KR20230081161A - 근적외선 흡수제 감지 시스템 및 이를 이용한 측정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 위조여부를 검출하는 시료가 표면에 도포되거나, 또는 도포되지 않은 인쇄물 표면의 일 영역에 700~1500nm의 피크 파장을 갖는 광원을 조사하고, 측정하고자 하는 상기 피크 파장 범위를 갖는 광원을 4개 이상 10개 이하로 포함하는 광원부; 상기 인쇄물 표면의 일 영역에 의해 반사된 광원을 별도의 광학필터를 구성하지 않고 감지하는 광감지부; 및 상기 인쇄물 표면의 일 영역의 반사율을 측정하여 시료의 포함여부 또는 진위 여부를 판단하는 검출부를 포함하는 근적외선 흡수제 감지 시스템을 제공한다.

Description

근적외선 흡수제 감지 시스템 및 이를 이용한 측정방법{Near-infrared absorbent detection system and measurement method using the same}

본 발명은 근적외선 흡수제 감지 시스템과 이를 이용한 측정방법 관한 것으로, 상세하게는 위조여부를 검출하는 시료가 표면에 도포되거나, 또는 도포되지 않은 인쇄물 표면의 일 영역에 700~1500nm의 피크 파장을 갖는 광원을 조사하고, 측정하고자 하는 상기 피크 파장 범위를 갖는 광원을 4개 이상 10개 이하로 포함하는 광원부; 상기 인쇄물 표면의 일 영역에 의해 반사된 광원을 별도의 광학필터를 구성하지 않고 감지하는 광감지부; 및 상기 인쇄물 표면의 일 영역의 반사율을 측정하여 시료의 포함여부 또는 진위 여부를 판단하는 검출부를 포함하는 근적외선 흡수제 감지 시스템과 이를 이용한 측정방법에 관한 것이다.

고성능의 컬러 복사기 및 프린터의 광범위한 보급됨에 따라 과거에 비하여 지폐의 위조가 한층 용이해져, 위조 범죄가 증가하여 사회적으로 큰 물의를 일으키고 있다. 컬러 복사기나 컬러 프린터에 의하여 위조된 지폐는 정교하게 제작되어 육안으로 위조 여부를 가려내기가 매우 어렵다. 따라서, 위조지폐는 시중에 한참 동안 유통되다가 은행에 들어와서야 비로소 위조 여부가 가려지곤 하였고, 이에 따라 최종 위조지폐 소지자가 금전적 피해를 보는 경우가 대부분이었다.

기존에 사용되었던 지폐, 산업용 로고 등에 도포되는 광원 흡수제가 흡수할 수 있는 파장은 1000nm 이하였는데, 기존의 흡수파장이 1000nm 이하인 광원 흡수제가 현재 다양한 분야에서 사용됨에 따라 보안의 강화 측면에서 그 이점이 사라지고 있는 실정이다.

따라서, 상기와 같은 정교화 된 위조 범죄를 방지하기 위해서 1000nm 이상에서 최대 흡수도를 가지는 잉크의 제조가 요청되고 있으며, 아울러 이를 감지하는 감지기의 개발에 대한 필요성도 증가되고 있다.

상기 감지기의 개발 필요성에 따라, 본 발명은 1000nm 이상의 근적외선 광원과 1000nm 이상의 범위에서 최대 흡수 파장을 나타내는 잉크를 이용하여 지폐 혹은 산업용 로고의 진위 여부를 감지할 수 있는 근적외선 흡수제 감지 시스템을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시형태에서 위조여부를 검출하는 시료가 표면에 도포되거나, 또는 도포되지 않은 인쇄물 표면의 일 영역에 700~1500nm의 피크 파장(P)을 갖는 광원을 조사하고, 측정하고자 하는 상기 피크 파장(P) 범위를 갖는 광원을 4개 이상 10개 이하로 포함하는 광원부; 상기 인쇄물 표면의 일 영역에 의해 반사된 광원을 별도의 광학필터를 구성하지 않고 감지하는 광감지부; 및 상기 인쇄물 표면의 일 영역의 반사율을 측정하여 시료의 포함여부 또는 진위 여부를 판단하는 검출부를 포함하는 근적외선 흡수제 감지 시스템을 제공한다.

본 발명의 일 실시형태로써, 상기 4개 이상 10개 이하의 각 광원의 스펙트럼의 파장(λ)은 P-50≤λ≤P+50[nm]를 만족할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태로써, 상기 각 광원의 스펙트럼의 파장(λ)는 서로 중복되지 않는 범위에 있을 수 있다.

본 발명의 일 실시형태로써, 상기 근적외선 흡수제 감지 시스템의 시료는 1000nm 이상의 피크 파장(P)을 갖는 광원을 흡수할 수 있는 안료일 수 있다.

본 발명의 일 실시형태로써, 상기 근적외선 흡수제 감지 시스템의 광감지부에서 감지된 광원은 1000~1500nm 피크 파장(P)을 갖는 광원일 수 있다.

본 발명의 일 실시형태로써, 상기 근적외선 흡수제 감지 시스템의 광원부는 발광다이오드 또는 레이저 다이오드 중 어느 하나 이상일 수 있다.

본 발명의 일 실시형태로써, 상기 근적외선 흡수제 감지 시스템의 검출부는 상기 시료가 도포된 인쇄물의 일 영역에서의 반사율을 기준값으로 하여 상기 시료가 도포된 인쇄물 일 영역에서의 반사율 측정값을 비교하여 상기 시료 포함 여부를 판단할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태로써, 상기 근적외선 흡수제 감지 시스템은 상기 검출부에서 판단된 시료의 포함여부를 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태로써, 근적외선 흡수제 감지 시스템을 이용하여 시료를 측정하는 방법은 위조여부를 검출하는 시료가 도포되지 않은 인쇄물 표면의 일 영역에 700~1500nm의 피크 파장(P)을 갖는 광원을 조사하여 반사율을 측정하여 기준값으로 저장하는 단계; 위조여부를 검출하는 시료가 도포된 인쇄물 표면의 일 영역에 700~1500nm의 피크 파장(P)을 갖는 광원을 조사하여 반사율을 측정하는 단계; 및 상기 저장된 기준값과 상기 시료가 도포된 인쇄물의 반사율을 비교하여 진위 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명은 1000nm 이상의 근적외선 광원과 1000nm 이상의 범위에서 최대 흡수 파장을 나타내는 잉크를 이용하여 지폐 혹은 산업용 로고의 진위 여부를 감지할 수 있는 근적외선 흡수제 감지 시스템(10) 및 이를 이용한 측정방법을 제공함으로써, 기존의 1000nm 이하의 파장을 흡수하여 진위여부를 판단하는 위조방지 기술에 비하여 인쇄물(11)의 진위여부 판별을 더욱 정확하게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 근적외선 흡수제 감지 시스템(10)의 구성도이다.
도 2은 근적외선 흡수제의 도포율에 따른 파장별 반사율을 검출기에서 측정한 결과를 나타낸 그림이다.

본 발명에서 피크 파장(P)은 광원의 방사선 방출 스펙트럼이 최대치에 도달하는 단일 파장으로, 방출 대역폭은 각 광원에서의 방출되는 스펙트럼이 나타나는 파장의 상한치와 하한치의 차이로 정의하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 근적외선 흡수제 감지 시스템(10)에 있어서, 위조여부를 검출하는 시료가 표면에 도포되거나, 또는 도포되지 않은 인쇄물(11) 표면의 일 영역에 700~1500nm의 피크 파장(P)을 갖는 광원을 조사하고, 측정하고자 하는 상기 피크 파장(P) 범위를 갖는 광원을 4개 이상 10개 이하로 포함하는 광원부(12); 상기 인쇄물 표면의 일 영역에 의해 반사된 광원을 별도의 광학필터를 구성하지 않고 감지하는 광감지부(13); 및 상기 인쇄물 표면의 일 영역의 반사율을 측정하여 시료의 포함여부 또는 진위 여부를 판단하는 검출부(14)를 포함할 수 있다.

상기 근적외선 흡수제 감지 시스템(10)의 광원부(12)는 발광다이오드 또는 레이저 다이오드 중 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.

상기 근적외선 흡수제 감지 시스템(10)의 위조여부를 검출하는 시료는 1000nm 이상의 피크 파장(P)을 갖는 광원을 흡수할 수 있는 안료일 수 있고, 광감지부(13)에서 감지된 광원은 피크 파장(P)이 1000~1500nm 일 수 있다.

상기와 같이 인쇄물(11)에 1000nm 이상의 피크 파장(P)을 갖는 광원을 흡수할 수 있는 안료를 포함시키고, 검출하는 피크 파장(P) 범위를 1000~1500nm로 함으로써, 피크 파장(P)이 400~700nm인 가시광선 영역의 광원을 흡수하는 시료를 검출하여 위조여부를 판단하는 종래 기술에 비하여 피크 파장(P)이 1000nm 이상인 근적외선 영역에서 시료를 검출할 수 있으므로 인쇄물의 보안성을 더욱 향상시킬 수 있다.

상기 근적외선 흡수제 감지 시스템(10)의 광원부(12)에서 상기 인쇄물(11) 표면의 일 영역에 조사되는 광원은 피크 파장(P)에 따라 종류가 다를 수 있다.

상기 근적외선 흡수제 감지 시스템(10)의 광원부(12)는 4개 이상의 서로 다른 피크 파장(P)을 갖는 광원을 상기 인쇄물(11) 표면의 일 영역에 조사할 수 있지만, 4개 이상 10개 이하의 서로 다른 피크 파장(P)을 갖는 광원을 조사하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 서로 다른 피크 파장(P)을 갖는 광원을 조사할 수 있으므로, 가시광선에서 근적외선의 파장 영역 범위에 해당하는 다양한 범위의 파장을 조사할 수 있다.

상기 4개 이상 10개 이하의 각 광원의 각 광원의 스펙트럼의 파장(λ)은 P-50≤λ≤P+50[nm]일 수 있는데, 각 광원의 스펙트럼의 파장(λ)이 상기 범위를 벗어날 경우는 다수의 광원의 파장이 중첩되어 정확한 측정이 어려워 질 수 있으며, 스펙트럼의 파장(λ) 대역이 너무 넓어져 특정 파장에서 정확한 측정이 어려워지는 문제가 있을 수 있다.

본 발명의 일 실시예로, 광원부(12)에서 각각 765nm, 870nm, 975nm 및 1080nm의 피크 파장(P)을 갖는 광원을 조사할 수 있는 데, 피크 파장(P)이 765nm인 광원의 스펙트럼 파장(λ)은 715≤λ≤815[nm], 피크 파장(P)이 870nm인 광원의 스펙트럼 파장(λ)은 815≤λ≤920[nm], 피크 파장(P)이 975nm인 광원의 스펙트럼은 925≤λ≤1025[nm], 피크 파장(P)이 1080nm인 광원의 스펙트럼은 1030≤λ≤1130[nm] 일 수 있다.

상기와 같이 각 광원의 스펙트럼의 파장(λ)는 서로 중복되지 않는 범위에 있도록 하여, 다수의 광원의 파장이 중첩되어 정확한 측정이 어려워지는 문제를 해결할 수 있다.

본 발명의 근적외선 흡수제 감지 시스템(10)에 있어서, 광원부(12)에서 각각 다른 파장의 광원을 도포율(흡수 인쇄면적 비율)이 다른 인쇄물의 표면에 조사하였을 때 표시부(16)에서는 반사율의 차이를 데이터화 또는 그래프화 하여 정보를 제공할 수 있다.

동일 시료가 포함된 인쇄물에 상기 도포율 정보를 적용할 경우 거의 비슷한 반사율의 결과를 얻어낼 수 있으며, 이 결과를 통해 인쇄물의 정보 또는 고유의 인쇄 물질임을 식별해 낼 수 있다.

다시 말해서, 1000nm 이하 파장범위 또는 그 이상의 파장범위를 갖는 광을 조사하여 시료의 존재 유무를 정확히 도출할 수 있다는 것을 나타내므로 인쇄물의 위조 여부를 정밀하게 판단해 낼 수 있음을 의미한다.

상기 근적외선 흡수제 감지 시스템(10)의 광감지부(13)는 상기 인쇄물 표면의 일 영역에 의해 반사된 광원을 별도의 광학필터를 구성하지 않고 감지할 수 있다.

일반적으로 광 검지기에는 광원부(12)에서 광원이 조사되면 상기 인쇄물의 시료에서 발광 되어지는 특수파장의 광원의 일정파장 범위만 통과되도록 필터링하며, 사용되는 필터로는 롱패스필터, 로우패스필터, 밴드패스필터, 프리셀렉터 등을 사용할 수 있다.

상기 필터는 단일 광원의 스펙트럼의 일부는 선별적으로 투과시키고 나머지는 차단하여, 특정 방출 영역의 파장을 선별하는 역할을 할 수 있다.

본 발명에서 근적외선 흡수제 감지 시스템(10)에서의 광감지부(13)는 가시광을 포함하는 근적외선 영역을 감지할 수 있는 광학 소자를 이용하여 광원부로부터 반사된 광량을 측정할 수 있다. 이때 감지를 위해 별도의 광학 필터를 적용하지 않고 순차적으로 광원의 빛이 조사되며, 각 광원별 파장에 해당하는 빛을 수광하여 반사율 측정값으로 적용할 수 있다.

상기와 같이 별도의 필터를 구비하지 않고, 근적외선 영역을 감지할 수 있는 상대적으로 간단한 구조의 광학 소자만을 포함함으로써 장비 구조를 간소화하여 휴대성을 향상시킬 수 있다.

상기 근적외선 흡수제 감지 시스템(10)은 기준값 저장부(15)를 포함할 수 있는데, 여기에는 시료가 도포되지 않은 인쇄물(11) 또는 백색 용지의 일 영역에서의 반사율 기준값, 시료가 도포된 인쇄물(11)의 일 영역에서의 반사율 기준값이 저장될 수 있다.

반사율의 측정의 위해 우선적으로 도포되지 않은 동일 용지의 반사율을 측정하여 결과를 저장하고 도포된 대상 인쇄물(11)의 일 영역에서의 반사율을 측정하여 측정값의 차이를 연산하여 각 광원의 파장대에 따른 반사율을 도출해낸다.

상기 시료가 도포된 인쇄물(11)의 일 영역을 측정하여 얻어진 반사율 측정값은 상기 검출부(14)에서 상기 미리 저장된 반사율 기준값과 대비되어 보정된 데이터로 도출될 수 있다. 보정은 표준 측정기의 측정 데이터를 이용해 해당 흡수물질의 측정결과와 동일한 결과값이 표시될 수 있도록 조정한다.

상기 보정된 데이터는 상기 시료가 도포되지 않은 인쇄물(11) 또는 인쇄되지 안은 동종의 용지의 일 영역에서의 반사율 기준값과 다시 대비되어 최종적으로 상기 검출부(14)에서 시료의 포함여부를 판단할 수 있다.

상기 근적외선 흡수제 감지 시스템(10)은 상기 검출부(14)에서 판단된 시료의 포함여부를 표시부(16)를 통해 표현할 수 있으며, 파장에 대한 정보를 더 포함하여 표시할 수 있으며, 상기 표시부(16)에 표시되는 진위여부는 근거리 통신수단을 통해 스마트 기기로 전송될 수 있다.

상기 근적외선 흡수제 감지 시스템(10)은 상기 조작부(17)를 더 포함할 수 있으며, 상기 조작부(17)는 인쇄되지 않은 동종의 용지 또는 흡수재가 도포되지 않은 부분에서 기준값을 측정할 때 누르는 제로 버튼, 흡수재가 도포된 영역으로 이동시켜 기준값을 측정할 때 누르는 측정버튼을 포함할 수 있다.

근적외선 흡수제 감지 시스템(10)을 이용하여 시료를 측정하는 방법은 위조여부를 검출하는 시료가 도포되지 않은 인쇄물 표면의 일 영역에 700~1500nm의 피크 파장(P)을 갖는 광원을 조사하여 반사율을 측정하여 기준값으로 저장하는 단계; 위조여부를 검출하는 시료가 도포된 인쇄물 표면의 일 영역에 700~1500nm의 피크 파장(P)을 갖는 광원을 조사하여 반사율을 측정하는 단계; 및 상기 저장된 기준값과 상기 시료가 도포된 인쇄물의 반사율을 비교하여 진위 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

제조예: 흡수재를 각각 다른 면적 범위로 도포한 샘플 제조

1000nm 피크 파장(P) 범위의 근적외선을 흡수할 수 있는 흡수제를 인쇄물 표면의 전체(도포면적 100%)에 도포하여 샘플 1을 제작하였다.

상기 인쇄물 표면의 전체를 기준으로 각각 80%, 60%, 40%, 20% 도포면적이 되도록 1000nm 피크 파장(P) 범위의 근적외선을 흡수할 수 있는 흡수제를 도포하여 순차적으로 샘플 2~5를 제조하였다.

실험예: 흡수재를 각각 다른 두께로 도포한 샘플의 파장별 반사율 측정

상기 제조 예에서 제조된 샘플 1~6을 각각 제니컴社의 근적외선 흡수제 감지기를 통해 파장에 따른 반사율을 측정했다. 측정 방법은 하기와 같다.

1. 상기 감지기의 조작부에 있는 제로 버튼을 누르고 백색 용지, 혹은 흡수재가 도포되지 않은 부분을 측정 버튼을 눌러서 측정했다.

2. 샘플에서 흡수재가 도포된 영역으로 기기의 광원부를 이동시킨 후 측정 버튼을 눌렀다.

3. 광원부에서 765nm, 810nm, 935nm, 1070nm의 각각 다른 피크 파장(P)을 갖는 LED를 순차적으로 발광시켜 측정 영역을 조사했다.

4. 광 감지기를 이용하여 상기 각 파장의 LED로부터 반사율을 측정하여 저장했다.

5. 저장된 반사율을 기준값과 기기 제조 시에 저장된 흡수제 특성값을 이용하여 진위여부를 판단했고, 판단 결과를 표시장치를 이용하여 표시했다.

6. 판단 결과를 블루투스(Bluetooth)를 이용하여 스마트 폰으로 전송하여 그래프로 표시했다.

도 2는 근적외선 흡수제의 도포율에 따른 파장별 반사율을 검출기에서 측정한 결과를 나타낸 그림이다.

상기와 같이 본 발명은 각각 다른 파장의 광원을 도포율(흡수 인쇄면적 비율)이 다른 인쇄물의 표면에 조사하였을 때 표시부(16)에서는 반사율의 차이를 데이터화 또는 그래프화 하여 정보를 제공할 수 있다.

동일 시료가 포함된 인쇄물에 상기 도포율 정보를 적용할 경우 거의 비슷한 반사율의 결과를 얻어낼 수 있으며, 이 결과를 통해 인쇄물의 정보 또는 고유의 인쇄 물질임을 식별해 낼 수 있다.

10: 근적외선 흡수제 감지 시스템
11: 인쇄물
12: 광원부
13: 광감지부
14: 검출부
15: 기준값 저장부
16: 표시부
17: 조작부

Claims (9)

1. 위조여부를 검출하는 시료가 표면에 도포되거나, 또는 도포되지 않은 인쇄물 표면의 일 영역에 700~1500nm의 피크 파장(P)을 갖는 광원을 조사하고, 측정하고자 하는 상기 피크 파장(P) 범위를 갖는 광원을 4개 이상 10개 이하로 포함하는 광원부;
   상기 인쇄물 표면의 일 영역에 의해 반사된 광원을 별도의 광학필터를 구성하지 않고 감지하는 광감지부; 및
   상기 인쇄물 표면의 일 영역의 반사율을 측정하여 시료의 포함여부 또는 진위 여부를 판단하는 검출부를 포함하는 근적외선 흡수제 감지 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 4개 이상 10개 이하의 각 광원의 스펙트럼의 파장(λ)은 P-50≤λ≤P+50[nm]를 만족하는 것을 특징으로 하는 근적외선 흡수제 감지 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 각 광원의 스펙트럼의 파장(λ)는 서로 중복되지 않는 범위에 있는 것을 특징으로 하는 근적외선 흡수제 감지 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 시료는 1000nm 이상의 피크 파장(P)을 갖는 광원을 흡수할 수 있는 안료인 것을 특징으로 하는 근적외선 흡수제 감지 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 광감지부에서 감지된 광원은 1000~1500nm 피크 파장(P)을 갖는 광원인 것을 특징으로 하는 근적외선 흡수제 감지 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 광원부는 발광다이오드 또는 레이저 다이오드 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 근적외선 흡수제 감지 시스템.
7. 제1항에 있어서,
   상기 검출부는 상기 시료가 도포된 인쇄물의 일 영역에서의 반사율을 기준값으로 하여 상기 시료가 도포된 인쇄물 일 영역에서의 반사율 측정값을 비교하여 상기 시료 포함 여부를 판단하는 근적외선 흡수제 감지 시스템.
8. 제1항에 있어서,
   상기 검출부에서 판단된 시료의 포함여부를 표시하는 표시부를 더 포함하는 근적외선 흡수제 감지 시스템.
9. 위조여부를 검출하는 시료가 도포되지 않은 인쇄물 표면의 일 영역에 700~1500nm의 피크 파장(P)을 갖는 광원을 조사하여 반사율을 측정하여 기준값으로 저장하는 단계;
   위조여부를 검출하는 시료가 도포된 인쇄물 표면의 일 영역에 700~1500nm의 피크 파장(P)을 갖는 광원을 조사하여 반사율을 측정하는 단계; 및
   상기 저장된 기준값과 상기 시료가 도포된 인쇄물의 반사율을 비교하여 진위 여부를 판단하는 단계를 포함하는 근적외선 흡수제 감지 시스템을 이용하여 시료를 측정하는 방법.

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