fundo de outra forma presente (luz ambiente) . A intensidade do sinal 5 remanescente deve-se, exclusivamente, à emissão de luminescência.

No exemplo da Figura 2, o "intervalo crescente" (A) pode, por exemplo, ser totalmente subdividido em dois intervalos de tempo iguais (tl, t2) . A intensidade do sinal integrado durante o intervalo de tempo tl é subtraída da intensidade do sinal integrado durante o intervalo de tempo t2. Contribuições da retrodifusão, radiação de fundo e outras influências luminosas geradoras de erro são denominadas, colectivamente, como contribuições 1 de retrodifusão. Subtraindo-se os valores de intensidade, obtém-se um valor de sinal líquido, que é apenas representativo da intensidade de luminescência.

Em alternativa, o "intervalo crescente" (A) pode ser parcialmente subdividido em dois intervalos de tempo iguais (t5, t6), sendo os referidos intervalos de tempo menores do que os intervalos de tempo anteriores (tl, t2) e localizados próximo do início e próximo do fim do "intervalo crescente" (A) . A intensidade do sinal integrado durante o intervalo de tempo t5 é subtraída da intensidade do sinal integrado durante o intervalo de tempo t6. Contribuições de retrodifusão (1) e de radiação de fundo anulam-se, para deixar um valor de sinal líquido, representativo, apenas, da intensidade de luminescência. Esta solução alternativa é particularmente adequada se se tiver que analisar vários materiais luminescentes tendo constantes características de tempo "crescente" muito diferentes utilizando o mesmo equipamento de detecção.

Da mesma forma, o intervalo "decrescente" (D) após a desactivação da fonte de luz de excitação pode ser subdividido em, pelo menos, dois intervalos de tempo, de um modo preferido, 6 iguais. 0 sinal do detector é integrado durante os referidos intervalos de tempo e, pelo menos, forma-se um sinal de diferença entre um intervalo de tempo igual posterior e um anterior. Devido ao facto de os intervalos de tempo serem iguais, a radiação de fundo de outra forma presente (luz ambiente) é subtraída. 0 sinal remanescente deve-se, exclusivamente, à presença da emissão de luminescência.

No exemplo da Figura 2, o "intervalo decrescente" (D) pode ser inteiramente subdividido em dois intervalos de tempo iguais (13, t4) . A intensidade do sinal integrado durante o intervalo de tempo t3 é subtraída da intensidade do sinal integrado durante o intervalo de tempo t4. Contribuições da radiação de fundo anulam-se para deixar um valor de sinal líquido, representativo, apenas, da intensidade de luminescência.

Em alternativa, o "intervalo decrescente" (D) pode ser parcialmente subdividido em dois intervalos de tempo iguais (t7, t8), sendo os referidos intervalos de tempo menores do que os intervalos de tempo anteriores (t3, t4) e localizados próximo do início e próximo do fim do "intervalo decrescente" (D) . A intensidade do sinal integrado durante o intervalo de tempo t7 é subtraída da intensidade d sinal integrado durante o intervalo de tempo t8. Contribuições da radiação de fundo anulam-se para deixar um valor de sinal líquido, representativo, apenas, da intensidade de luminescência. Esta solução alternativa é particularmente adequada se se tiver que analisar vários materiais luminescentes tendo constantes características de tempo "decrescente" muito diferentes utilizando o mesmo equipamento. 0 método da presente invenção baseia-se, assim, na 7 utilização de substâncias luminescentes que apresentam caracteristicas de emissão diferidas no tempo e que permitem, através de uma subdivisão adequada dos intervalos de observação de sinal "crescente" e "decrescente" e da formação de valores de diferença de sinal integrado correspondentes, uma compensação interna da radiação de fundo ambiente e da radiação de excitação retrodifundida do próprio detector. Isto permite uma avaliação quantitativa mesmo das de intensidades de luminescência, mais fracas.

Com base no presente ensinamento, os especialistas na técnica podem, facilmente, obter e implementar outras variantes do método divulgado, em particular, as que se fundamentam em mais do que dois intervalos de tempo para a extracção de caracteristicas de luminescência e as que se fundamentam em intervalos de tempo de observação de tamanho desigual. A presente invenção também divulga equipamento de detecção que é adequado para a determinação de intensidades de luminescência e outras caracteristicas de luminescência, isentas de contribuições de luz ambiente e de radiação de excitação retrodifundida. 0 referido equipamento baseia-se na implementação do método da invenção, em conjunto com, pelo menos, um composto luminescente apresentando caracteristicas de emissão diferidas no tempo. A Figura 2b explica, mais detalhadamente, a forma como os dois valores de dois intervalos de tempo, e. g., t5 e t6, podem ser subtraídos um do outro: Durante t5 e t6, os valores la e lb de intensidade, que são resultantes da retrodifusão e de outros erros, são medidos. Dado que o tempo t5 e t6 é igual, o valor de la e lb é igual. 8 0 valor de intensidade total durante t5 compreende os valores la e 2a. 0 valor total durante t6 compreende lb e 2b. No entanto, como o valor 2a de intensidade que resulta da emissão do material luminescente é bastante baixo durante a fase inicial de iluminação e o valor 2b é bastante elevado no fim do ciclo de emissão, o valor resultante da dedução (2b - lb) de (la + 2a) é muito próximo do valor de 2b. Ao extrair amostras t5 pequenas no inicio de um ciclo de irradiação e outra amostra t6 no final do ciclo de irradiação, é possível obter sinais resultantes, que correspondem a um grau elevado relativamente à intensidade das luminescências emitidas. É claro que se pode decidir aumentar a duração de um dos períodos de amostragem. Se, por exemplo, t6 for o dobro de t5, obtêm-se valores exactos ao dividir o valor de intensidade medido durante t6 pelo factor 2 para compensar o período mais longo de tempo. A Figura 3 proporciona uma disposição esquemática dos blocos funcionais do referido equipamento de detecção, implementando o referido método da invenção. 0 referido equipamento de detecção compreende, pelo menos, um laser díodo ou díodo emissor de luz como uma fonte de luz (LD/LED) para a excitação de uma marcação (M) luminescente numa amostra submetida a teste (S). 0 referido equipamento de detecção

compreende, ainda, pelo menos, um microprocessador (μΡ) com memória (Mem) e, pelo menos, um conversor analógico-digital (A/D) e, pelo menos, um canal de detecção. 0 referido canal de detecção compreende um fotodiodo (PD) , seguido por um amplificador de transimpedância (T) , um filtro electrónico passa-alto (HP) , um filtro electrónico passa-baixo (LP) e um primeiro amplificador (Al) de sinal. A saída do amplificador AI 9 de sinal alimenta uma unidade de comutação, compreendendo um ramo positivo composto por um amplificador não inversor de ganho unitário (+1) e uma unidade (S+) de comutação, e um ramo negativo composto por um amplificador de inversão de ganho unitário (-1) e uma unidade (S-) de comutação. 0 sinal combinado das duas unidades (S+, S-) de comutação alimenta um integrador (I), que é seguido por um segundo amplificador (A2) de sinal. A saida do amplificador A2, por fim, alimenta o conversor A/D do microprocessador (μΡ). 0 equipamento de detecção compreende, pelo menos, um, de um modo preferido, no entanto, dois ou mais canais de detecção, para permitir uma comparação relativa de intensidades de sinais de luminescência provenientes de uma mistura deliberada de luminescências diferentes numa marcação. Elementos ópticos ou electrónicos adicionais podem estar presentes no equipamento de detecção ou nos seus canais de detecção individuais, tais como lentes de focagem ou de recolha de luz, filtros ópticos, filtros electrónicos, etc. Alguns dos blocos funcionais indicados na Figura 3 também podem ser reunidos numa mesma unidade de circuito electrónico. A referida fonte de luz de excitação (LD/LED) e as referidas unidades (S+, S-) de comutação são controladas pelo referido microprocessador (μΡ) e permitem que a unidade de detecção execute ciclos de amostragem arbitrários e específicos de uma aplicação por meio de uma programação correspondente do referido microprocessador. 0 microprocessador (μΡ) é, nomeadamente, programado para executar as operações seguintes: 10 1. ligar e desligar repetidamente a fonte de luz de excitação (LD/LED) durante intervalos de tempo determinados, 2. ligar e desligar as unidades (S + , S-) de comutação positivas e negativas de acordo com um esquema de amostragem preestabelecido, 3. extrair os valores de sinais detectados numa forma digitalizada para, pelo menos, alguns dos canais presentes por meio do conversor A/D do μΡ, 4. realizar tratamentos matemáticos e comparações absolutas ou relativas com valores de referência nos valores de sinais extraídos no passo 3, 5. apresentar o resultado do passo 4 em termos de uma indicação de autenticidade ou não autenticidade para a amostra submetida a teste. 0 referido equipamento de detecção pode, além disso, ser utilizado como uma unidade independente, funcionando de forma autónoma, utilizando valores de referência previamente armazenados para determinar a autenticidade de uma amostra submetida a teste ou, em alternativa, ligado a um servidor de dados central e protegido através de uma ligação de transferência de informação. 0 referido servidor central contém os valores de referência de autenticidade e pode executar algumas das operações do microprocessador (μΡ), em particular, as indicadas nos passos 4 e 5 acima. A presente invenção também divulga um sistema de segurança, 11 compreendendo misturas de compostos luminescentes, que podem ser identificadas utilizando o referido equipamento e método de detecção. As referidas misturas de compostos luminescentes podem ser incorporadas em tintas e impressas em documentos ou artigos de segurança, ou podem ser moldadas em plástico ou laminadas entre folhas, para a produção de películas, filamentos de segurança, cartões de crédito, de identidade ou de acesso e semelhantes. 0 referido sistema de segurança pode, nomeadamente, ser empregue para proteger notas bancárias, documentos valiosos, documentos oficiais, cartões, bilhetes de transporte, bem como produtos de marca de todo o tipo.

Também se deve salientar que o método e o equipamento, de acordo com a presente invenção, permitem uma redução considerável das exigências de filtragem óptica. Se a detecção de resposta de luminescência for realizada durante os intervalos "decrescentes", onde o sinal de excitação não está presente, não se deve, particularmente, proteger o fotodiodo da influência da luz de excitação. Um simples divisor de feixe de 45° do tipo filtro rugate pode ser suficiente para isolar o comprimento de onda de luminescência emitida. Estes filtros são vantajosos, uma vez que podem ser produzidos em massa por holografia Lippmann e técnicas relacionadas.

Em casos particulares, pode-se mesmo conceber trabalhar sem qualquer filtragem óptica e depender exclusivamente da discriminação de comprimentos de onda, que já foi realizada através da escolha de uma fonte de excitação apropriada e de um fotodiodo apropriado, em conjunto com uma análise das características de decaimento da luminescência, utilizando o método e o dispositivo da invenção. Neste contexto, é interessante notar que a maioria dos LED também pode ser 12 explorada como díodos fotoeléctricos selectivos em termos de comprimento de onda, embora ligeiramente menos eficazes. Isto é particularmente útil quando se trabalha com materiais luminescentes que convertem luz infravermelha invisível em luz visível de modo a reduzir a sensibilidade do detector fotoeléctrico à luz intensa de comprimento de onda mais longo da fonte de excitação. Como há uma abundância de diferentes LED "coloridos" no mercado, cobrindo toda a gama espectral desde o UV próximo, passando pela luz visível e terminando na IR, também existe a mesma quantidade de díodos fotoeléctricos com potencial espectralmente selectivo para quem precisar deles.

Forma de realização exemplificativa A invenção é, ainda, ilustrada pelos desenhos e por uma forma de realização exemplificativa.

Figura 1 mostra uma evolução no tempo típica do sinal de excitação e da resposta de luminescência detectada de um composto luminescente utilizado na presente invenção: a) intensidade em função do tempo do sinal de excitação com comprimento de onda λΐ; b) intensidade em função do tempo do sinal de resposta detectado. 0 sinal de resposta detectado compreende: (1) radiação retrodifundida com comprimento de onda λΐ escapando-se através do sistema de filtro óptico (2), radiação luminescente com comprimento de onda X2 emitido durante a excitação e (3) radiação luminescente com comprimento de onda X2 emitida após excitação. 13

Figura 2 ilustra o princípio do método de detecção de acordo com a presente invenção

Figura 3 mostra um diagrama de circuito de blocos de um equipamento de detecção de acordo com a invenção, implementando o método da invenção

Figura 4 mostra disposições esquemáticas da parte óptica de uma forma de realização exemplificativa da invenção, compreendendo um LED de excitação IR e dois canais de detecção: a) uma versão utilizando óptica anilódica; b) uma versão utilizando óptica formadora de imagens

Figura 5 mostra o esquema de circuito de uma forma de realização electrónica de um canal de detecção de acordo com a presente invenção

Figura 6 exemplo de diagramas temporais para o sinal (E) de excitação e os sinais (Pl, P2) de controlo das unidades de comutação.

Um sistema de segurança e um dispositivo de detecção correspondente, implementando o método da invenção foram realizados do seguinte modo. Os compostos luminescentes foram escolhidos de modo a serem convertidos Y2O2S: Er, Yb e Y2O2S: Tm, Yb luminescentes que convertem luz infravermelha invisível em luz visível. Estes materiais são excitáveis por uma intensa radiação infravermelha na faixa de comprimento de onda de 900 a 980 nm. Através de um processo de excitação de dois fotões, emitem radiação de luminescência em comprimentos de onda mais curtos, no verde, região dos 550 nm para o material dopado com érbio e no infravermelho próximo, região dos 800 nm para o 14 material dopado com túlio. As constantes de tempo características do crescimento e decaimento da intensidade de emissão luminescente correspondente são da ordem de 50 a 500 ps; dependem, nomeadamente, da natureza exacta dos materiais luminescentes. O dispositivo de detecção foi construído de acordo com a Figura 3, Figura 4 e Figura 5. A fonte de excitação é um LED-IR GaAlAs disponível comercialmente do tipo utilizado para aplicações de controlo remoto. O dispositivo escolhido, OPE5594S, emite uma potência óptica de 120 mW/esterradiano a um semi-ângulo de +/- 10°. A emissão de pico foi a 940 nm de comprimento de onda, com uma meia largura espectral de 45 nm. A Figura 4a mostra uma disposição esquemática do sistema óptico do dispositivo de detecção. A luz do referido LED-IR é fornecida através de um divisor de feixe (BS1) de 45° dieléctrico a um bocal (N) cónico de poli(metacrilato de metilo) (PMMA) e concentrado sobre uma marcação (M) luminescente na amostra submetida a teste (S). O referido bocal (N) cónico funciona, nomeadamente, como um concentrador de óptica anidólica (transformador de ângulo de aceitação), aceitando raios de luz quase paralelos e de baixa intensidade na sua extremidade ampla e fornecendo luz de alta intensidade, mas fortemente divergente, na extremidade estreita. No sentido oposto, recolhe um ponto concentrado de luminescência muito divergente na sua ponta e fornece-a na forma de um feixe quase paralelo diluído na sua extremidade ampla. O divisor de feixe BS1 é do tipo passa-longo, tendo um comprimento de onda de corte de 45° aos 900 nm. A marcação (M) contém os dois referidos materiais luminescentes que convertem luz infravermelha invisível em luz 15 visível com uma proporção predeterminada e emite as referidas duas radiações luminescentes com comprimento de onda mais curto a 550 nm e a 800 nm quando excitada a alta intensidade com luz do referido LED-IR emitindo de 900 a 980 nm. A referida radiação emitida é recolhida segundo o ângulo de grande aceitação pelo bocal (N) cónico, "paralelizada" e desviado no primeiro divisor de feixe BS1 de 45°. Um segundo divisor de feixe (BS2) de 45° dieléctrico, do tipo passa-longo, tendo um comprimento de onda de corte de 45° de 700 nm, separa os componentes de 550 nm e 800 nm da resposta de luminescência emitida. O componente de 800 nm é fornecido através de um filtro (Fl) passa-banda opcional de 800 nm a um fotodiodo (PD1) de silício; o componente de 550 nm é fornecido através de um filtro (F2) passa-banda opcional de 500 nm a um fotodiodo (PD2) GaAsP.

Uma disposição alternativa do sistema óptico é mostrada na Figura 4b. A luz com um feixe substancialmente paralelo do LED-IR emitindo em ângulo estreito é enviada através de dois divisores de feixe (BS1, BS2) dicróicos de 45° e concentrada por uma lente (L) de focagem sobre uma marcação (M) luminescente de uma amostra submetida a teste (S) . A marcação M fica, assim, disposta no plano focal da lente L. A luminescência emitida pela marcação M em resposta à luz de excitação de 900 a 980 nm é recolhida pela lente L e devolvida sob a forma de um feixe de luz de raios paralelos a um primeiro divisor de feixe (BS1) de 45°. Este divisor de feixe é do tipo de filtro rugate de 45° e reflecte uma primeira banda de comprimento de onda estreita de, aproximadamente, 800 nm, na direcção de um primeiro fotodiodo (PD1) . 0 resto do feixe de luz incide sobre um segundo divisor de feixe (BS2) de 45°. Este divisor de feixe também é do tipo de filtro rugate de 45° e reflete uma segunda banda de comprimento de onda estreita de, aproximadamente, 550 nm na direcção de um 16 segundo fotodiodo (PD2). Filtros (Fl, F2) ópticos para reduzir a intensidade da luz IR retro-reflectida da fonte de excitação podem, opcionalmente, ser inseridos em frente dos diodos fotoeléctricos (PDl, PD2). A Figura 5 mostra uma forma de realização da parte electrónica de um canal de detecção do dispositivo de detecção. Baseia-se num microprocessador do tipo PIC 16F877. 0 microprocessador é comum a todos os canais de detecção do dispositivo de detecção. A electrónica do detector baseia-se em componentes electrónicos pouco dispendiosos; i. e., os amplificadores operacionais de baixo ruído podem ser do tipo NE 5532 (2 unidades por invólucro) e as unidades de comutação podem ser do tipo 4066 (4 unidades por invólucro). 0 fotodiodo, que pode ser do tipo de silício, GaAsP, ou de qualquer outro tipo, é explorado no modo fotovoltaico e fornece o seu sinal a um andar (IC1:A) de amplificador de transimpedância equilibrado. O referido andar de amplificador de transimpedância é seguido por um segundo andar (IC1:B) de amplificador, que fornece a sua saída, através de um acoplamento capacitivo, às unidades (IC3:A, IC3:B) de comutação positiva e negativa. Para a unidade (IC3:A) positiva, utiliza-se, directamente, o sinal de saída de IC1:B; para a unidade (IC3:B) negativa, o sinal de saída de IC1:B é, em primeiro lugar, fornecido através de um andar (IC2:B) inversor-analógico. A saída combinada das unidades (IC3:A, IC3:B) de comutação é fornecida a um andar (IC2:A) integrador e o sinal integrado vai para o conversor analógico-digital (A/D) do processador PIC. Os sinais (Pl, P2) de controlo para as unidades (IC3:A, IC3:B) de comutação são gerados pelo processador PIC. 17

Com base no ensinamento acima mencionado, os especialistas na técnica facilmente concebem outras formas de realização do dispositivo de detecção, que, em particular, pode ter mais do que uma fonte de luz de excitação ou mais do que dois canais de detecção.

Escolheu-se uma frequência de funcionamento do dispositivo da nossa forma de realização exemplificativa de 1 kHz, com comprimentos iguais dos intervalos de tempo em que há excitação e não há excitação. Esta não é, no entanto, uma condição necessária; pode-se, igualmente, escolher outras proporções de excitação/falta de excitação. A Figura 6 ilustra um exemplo de diagramas temporais úteis para o sinal (E) de excitação e os sinais (Pl, P2) de controlo das unidades de comutação. A Figura 6a mostra o sinal (E) de excitação de onda quadrada e a resposta (R) de luminescência. A Figura 6b mostra um exemplo de amostragem da parte "crescente" da resposta (R) de luminescência utilizando os sinais (Pl, P2) de controlo das unidades de comutação. A Figura 6c mostra um exemplo de amostragem da parte "decrescente" da resposta (R) de luminescência. A Figura 6d mostra um exemplo de amostragem alternativo da parte "crescente" da resposta (R) de luminescência. 0 método e o dispositivo da invenção permitem, nomeadamente, por meio de uma combinação de diferentes esquemas adequados de amostragem, extrair informações sobre a intensidade de luminescência e as constantes de tempo características da parte "crescente" e "decrescente" da (R) resposta de luminescência.

Lisboa, 18 de Outubro de 2012 18

Claims (15)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Método para autenticar uma marcação de segurança compreendendo um composto luminescente, sendo o referido composto luminescente excitável por uma fonte de luz de excitação e tendo uma acumulação dependente do tempo da luminescência após a fonte de luz de excitação ter sido ligada e emitindo, ainda, um sinal de luminescência decrescente depois de a fonte de luz de excitação ter sido desligada, expondo a marcação a radiação proveniente de uma fonte de luz de excitação que é periodicamente ligada e desligada, e medindo a intensidade da emissão de luminescência em que, durante ou após a exposição à fonte de luz de excitação, se medem valores de intensidade luminosa durante intervalos de tempo (tl, t2, t3, t4, t5, t6, t7, t8) iguais que são selecionados de modo a que, depois de subtrair o valor de intensidade recolhido durante um intervalo de tempo do valor de intensidade recolhido durante outro intervalo de tempo, o valor líquido resultante da subtracção seja representativo da luz emitida pelo material luminescente; sendo o valor líquido do sinal, ainda, comparado com valores de referência armazenados; e sendo determinada a autenticidade ou não autenticidade da marcação de segurança com base no resultado da referida comparação. 1
2. 2. Método de acordo com a reivindicação 1, em que um dos intervalos de tempo (t5) é seleccionado durante a fase inicial da excitação do material luminescente para reduzir a proporção de intensidade (2a) de luz resultante da emissão do material luminescente em comparação com a intensidade (la) de luz medida, provocada por luz retrodifundida, luz parasita ou outra luz que não resulte da emissão.
3. 3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que um segundo intervalo de tempo (t6) é seleccionado durante uma fase em que a intensidade resultante da emissão do material luminescente subiu até o seu máximo.
4. 4. Método de acordo com a reivindicação 2 ou 3, em que a duração de um intervalo de tempo (t5, t6) é menor do que 25% do período (A) de emissão.
5. 5. Método de acordo com uma das reivindicações anteriores, em que a marcação compreende um ou mais compostos luminescentes que emitem luz em dois comprimentos de onda diferentes e valores de intensidade são amostrados para a luz emitida nos referidos comprimentos de onda.
6. 6. Método de acordo com a reivindicação 5, em que os valores de intensidade dos referidos comprimentos de onda diferentes são comparados.
7. 7. Método de acordo com uma das reivindicações anteriores, em que a intensidade da luz é amostrada durante a exposição da marcação à irradiação. 2 Método de acordo com uma das reivindicações anteriores, em que a intensidade de luz é amostrada após a exposição da marcação à irradiação.
8. 9. Método de acordo com uma das reivindicações anteriores, em que os valores de intensidade de luz durante os períodos de tempo (tl a t8) são integrados.
9. 10. Método para a marcação e autenticação de documentos ou artigos de segurança, baseando-se o referido método na utilização de, pelo menos, um composto luminescente, sendo o referido composto luminescente que faz parte do referido documento ou artigo de segurança excitável por uma fonte de luz de excitação e mostrando uma acumulação no tempo da intensidade de emissão de luminescência após a fonte de luz de excitação ter sido ligada e um decaimento no tempo da intensidade de emissão de luminescência após a fonte de luz de excitação ter sido desligada, sendo o referido método caracterizado por a referida fonte de luz de excitação ser ligada durante um primeiro intervalo de tempo (A) e desligada durante um segundo intervalo de tempo (D), e pelo menos, dois valores de intensidade de luminescência serem medidos para, pelo menos, um comprimento de onda de luminescência, pelo menos, durante dois intervalos de tempo (t3, t4) subsequentes iguais dentro do intervalo de tempo (A) ou intervalo de tempo (D), ou ambos e 3 - pelo menos, dois dos referidos valores de intensidade de luminescência medidos serem subtraídos um do outro para se obterem valores de intensidade de luminescência líquidos que são comparados com valores de referência, como um critério de autenticidade.
10. 11. Método de acordo com a reivindicação 10, em que os intervalos de tempo (t3, t4) estão compreendidos dentro do intervalo de tempo (A). 12. Método de acordo com a reivindicação 11, em que os intervalos de tempo (t3 r t4) são metade do intervalo de tempo (A). 13. Método de acordo com a reivindicação 10, em que os intervalos de tempo (t3 , t4) estão compreendidos no intervalo de tempo (D). 14 . Método de acordo com a reivindicação 13, em que os intervalos de tempo (13 r t4) são metade do intervalo de tempo (D).
11. 15. Método de acordo com uma das reivindicações 10 a 14, em que a referida fonte de luz de excitação é repetidamente ligada e desligada e em que os referidos valores de intensidade de luminescência são repetidamente medidos e subtraídos, para se obterem valores de intensidade líquidos integrados, que são comparados com valores de referência, como um critério de autenticidade.
12. 16. Dispositivo para a autenticação de documentos ou artigos de segurança, possuindo os referidos documentos ou artigos, 4 pelo menos, um composto luminescente, sendo o referido composto luminescente excitável por uma fonte de luz de excitação e mostrando uma acumulação no tempo da intensidade de emissão de luminescência após a fonte de luz de excitação ter sido ligada e um decaimento no tempo da intensidade de emissão de luminescência após a fonte de luz de excitação ter sido desligada, compreendendo o referido dispositivo, pelo menos, uma fonte de luz de excitação, pelo menos, um canal fotodetector e, pelo menos, um microprocessador, sendo o referido dispositivo caracterizado por - a referida fonte de luz de excitação poder ser ligada durante um primeiro intervalo de tempo (A) e ser desligada durante um segundo intervalo de tempo (D) , sob o controlo do referido microprocessador, e - o referido canal de fotodetector compreender, pelo menos, um fotodetector, produzindo um sinal de saida analógico, quando iluminado por uma fonte de luz, e, pelo menos, uma unidade de amostragem de sinal, apta a efectuar a amostragem e integração, sob o controlo do referido microprocessador, de partes não invertidas (Pl) e invertidas (P2), respectivamente, do referido sinal de saida do fotodetector durante intervalos de tempo (t3, t4) iguais, produzindo, pelo menos, um sinal de saida liquido, e o referido microprocessador poder digitalizar e armazenar o referido, pelo menos um, sinal de saida liquido, e o referido microprocessador poder comparar o referido, pelo menos um, sinal de saida liquido com, 5 pelo menos, um valor de referência armazenado, para derivar um sinal de autenticidade.
13. 17. Dispositivo de acordo com a reivindicação 16, em que os intervalos de tempo (t3, t4) estão compreendidos no intervalo de tempo (A) • 18. Dispositivo de acordo com a reivindicação 17, em que os intervalos de tempo (t3, t4) sao metade do intervalo de tempo (A). 19. Dispositivo de acordo com a reivindicação 16, em que os intervalos de tempo (t3, t4) estão compreendidos no intervalo de tempo (D) • 20. Dispositivo de acordo com a reivindicação 19, em que os intervalos de tempo (t3, t4) são metade do intervalo de tempo (D). 21. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 16 a 20, em que a referida fonte de luz de excitação é repetidamente ligada e < desligada e, em que, a referida unidade de amostragem de sinal efectua, repetidamente, uma amostragem e integração do referido sinal de saída do fotodetector, obtendo-se, pelo menos, um sinal de saída líquido integrado.
14. 22. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 16 a 21, em que o referido valor de referência armazenado é um valor de referência armazenado internamente.
15. 23. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 16 a 22, em que o referido, pelo menos um, sinal de saída líquido ou 6 referido, pelo menos um, sinal de saída líquido integrado é transmitido através de uma ligação de comunicação para um servidor remoto, para ser comparado com o, pelo menos um, valor de referência armazenado, para obter e enviar de volta o sinal de autenticidade. Sistema de segurança compreendendo vários compostos luminescentes tendo características de emissão diferidas no tempo e, de um modo preferido, comprimentos de onda de emissão diferentes, a incorporar com diferentes proporções em tintas ou materiais de plástico para a produção de documentos ou artigos de segurança, e um dispositivo de acordo com uma das reivindicações 20 a 23, tendo, de um modo preferido, um número correspondente de canais de detecção, para determinar a autenticidade dos referidos documentos ou artigos de segurança. Lisboa, 18 de Outubro de 2012