[发明专利]基于荧光时间分辨成像系统的人民币鉴伪装置及方法

权利要求书

1.一种基于荧光时间分辨荧光成像系统的人民币鉴伪装置，包括机械主体和光学主体，光学主体包括荧光激发光路和荧光检测光路。

2.根据权利要求1中所述的一种基于荧光时间分辨荧光成像系统的人民币鉴伪装置，其特征在于，荧光激发光路包括，计算机、信号发生器1、射频功率放大器、电流源、直流偏置器、高亮度光源LED、激发光滤波片、分光滤波片、物镜和人民币样品。

3.根据权利要求书1中所述的一种基于荧光时间分辨荧光成像系统的人民币鉴伪装置，其特征在于，荧光检测光路包括，人民币样品、物镜、分光滤波片、发射滤光片、像增强器、信号发生器2、CCD相机和计算机。

4.一种基于荧光时间分辨荧光成像系统的人民币鉴伪方法，其特征在于，其具体步骤为：

1)计算机控制信号发生器1输出一个频率为f1的余弦调制信号，经射频功率放大器以及直流偏置后驱动LED产生激发光E₁(t)：

上式中，E₁₀，m₁以及分别为激发光的直流分量，调制度和初始相位；

2)激发光经激发光滤波片、分光滤波片和物镜后，聚焦到人民币样品上，使其产生同频率的荧光F(x，y，t)：

上式中，F₀(x，y)、m(x，y，f₁)以及ΔΦ(x，y，f₁)分别为在像素(x，y)处人民币样品的荧光直流分量、在调制频率f₁下的荧光调制度以及样品荧光与激发光E₁(t)之间的相角差；

3)人民币样品的荧光光强F(x，y，t)通过物镜、分光滤波片、发射滤光片和透镜聚焦在像增强器的输入端上；计算机控制信号发生器2输出一个与激发光调制频率f₁相同的余弦信号，对像增强器输出增益进行调制：

上式中，G₀，m₂以及分别为像增强器调制信号的直流分量，调制度和初始相位；

4)像增强器输出的荧光图像信号聚焦在CCD相机的像平面上，计算机控制信号发生器2调整像增强器输出的荧光屏增益信号的初始相位使之在一个2π周期内产生N步等间距相移CCD相机通过调整曝光时间，收集到足够多的光子，采集到N帧对应的荧光图像序列：

5)对(4)式中的相位作离散时间傅里叶变换得其中k为傅里叶变换后的信号频率。

在调制频率f₁下，人民币样品的荧光调制度m(x，y，f₁)和相角差ΔΦ(x，y，f₁)为

m(x,y,f1)=4m1·m2·|I~(x,y,1)||I~(x,y,0)|,]]>

经过与标准样品对比的校正环节，就可以得出人民币样品在调制频率f1下的调制度m(x，y，f₁)和相角差ΔΦ(x，y，f₁)；

6)创建一个极坐标相空间。根据人民币样品在调制频率f₁下的荧光调制度m(x，y，f₁)和相角差ΔΦ(x，y，f₁)，确定人民币样品的时间分辨荧光过程在调制频率f1下的极坐标相空间的位置(ρ，θ)：

ρ(x,y,f1)=m(x,y,f1)·{m(x,y,f1)-cos[Δφ(x,y,f1)]}+0.25,]]>

θ(x,y,f1)=tan-1{2·m(x,y,f1)·sin[Δφ(x,y,f1)]2·m(x,y,f1)·cos[Δφ(x,y,f1)]-1},---(6)]]>

根据人民币的极坐标相空间概率分布的中心点位置通过下式确定人民币样品的平均荧光寿命，

τ^=(2π·f1)-11-cosθ^1+cosθ^.---(7)]]>

上式中，为极坐标相空间概率分布的中心点的极角，根据(7)式计算出来的人民币样品的平均荧光寿命来进行人民币真伪钞鉴别。

5.根据权利要求1中所述的一种基于荧光时间分辨荧光成像系统的人民币鉴伪装置，其特征在于，荧光时间分辨成像系统可以根据测量荧光寿命的时域脉冲法原理而采用单光子激发或者是双光子激发。