ES2627416T3 - Característica de seguridad luminiscente y procedimiento para fabricar la característica de seguridad luminiscente - Google Patents

Característica de seguridad luminiscente y procedimiento para fabricar la característica de seguridad luminiscente Download PDF

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ES2627416T3 ES05784193.4T ES05784193T ES2627416T3 ES 2627416 T3 ES2627416 T3 ES 2627416T3 ES 05784193 T ES05784193 T ES 05784193T ES 2627416 T3 ES2627416 T3 ES 2627416T3
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Banque de France
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Abstract

Característica de seguridad luminiscente (100) para mejorar el nivel de seguridad de un sustrato, siendo capaz de emitir una respuesta de luminiscencia con información, en la que la característica de seguridad comprende una mezcla de por lo menos dos materiales luminiscentes que producen bandas espectrales (P) solapadas correspondientes, como respuesta (R) a una radiación de excitación (E), caracterizada por que cada material luminiscente es un pigmento en polvo y comprende una matriz y por lo menos un luminóforo embebido en la matriz, y por que los materiales luminiscentes tienen diferentes luminóforos pero la misma matriz, o tienen matrices diferentes pero el mismo luminóforo.

Description

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DESCRIPCION
Caracteristica de seguridad luminiscente y procedimiento para fabricar la caracteristica de seguridad luminiscente
Esta invencion se refiere a una caracteristica de seguridad luminiscente por la que la caracteristica de seguridad emite radiacion luminiscente tras una excitacion.
La utilizacion de sustancias luminiscentes para el marcado de billetes de banco se conoce desde hace algun tiempo. En concreto, con la utilizacion simultanea de diferentes sustancias luminiscentes en un objeto a asegurar, estas marcas independientes se evaluaron tambien independientemente entre si. La condicion previa para esto era que las diferentes sustancias emitiesen en diferentes rangos espectrales. En concreto, se utilizaron sustancias que emitian en el visible tras excitacion con luz ultravioleta o luz infrarroja, tales como materiales luminiscentes de conversion ascendente o vanadato de itrio dopado con europio o silicato dopado con manganeso.
Para asegurar el objeto correspondiente, los materiales luminiscentes se imprimieron sobre el material de soporte o se incorporaron en el mismo, por ejemplo, trabajados en papel o tambien en elementos de seguridad, tales como hilos de seguridad o fibras de moteado.
Incluso cuando se utilizaron simultaneamente varias sustancias luminiscentes, las emisiones individuales de las sustancias se evaluaron independientemente entre si, o cuando las luminiscencias se solaparon, la evaluacion quedo totalmente impedida. Esto facilita a los falsificadores, en primer lugar, la deteccion de bandas espectrales luminiscentes individuales situadas muy alejadas espectralmente y, ademas, el poder imitarlas con sustancias meramente similares.
Otra idea conocida es utilizar la presencia y ausencia de bandas espectrales luminiscentes claramente separadas tras el solapamiento de diferentes espectros para una codificacion, con el fin de aumentar el numero de codificaciones distinguibles. Las codificaciones diferentes permiten de este modo, por ejemplo, que las denominaciones o tambien las divisas se distingan. Sin embargo, la codificacion espectral con bandas espectrales luminiscentes claramente separadas tiene la desventaja de que el falsificador puede analizar de nuevo facilmente estas ultimas y, cuando analiza varios billetes de banco tambien puede determinar facilmente la codificacion, por ejemplo, para las denominaciones individuales.
El documento U.S.A. 6380547B1 da a conocer un proceso para colocar una "firma" quimica sobre un articulo. El proceso se lleva a cabo seleccionando una serie de luminoforos de excitacion con laser que son fluorescentes a diferentes longitudes de onda en una porcion predeterminada del espectro cuando se expone a una luz de excitacion de longitud de onda predeterminada, y aplicando la serie de luminoforos de excitacion con laser a un articulo representativo.
El documento EP 1 182 048 da a conocer, por ejemplo, un procedimiento para autenticar un documento de seguridad en el que la emision de una caracteristica luminiscente ya esta codificada, y dicha emision se compara con un espectro de referencia.
Ademas de este enfoque, existen numerosos sistemas adicionales para la verificacion automatica de billetes de banco. Los sensores asociados se han ido extendiendo cada vez mas en los ultimos anos, ya que no solo, como anteriormente, los bancos centrales emiten las divisas, sino que tambien cada vez mas los bancos comerciales y el comercio emplean dispositivos para comprobar automaticamente billetes de banco, tales como aparatos de recuento, aparatos de clasificacion o maquinas de deposito de dinero o maquinas expendedoras.
Esta creciente propagacion de los sensores de billetes de banco, a veces de alta calidad, incluso fuera del sector bancario, sin embargo, supone la desventaja de que los falsificadores tambien son capaces de adquirir dichos sensores y pueden adaptar especificamente sus falsificaciones mediante la evaluacion de las senales de medicion de dichos sensores.
Para resolver dicho problema, el documento WO 97/39428 propone que un billete de banco deba contener una caracteristica de alta seguridad que consiste en una mezcla de dos sustancias diferentes incorporadas o aplicadas al papel, y una caracteristica de baja seguridad que consiste en otra sustancia. Se describe que la caracteristica de alta seguridad se comprueba en una zona de alta seguridad, tal como un banco, mientras que en una zona de baja seguridad solo se comprueba la caracteristica de baja seguridad, tal como en maquinas expendedoras de acceso publico.
Sin embargo, esta incorporacion de sustancias de caracteristicas diferentes para diferentes categorias de seguridad aumenta el esfuerzo para una seleccion adecuada de sustancias de caracteristicas adecuadas y, por lo tanto, para la fabricacion de los documentos de valor asociados. Por lo tanto, existe la necesidad de un sistema alternativo para asegurar las divisas contra falsificaciones que tenga en cuenta tambien los problemas anteriormente mencionados que resultan de la creciente propagacion de los sensores de billetes de banco.
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El problema de la presente invencion es, por lo tanto, aumentar la seguridad frente a la falsificacion de billetes de banco u otros documentos de seguridad.
El problema de la presente invencion se resuelve mediante las reivindicaciones independientes.
Es preciso subrayar que las caracteristicas de las reivindicaciones dependientes y de los sustratos son habitualmente documentos de seguridad tales como billetes o cheques bancarios, documentos de valor fabricados en papel y/o polimero tales como pasaportes, tarjetas de seguridad tales como tarjetas de identificacion o de credito, etiquetas para asegurar articulos de lujo, etc.
La definicion de sustratos tambien cubre posibles productos intermedios en el proceso de fabricacion del documento de seguridad. Estos son, por ejemplo, materiales de soporte con una caracteristica de seguridad que se aplican o se incorporan en un sustrato final a asegurar. Por ejemplo, el material de soporte puede ser un elemento de pelicula, tal como un hilo de seguridad, que tiene la caracteristica de seguridad.
El propio material de soporte esta conectado al objeto, tal como un billete de banco, de la manera conocida.
La expresion "sustrato que tiene una caracteristica de seguridad" significa que la caracteristica de seguridad esta conectada al sustrato de todo tipo de maneras. Esto se realiza de la siguiente manera.
La caracteristica de seguridad se puede aplicar al sustrato, por ejemplo, directamente mediante impresion, pulverizacion, dispersion, etc., o indirectamente mediante pegado o laminacion de un material adicional equipado con la caracteristica, sobre el sustrato.
Alternativamente, la caracteristica de seguridad se puede incorporar en el propio sustrato, es decir, se puede incorporar en el volumen del papel o en el sustrato de polimero. Por ejemplo, la caracteristica de seguridad se puede mezclar con la pasta de papel durante la fabricacion del papel, o se puede anadir al plastico durante la extrusion de peliculas.
El termino "radiacion" no esta restringido a la radiacion visible (VIS), sino que incluye otros tipos de radiacion, tales como la radiacion en el espectro infrarrojo (IR) o en el infrarrojo cercano (NIR) o en el espectro UV. Las combinaciones de dichos tipos de radiacion estan previstas asimismo en esta memoria, por el termino "radiacion". Esto se aplica a la radiacion tanto de excitacion como de emision.
Preferentemente, la excitacion se efectua con radiacion en el rango del espectro invisible, de forma especialmente preferente con radiacion IR, NIR o UV, o con combinaciones de las mismas.
El termino "senal de respuesta" se refiere a la radiacion que es emitida por la caracteristica de seguridad luminiscente cuando se irradia con radiacion de excitacion. La senal de respuesta se encuentra habitualmente en el espectro invisible y puede estar presente, por ejemplo, en el espectro de IR, NIR y/o UV, o en combinaciones de los mismos. La senal de respuesta se representa en forma de un espectro de emision, es decir, intensidad de luminiscencia frente a longitud de onda de emision.
Alternativamente, la senal de respuesta se representa en forma de un espectro de excitacion, es decir, intensidad de luminiscencia frente a longitud de onda de excitacion. Otros modos de realizacion y ventajas de la invencion se pueden encontrar en la siguiente descripcion y en las figuras, en las que:
la figura 1 muestra una representacion esquematica de un sustrato,
la figura 2 muestra una vista esquematica de un dispositivo de lectura para leer una caracteristica de seguridad luminiscente, conectado a dicho sustrato,
la figura 3 muestra un ejemplo esquematico de una senal de respuesta de dicha caracteristica de luminiscente,
la figura 4 muestra otro ejemplo esquematico de una senal de respuesta de una caracteristica de luminiscente,
la figura 5 muestra otro ejemplo esquematico de una senal de respuesta de una caracteristica de luminiscente, y
la figura 6 muestra otro ejemplo esquematico de una senal de respuesta de una caracteristica de luminiscente.
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Observaciones generales
La figura 1 muestra un sustrato -10-, que es un billete de banco -10-, en esta memoria, a modo de ejemplo. Tal como se ha mencionado anteriormente, el sustrato -10- puede igualmente ser de cualquier otro tipo, incluyendo sustratos para productos intermedios en forma de un material de soporte, tal como una pelicula o un hilo, que esta conectado al sustrato final que se va a asegurar. El sustrato -10- comprende una caracteristica de seguridad luminiscente -100-.
La caracteristica -100- puede estar conectada al sustrato -10- de cualquier manera, tal como se ha mencionado anteriormente.
La caracteristica -100- comprende sustancias de caracteristica luminiscente que emiten radiacion luminiscente en respuesta a una radiacion de excitacion. Dicha respuesta contiene informacion, basada en la distribucion espectral de la respuesta y/o en la excitacion (por ejemplo, distribucion de la intensidad de la respuesta en el rango de longitudes de onda).
Materiales de caracteristica luminiscente
La caracteristica -100- de seguridad luminiscente comprende preferentemente por lo menos dos materiales luminiscentes cuyos espectros de emision y/o excitacion difieren, y cuyas senales de respuesta son espectralmente contiguas.
La excitacion y la emision de las sustancias luminiscentes se pueden efectuar en el UV, en el VIS y/o en el IR. En el IR siguiente se incluira asimismo el NIR.
Por ejemplo, se pueden utilizar sustancias que se excitan en el UV y emiten en el visible, tal como vanadato de itrio dopado con europio Eu: YVO4, silicato dopado con manganeso, etc. Asimismo, es posible utilizar sustancias luminiscentes que son excitadas en el visible y emiten en el visible. Asimismo, es posible utilizar sustancias que se excitan en el visible y emiten en el infrarrojo. Asimismo, es posible utilizar sustancias que se excitan en el infrarrojo y emiten en el visible, tal como, por ejemplo, los materiales luminiscentes de conversion ascendente. Se prefieren las sustancias luminiscentes que se excitan en el UV y que tambien emiten en el UV. Se prefieren aun mas las sustancias que se excitan en el infrarrojo y que emiten en el infrarrojo.
Ejemplos de excitacion en el UV - emision en el VIS (UV-VIS):
Las siguientes se pueden utilizar como sustancias que se excitan en el ultravioleta (UV) y emiten en el visible (VIS):
Tabla 1
Compuesto
Amax fnml de la emision maxima
Mn: Zn2SiO4
520
Ag,Ni:ZnS
460
Eu: YVO4
632
Eu: quelato
600
Mn,Pb:CaSiO3
610
Mn: KMgF3
596
Pr: Y2O2S
515
Tb: Y2O2S
544
Tb: La2O2S
548
Ce: Y2SO5
415
Dy: YVO4
570
Ti: Ba2P2O7
500
Ejemplos de excitacion en el VIS - emision en el IR (VIS-IR):
Las siguientes se pueden utilizar como sustancias que se excitan en el visible (VIS) y emiten en el infrarrojo (IR)
Er: Gd2O2S, Er: NaYW2Os, Yb,Er: CaF2.
Dichas sustancias se excitan aproximadamente a 550 nm y emiten aproximadamente a 1100 nm.
Ejemplos de excitacion en el IR - emision en el VIS (IR-VIS):
Las sustancias que se excitan en el infrarrojo (IR) y emiten en el visible (VIS) son las denominadas sustancias de conversion ascendente. Se puede utilizar
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Yb, Er: Y2O2S,
Yb, Er: YVO4,
Yb, Er: Vidrio ZBLAN.
Ejemplos de excitacion en el UV - emision en UV (UV-UV):
Las siguientes se pueden utilizar como sustancias que se excitan en el ultravioleta (UV) y emiten en el ultravioleta (UV):
Ce: YPO4 (emision maxima a 380 nm)
Pr: GdBO3 (emision maxima a 312 nm)
Ce: SrAli2Oi9 (emision maxima a 305 nm)
Pb: BaSi2O5 (emision maxima a 350 nm)
Eu: SrBeOy (emision maxima a 370 nm)
Ejemplos de excitacion en el IR - emision en el IR (IR-IR):
Las siguientes se pueden utilizar como sustancias que se excitan en el infrarrojo (IR) y emiten en el infrarrojo (IR):
Er: CaF2 Er: LiYF4 Er: KY (WO4)2 Er: YAG
por lo que estas se excitan aproximadamente a 850 nm y emiten aproximadamente a 1500 nm.
Es igualmente posible utilizar:
Nd: Y3Ga5O12 Nd: KY (WO4)2 Nd: SrAl12O19 Nd: ZBLAN,
por lo que estas se excitan aproximadamente a 800 nm.
Es igualmente posible utilizar:
Pr: SrMoO4 que emite aproximadamente a 1040 nm,
V: MgF2 que emite aproximadamente a 1122 nm, y Ni: MgO que emite aproximadamente a 1314 nm.
En concreto, las sustancias a utilizar segun la invencion son sustancias luminiscentes que tienen un luminoforo en una matriz. Los luminoforos pueden ser iones o moleculas.
Los luminoforos son elementos de tierras raras particularmente preferentes, por ejemplo, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, o bien iones de Bi, Pb, Ni, Sn, Sb, W, Tl, Ag, Cu, Zn, Ti, Mn, Cr o V, asi como luminoforos organicos o cualquier combinacion de los mismos.
Ejemplos de luminoforos son los fluoroforos enumerados en la Tabla 2. Los valores indicados para la longitud de onda de excitacion y la emision maxima son aproximados, ya que estos valores dependen en gran medida de la matriz en la que estan incorporados los fluoroforos (desplazamiento del disolvente).
Tabla 2
Fluoroforo
Longitud de onda de excitacion Emision maxima
Rodamina 6G
520 nm 560 nm
Rodamina 700
645 nm 644 nm
Carbazina 720
650 670
IR 125
800 850
IR 144
760 850
HDITCI
780 830
Otros ejemplos de luminoforos organicos son los terfenilos, los cuarterfenilos, los quinquefenilos, los sexifenilos, los oxazoles, el fenilfurano, los oxadiazoles, el estilbeno, el carboestirilo, la cumarina, el estirilbenceno, la sulfaflavina, el
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yoduro de carbocianina, la fluoresceina, el fluororol, la fodamina, la sulforodamina, la oxacina, la carbazina, la piridina, la hexacianina, los estirilos, la ftalocianina, la naftalocianina, el hexadibenzocianina, la dicarbocianina.
Opcionalmente, los luminoforos organicos se deben estabilizar mediante procedimientos adecuados si la estabilidad no es suficiente para la aplicacion.
Las matrices son en concreto celosias anfitrionas inorganicas, tales como YAG, ZnS, YAM, YAP, zeolita de AlPO5, Zn2SiO4, YVO4, CaSiO3, KMgF3, Y2O2S, La2O2S, Ba2P2O7, Gd2O2S, NaYW2O6, SrMoO4, MgF2, MgO, CaF2,
Y3GaaOi2, KY(WO4)2, SrAli2Oig, ZBLAN, UYF4, YPO4, GdBO3, BaSi2Oa, SrBeO7, etc.
Las matrices organicas tales como PMMA, PE, PVB, PS, PP, etc., son tambien particularmente adecuadas.
Preferentemente, se utilizan sustancias luminiscentes inorganicas que tienen elementos de tierras raras en matrices inorganicas. En concreto, se pueden utilizar las siguientes sustancias:
RE: A2O3,
en la que
RE significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Y, La, Gd, Lu, Sc, Al, Hf.
RE: A2O2S,
en la que
RE significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Y, La, Gd, Lu
RE: ADO4,
en la que
RE significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb,
A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Zn, Sn,
D significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Si, Ge.
RE: AaD(EO4)3 o RE: A2D(EO4)2,
en la que
RE significa respectivamente uno o varios elementos seleccionados del grupo Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb,
A significa respectivamente uno o varios elementos seleccionados del grupo Ca, Sr, Ba,
D significa respectivamente uno o varios elementos seleccionados de entre el grupo F, Cl, OH,
E significa respectivamente uno o varios elementos del grupo P, Sb, Bi, V, Nb, Ta.
RE: A3D,
en la que
RE significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb,
A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Li, Na, K,
D significa uno o varios elementos seleccionados del grupo P, Sb, Bi, V, Nb, Ta.
RE: A3D2-XE3+XO12,
en la que 0 < x < 2 y
RE significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Y, La, Gd, Lu,
D significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Al, Ga, Tl, Sc, Fe, Cr,
E significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Al, Ga, Tl, Fe.
RE: ADO4,
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RE: AD(EO4)2,
en la que
RE significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Li, Na, K,
D significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Y, La, Gd, Lu,
E significa uno o varios elementos seleccionados del grupo P, Cr, Mo, W, S, Se, Te.
RE: A2DO8,
en la que
RE significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Y, La, Gd, Lu,
D significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Cr, Mo, W, S, Se, Te.
RE: ADE2O6,
en la que
RE significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Li, Na, K,
D significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Y, La, Gd, Lu,
E significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Mo, W.
RE: ADO4,
en la que
RE significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Ce, Y, La, Gd, Lu,
D significa uno o varios elementos seleccionados del grupo P, V, Sb, Nb, Ta.
RE: A2DEO8,
en la que
RE significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Y, La, Gd, Lu,
D significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Si, Ge, Sn,
E significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Cr, Mo, W.
RE: AD5O14,
en la que
RE significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Y, La, Ce, Gd, Lu,
D significa P
RE: AD12O19,
en la que
RE significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Y, La, Ce, Gd, Lu,
D significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Al, Ga, Tl, Sc.
RE: AD4O7,
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RE: ADO5.
en la que
RE significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Y, La, Gd, Lu, Sc,
D significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Si, Ge.
RE: ADTiO6,
en la que
RE significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Y, La, Gd, Lu, Sc,
D significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Nb, Ta.
RE: AF2 o RE: AD2E2G3O12 o RE: A2DG2O7,
en la que
RE significa respectivamente uno o varios elementos seleccionados del grupo Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb,
A significa respectivamente uno o varios elementos seleccionados del grupo Ca, Sr, Ba,
D significa respectivamente uno o varios elementos seleccionados del grupo Mg, Ca, Sr,
E significa respectivamente uno o varios elementos seleccionados del grupo Y, La, Ce, Gd, Lu,
G significa respectivamente uno o varios elementos seleccionados del grupo Si, Ge, Sn.
RE: ADO4,
en la que
RE significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb,
A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Li, Na, K,
D significa uno o varios elementos seleccionados del grupo P, Nb.
RE: AE o RE: ADE2 o RE: AO,
en la que
RE significa respectivamente uno o varios elementos seleccionados del grupo Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Cu, Ag, Mn, Pb, Ni,
A significa respectivamente uno o varios elementos seleccionados del grupo Zn, Cd,
D significa respectivamente uno o varios elementos seleccionados del grupo Zn, Cd,
E significa respectivamente uno o varios elementos seleccionados del grupo S, Se.
Ti: ADSiO3,
en la que
A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Mg, Ca, Sr,
D significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Mg, Ca, Sr.
Ti: AD2O7,
en la que
A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Mg, Ca, Sr, Ba, D significa uno o varios elementos seleccionados del grupo P, Sb.
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RE: A3D3O9,
en la que
RE significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb,
A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Y, La, Gd, Lu,
D significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Al, Ga, Sc.
RE: A3(DO4)2,
en la que
RE significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Cu, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Mg, Ca, Sr, Ba,
D significa uno o varios elementos seleccionados del grupo P, Sb, Bi, V, Nb, Ta.
X: A5D (EO4)3 o X: A2D(EO4)2 o X: AG2Al^7
en la que
X significa respectivamente uno o varios elementos seleccionados del grupo Mn, Eu,
A significa respectivamente uno o varios elementos seleccionados del grupo Ca, Sr, Ba,
D significa respectivamente uno o varios elementos seleccionados del grupo F, Cl, OH,
G significa respectivamente uno o varios elementos seleccionados del grupo P, Sb, Bi, V, Nb, Ta,
G significa respectivamente uno o varios elementos seleccionados del grupo Mg, Ca, Sr, Ba.
Mn: A3D,
en la que
A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Li, Na, K,
D significa uno o varios elementos seleccionados del grupo P, Sb, Bi, V, Nb, Ta.
Mn: AD(EO4) o Mn: A2EO4 o Mn: GEO4,
en la que
A significa respectivamente Zn,
D significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Be, Mg, Ca, Sr, Ba,
E significa respectivamente uno o varios elementos seleccionados del grupo Si, Ge, Sn, Ti, Zr,
G significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Ge, Sn.
Mn: A3(DO4),
en la que
A significa Zn,
D significa uno o varios elementos seleccionados del grupo P, Sb, Bi, V, Nb, Ta.
Mn: ADO3, en la que
A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Mg, Ca, Sr, Ba,
D significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Si, Ge, Sn.
Eu: AB4O7 o Eu: A2P2O7,
en la que
A significa respectivamente uno o varios elementos seleccionados del grupo Mg, Ca, Sr, Ba.
Eu: AB4O7 o Eu: ASO4 o Eu: A4AluO25 o Eu: AAl2Si2O8, en la que
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A significa respectivamente uno o varios elementos seleccionados del grupo Mg, Ca, Sr, Ba.
Eu: AD3(EO4)2,
en la que
A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Mg, Ca, Sr, Ba,
D significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Mg, Ca, Sr, Ba,
E significa uno o varios elementos seleccionados del grupo P, Sb, Bi, V, Nb, Ta.
Pb: AD2O5 o Pb: ADO3,
en la que
A significa respectivamente uno o varios elementos seleccionados del grupo Mg, Ca, Sr, Ba, D significa respectivamente uno o varios elementos seleccionados del grupo Si, Ge, Sn.
Pb: A2DSiO7 o Pb: ASiO3 o Pb: ASi2O7 o Pb: A3Si2O7,
en la que
A significa respectivamente uno o varios elementos seleccionados del grupo Mg, Ca, Sr, Ba, D significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Mg, Zn.
Pb: ADO4,
en la que
A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Mg, Ca, Sr, Ba, D significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Cr, Mo, W.
Bi: A3ECl6,
en la que
A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Li, Na, K, Cs,
E significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Y, La, Ce, Gd, Lu.
Bi: ABO3,
en la que
A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Sc, Y, La.
Bi: ADB4O12,
en la que
A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Y, La, Ce, Gd, Lu,
D significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Al, Ga, Tl.
Bi: ADAlO4 o Bi: DOCl o Bi: D2O3,
en la que
A significa respectivamente uno o varios elementos seleccionados del grupo Mg, Ca, Sr, Ba,
D significa respectivamente uno o varios elementos seleccionados del grupo Y, La, Ce, Gd, Lu.
Bi2Al4O9 o Bi4AlGe3O12 Bi: ADO4,
en la que
A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Y, La, Gd, Lu,
D significa uno o varios elementos seleccionados del grupo P, V, Sb, Nb, Ta.
Sn: A3(DO4)2 o Sn: A2D2O7,
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Sb: A5D(EO4)3 o Sb: A5-xD1-x(EO4)3(SbO)x,
en la que 0 < x < 0,1 y
A significa respectivamente uno o varios elementos seleccionados del grupo Ca, Sr, Ba,
D significa respectivamente uno o varios elementos seleccionados del grupo F, Cl, OH,
E significa respectivamente uno o varios elementos seleccionados del grupo P, Sb, Bi, V, Nb, Ta.
W: AWO4,
en la que
A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Mg, Ca, Sr, Ba.
Tl: A(DO4)2,
en la que
A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, D significa uno o varios elementos seleccionados del grupo P, Sb, Bi, V, Nb, Ta.
Ni: AO,
en la que
A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Mg, Ca.
V: AF2,
en la que
A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Mg, Ca, Sr.
V: A2D3F19,
en la que
A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Mg, Ca, Sr, Ba,
D significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Y, La, Gd, Lu.
V: AD5O14,
en la que
A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Y, La, Gd, Lu, Ce, D significa uno o varios elementos seleccionados del grupo P, Sb.
V: ADE4O12,
en la que
A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Li, Na, K,
D significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Y, La, Gd, Lu, Ce, E significa uno o varios elementos seleccionados del grupo P, Sb.
V: AD4(EO4)3O,
en la que
A significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Mg, Ca, Sr, Ba,
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D significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Y, La, Gd, Lu,
E significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Si, Ge, Sn, Pb.
RE: vidrio,
donde
RE significa uno o varios elementos seleccionados del grupo Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, vidrio significa ZBLAN, AZF, vidrio de aluminato de Ca, vidrio de fluoruro, vidrio de fluorfosfato, vidrio de silicato, vidrio de sulfuro, vidrio de fosfato, vidrio de germanato.
Ejemplo para fabricar un sistema organico:
Para fabricar sustancias luminiscentes organicas que se pueden utilizar segun la invencion, el fluoroforo se disuelve en la matriz organica, se polimeriza completamente y se congela. Los pigmentos asi producidos se pueden procesar adicionalmente, anadiendo opcionalmente TiO2 y mezclando con un aglutinante para proporcionar una tinta de impresion.
Alternativamente, una matriz no dopada se puede fabricar en forma de polvo en una primera etapa, y se procesa bajo presion en el autoclave junto con el fluoroforo en una segunda etapa.
De los posibles luminoforos y matrices, los elementos de tierras raras como luminoforos se combinan preferentemente con matrices inorganicas, y los luminoforos organicos se combinan con matrices organicas.
Sin embargo, tambien es concebible utilizar quelatos como sustancia luminiscente, por lo que, por ejemplo, un elemento de tierras raras se integra, en esta memoria, en una celosia organica.
Para producir el solapamiento de los espectros de emision segun la invencion, se utilizan preferentemente sistemas basados en tierras raras. Estos son sistemas que se basan en la luminiscencia de los iones de tierras raras insertados en una celosia anfitriona, una llamada "matriz".
Las por lo menos dos sustancias luminiscentes con espectros de emision superpuestos tienen, segun la invencion, la misma matriz, pero un luminoforo diferente, en esta memoria, o alternativamente una matriz diferente con el mismo luminoforo.
Si se utiliza solo un luminoforo en diferentes celosias anfitrionas, las celosias anfitrionas pueden diferir en configuracion cristalografica y/o en composicion quimica. Sin embargo, la alteracion de la estructura cristalografica y/o de la composicion quimica de la celosia anfitriona hace que los espectros de dichas sustancias luminiscentes difieran solo en una pequena medida, de modo que se solapan espectralmente segun la invencion.
Las matrices pueden tener en primer lugar la misma composicion quimica (por ejemplo, producida a partir de los mismos elementos quimicos, generalmente con diferentes contenidos de dichos elementos), pero con configuraciones cristalograficas diferentes.
Dichas matrices forman una familia de matrices que son muy similares quimicamente, pero difieren en sus estructuras cristalograficas. Ejemplos de dicha familia incluyen las matrices YAG (granate de aluminato de itrio, Y3AlaOi2) y las matrices YAM (aluminato de itrio monoclinico, Y4A^Og).
Si un falsificador intentase determinar la caracteristica luminiscente mediante un analisis quimico para falsificar los sustratos imitando la caracteristica, podria posiblemente analizar los elementos individuales, pero las correspondientes configuraciones cristalograficas de las matrices quedarian fuera de consideracion. El falsificador sospecharia que solo una matriz estaba presente en la caracteristica luminiscente. Si dejara las estructuras cristalograficas correspondientes de las diferentes matrices en la caracteristica de autenticidad fuera de consideracion al reproducir la caracteristica, la caracteristica luminiscente imitada no contendria por lo menos dos materiales luminiscentes, sino solo uno.
En segundo lugar, las matrices pueden tener la misma configuracion cristalografica pero una composicion quimica diferente.
Dichas matrices se pueden producir para una estructura cristalografica dada, que comprende atomos o grupos de atomos seleccionados, por ejemplo, de O, N, C, Y, Al, Fe, Cr, P, W, Si, Zn, Gd, Ga, S, La, Ca.
Ventajosamente, se utilizan sustancias luminiscentes de banda estrecha. En un modo de realizacion particularmente ventajoso, dichas sustancias luminiscentes de banda estrecha se combinan con sustancias luminiscentes que emiten radiacion de banda ancha y luminiscencia en el mismo rango de longitudes de onda que la sustancia luminiscente de banda estrecha. Las sustancias luminiscentes de banda ancha que se pueden utilizar son
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sustancias inorganicas u organicas. Naturalmente, tambien es posible segun la invencion utilizar sustancias que muestran solamente luminiscencia de banda ancha.
A partir del actualmente posible gran numero de sustancias luminiscentes, las sustancias luminiscentes correspondientes se seleccionan de tal manera que los espectros de emision de por lo menos dos sustancias se solapen espectralmente. La figura 4 muestra esquematicamente un espectro (intensidad luminiscente frente a longitud de onda) en el que varias sustancias con bandas espectrales -P- individuales en combinacion forman la caracteristica luminiscente -100-, mostrandose la envolvente de la caracteristica luminiscente total mediante la linea de trazos.
Dichos sistemas no se pueden separar espectralmente de manera exacta utilizando los espectrometros comercialmente disponibles, en concreto, cuando las sustancias luminiscentes contenidas en el mismo estan presentes conjuntamente en una caracteristica de seguridad en las concentraciones que son bajas para aplicaciones de seguridad y, ademas, solo podrian estar disponibles durante tiempos de medicion cortos. Debido al solapamiento de los espectros, el analisis produce, en lugar de espectros individuales bien separados, espectros que estan mal estructurados o no estructurados espectralmente (envolvente de banda ancha), que son muy dificiles de interpretar. Dicha envolvente de banda ancha se muestra mediante la linea de puntos de la figura 4. En el caso ideal se excluye la identificacion de las sustancias individuales en si. Esto hace muy dificil o imposible para el falsificador analizar e interpretar la combinacion de la invencion.
El termino "solapamiento de espectros" se refiere a por lo menos dos bandas espectrales de diferentes sustancias que se solapan esencialmente, es decir, las bandas espectrales no pueden ser analizadas de manera independiente una de otra. Por lo tanto, no es posible una separacion completa de las bandas espectrales individuales. La resolucion de la medicion es habitualmente de aproximadamente 10 a 15 nm.
El termino "banda ancha" se refiere a una serial de respuesta representada por una envolvente de banda ancha que no esta estructurada de tal manera que los detalles espectrales de los espectros que se solapan no se resuelven (vease, por ejemplo, la linea de puntos de la figura 4).
El termino "banda estrecha" se refiere a una serial de respuesta representada por una impresion de dedo espectral, es decir, se pueden analizar detalles espectrales de los espectros que se solapan (vease, por ejemplo, la linea de puntos de la figura 4). Las bandas espectrales estrechas preferentemente tienen un FHWM de aproximadamente 50 nm o menor, por ejemplo, con respecto a los sistemas organicos o a los sistemas UV-VIS. Mas preferentemente, las bandas espectrales estrechas tienen un FHWM de aproximadamente 15 nm o menor, por ejemplo, con respecto a los sistemas de tierras raras.
Alternativamente, se puede utilizar un solapamiento de los espectros de excitacion en lugar del solapamiento de los espectros de emision.
En otro modo de realizacion ventajoso, no solo se superponen los espectros de emision, sino tambien los espectros de excitacion.
La complejidad de la caracteristica de seguridad puede aumentarse adicionalmente si, no solo dos sustancias de la caracteristica de seguridad se superponen espectralmente sino, si el numero de sustancias se incrementa mas. Esto hace posible proporcionar caracteristicas luminiscentes de seguridad que cubren un amplio rango de longitudes de onda. Dentro de este rango de longitudes de onda se pueden crear entonces muchas combinaciones diferentes de codificaciones debido a los diferentes espectros.
Un solapamiento de por lo menos dos espectros esta presente en por lo menos un rango espectral. A continuacion, en esta memoria, dicha zona tambien se designara como zona de solapamiento.
Naturalmente, tambien es posible formar el espectro total de tal manera que dicha zona de solapamiento se combine con un espectro adicional que no se solape con la zona de solapamiento. Las bandas espectrales de dicho espectro adicional se situan asi en otro rango espectral que se puede unir directamente a la primera zona de solapamiento, o bien estar separada de la misma. El propio espectro adicional puede consistir en una combinacion de espectros que se solapan de diferentes sustancias, de tal manera que existe una segunda zona de solapamiento, o bien es el espectro de una sustancia unica.
En otros modos de realizacion es posible asimismo combinar mas de dos de los rangos espectrales que se acaban de indicar.
Sin embargo, es preferible combinar rangos espectrales que no son directamente contiguos, sino que tienen rangos de longitud de onda separados. Por ejemplo, un rango espectral se encuentra en el visible, mientras que el otro rango espectral se encuentra en el infrarrojo. En esta memoria, se prefiere particularmente utilizar radiaciones diferentes para excitar los dos rangos espectrales, tales como excitacion con radiacion UV / emision en el visible y excitacion en el visible / emision en el infrarrojo.
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Ejemplos de caracteristica de seguridad inorqanica con dos sustancias luminiscentes (excitacion en el UV - emision en el VIS):
En un modo de realizacion, se mezcla Mn: Zn2SiO4 en polvo con Pr: Y2O2S en polvo y se anade a la pasta de papel durante la fabricacion del papel. Tras la irradiacion del papel terminado con radiacion UV, Mn: Zn2SiO4 emite luminiscencia a 520 nm y Pr: Y2O2S a 515 nm.
Ejemplo de caracteristica de seguridad inorqanica con tres sustancias luminiscentes (excitacion en el UV - emision en el VIS):
En un modo de realizacion adicional, se mezclan Tb en polvo: La2O2S, Tb en polvo: Y2O2S y Aq en polvo, Ni: ZnS. La mezcla de polvo se procesa hasta consequir una tinta de impresion y se imprime sobre papel de seguridad. Tras la irradiacion de la impresion con radiacion ultravioleta, los tres compuestos emiten luminiscencia a los valores indicados en la tabla, por lo que las tres bandas espectrales luminiscentes se solapan.
Ejemplo de caracteristica de seguridad inorqanica con tres sustancias luminiscentes (excitacion en el IR - emision en el IR):
En un modo de realizacion adicional, se mezclan Er: LaPO4 en polvo, Er: Gd PO4 en polvo y Er: CePO4 en polvo. Las sustancias luminiscentes tienen el mismo luminoforo, pero tienen matrices diferentes. La mezcla de polvo se procesa hasta consequir una tinta de impresion y se imprime sobre papel de seguridad. Tras la irradiacion de la impresion con radiacion IR, los tres compuestos emiten luminiscencia en el IR, por lo que las tres bandas espectrales luminiscentes se solapan.
Ejemplo de caracteristica de seguridad inorqanica con dos sustancias luminiscentes (excitacion en el IR - emision en el IR):
En un modo de realizacion adicional, se mezclan Er: YAl^Oig en polvo y Er: GdAl^Oig en polvo. Las sustancias luminiscentes tienen el mismo luminoforo pero matrices diferentes. La mezcla de polvo se procesa hasta consequir una tinta de impresion y se imprime sobre papel de seguridad. Tras la irradiacion de la impresion con radiacion IR, los dos compuestos emiten luminiscencia en el IR, por lo que las bandas espectrales luminiscentes se solapan.
Alternativamente, segun la invencion es posible alternativamente combinar las sustancias luminiscentes de tal manera que las diferentes sustancias se excitan mediante radiacion en diferentes ranqos espectrales y/o emiten en ranqos espectrales diferentes, por ejemplo, sustancias que se excitan en el UV y emiten en el VIS se pueden combinar con sustancias que se excitan en el visible y emiten en el visible. Si los ranqos espectrales de dichas combinaciones de sustancias son contiquos, se pueden fabricar sensores muy compactos porque la separacion espectral se puede realizar con un solo elemento, por ejemplo, un espectrometro o sistemas de filtro, que cubren o cubre ambos ranqos de lonqitudes de onda de las combinaciones.
Las combinaciones solapadas de sustancias individuales estan situadas por lo menos en uno de dichos ranqos de lonqitudes de onda. En primer luqar, es posible que dichas combinaciones superpuestas en un ranqo espectral se combinen con espectros puros (es decir, espectros de sustancias puras) en otro ranqo espectral. Esto permite incrementar en gran medida el numero de sustancias individuales distinquibles, por lo que la seguridad se incrementa mas con respecto a los sistemas actualmente disponibles.
Ejemplo de caracteristica de seguridad inorqanica con tres sustancias luminiscentes (excitacion en el UV - emision en el UV y el VIS):
Se mezclan Ce: YPO4 (emision maxima aproximadamente a 380 nm) en polvo, Ti: Ba2P2O7 (emision maxima aproximadamente a 500 nm) en polvo y Mn, Pb: CaSiO3 (emision maxima aproximadamente a 610 nm) en polvo. La mezcla de polvo se procesa hasta consequir una tinta de impresion y se imprime sobre papel de seguridad. Tras la irradiacion de la impresion, los tres compuestos emiten luminiscencia a los valores indicados en los UV y VIS, por lo que las bandas espectrales luminiscentes del Ti: Ba2P2O7 y el Mn, Pb: CaSiO3 se solapan en el VIS, mientras que el Ce: YPO4 emite luminiscencia como una sustancia unica en otro ranqo espectral (UV). Mediante la variacion de la sustancia unica, es posible aumentar sistematicamente el numero de sistemas disponibles. Sin embargo, se puede concebir, ademas, utilizar combinaciones que se solapen en ambos ranqos espectrales, es decir, tambien en el UV.
Un desarrollo segun la invencion es asimismo combinar dos o mas ranqos de longitudes de onda en los que se localizan sustancias individuales que se solapan, en el caso limite sobre el ranqo espectral total disponible de las sustancias luminiscentes. A continuacion, se puede seleccionar para cada ranqo espectral individual utilizar sustancias individuales o combinaciones de espectros solapados siempre que por lo menos una qama espectral muestre espectros que se solapan.
Es especialmente ventajoso para incrementar la seguridad, combinar sustancias cuya excitacion y/o espectros de
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emision no son contiguos sino separados por rangos de longitudes de onda, por ejemplo, excitacion en el UV / emision en el VIS, combinado con excitacion en el VIS / emision en el IR.
Es especialmente ventajoso en esta memoria, utilizar diferentes tecnologias para excitar los dos rangos espectrales. Naturalmente, esto tambien es posible con las tecnologias de detector, o incluso en el lado de excitacion y en el lado de emision. Analogamente, esto tambien se puede aplicar, por supuesto, en el NIR o el IR. Por ejemplo, se pueden utilizar sistemas con longitudes de onda inferiores o superiores a 1100 nm, que son detectables o ya no detectables con detectores realizados de silicio. El esfuerzo de detectar totalmente dichos sistemas se incrementa considerablemente con respecto a los sistemas convencionales.
Si dichos sistemas no se combinan entre si -como de costumbre- de tal manera que las lineas de banda estrecha en desarrollo no se solapan para permitir que se separen mejor espectralmente, sino solo para que las lineas de banda estrecha se solapen, la proteccion contra el analisis y las imitaciones es mejor.
Sin embargo, es especialmente ventajoso combinar los sistemas de luminiscencia de banda estrecha descritos con sistemas de luminiscencia de banda ancha que emiten luminiscencia en el mismo rango de longitudes de onda. En concreto, se han de mencionar sistemas de fluorescencia organica, pero tambien sistemas inorganicos que emiten radiacion de banda ancha, por ejemplo, el conocido sistema ZnS: Cu.
Ejemplo de espectros de excitacion y emision solapados:
Segun un modo de realizacion, se combinan las tres sustancias luminiscentes Mn: MgGa2O4 -21 -, Eu: Sr2P2O7 -22- y YNBO4: TB -23-. Por ejemplo, las sustancias luminiscentes se pueden anadir en forma de polvo a la pasta de papel durante la fabricacion del papel, o bien se pueden mezclar con un aglutinante para fabricar una tinta de impresion.
La figura 6 muestra los espectros de excitacion (lineas de puntos) asi como los espectros de emision (linea continua) de las tres sustancias luminiscentes. La emision maxima del Eu: Sr2P2O7 esta aproximadamente a 450 nm, la emision maxima del Mn: MgGa2O4 aproximadamente a 500 nm y la emision maxima del YNBO4: Tb aproximadamente a 545 nm.
Los espectros de excitacion se fabrican irradiando las sustancias luminiscentes con fuentes de luz de diferentes longitudes de onda, y determinando que radiacion activa la luminiscencia. En el presente ejemplo, se utilizan dos lamparas UV que emiten a 254 y 365 nm, y tres LED que emiten a 380, 400 o 420 nm. Las diferentes fuentes de luz brillan sobre la muestra alternativamente para que se pueda determinar la senal de respuesta concreta. Con la utilizacion de las sustancias que acabamos de mencionar, tanto el espectro de excitacion como el de emision se superponen, de modo que se pueden utilizar ambos espectros para la evaluacion.
Para la evaluacion solo se puede determinar la presencia o la ausencia de una senal en el rango espectral correspondiente, o bien es posible una resolucion de los espectros individuales, dependiendo del usuario. De este modo, un banco central puede, por ejemplo, resolver los espectros tanto de excitacion como de emision, mientras que, por ejemplo, un banco comercial puede resolver el espectro de excitacion, pero no el espectro de emision y, por lo tanto, puede medir solamente una envolvente -30- (linea de trazo y punto) en el rango de aproximadamente 500 nm. Para los fabricantes de maquinas expendedoras, solo podria estar disponible la informacion de las envolventes de emision -30- y las envolventes de excitacion -31-.
Ejemplo de aplicacion de los espectros de emision que se solapan y que no se solapan:
Si se desea distinguir diferentes denominaciones de una moneda y adicionalmente proporcionar las diferentes oficinas de comprobacion con diferentes competencias de comprobacion, esto se puede obtener, por ejemplo, con el siguiente sistema.
Tabla 3
Denominacion
Ce: YPO4 Ce: Y2SO Ti: Ba2P2O7 Mn,Pb: CaSiO3
Primer rango espectral Segundo rango espectral
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+ + - -
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+ + + -
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+ + - +
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+ + + +
50
+ - + +
Las diferentes denominaciones se distinguen fundamentalmente por la presencia (+) o la ausencia (-) de las sustancias luminiscentes enumeradas en la Tabla 3. El Ce: YPO4 tiene una emision maxima a 380 nm, el Ce: Y2SD5 una emision maxima a 415 nm, el Ti: Ba2P2O7 una emision maxima a 500 nm y el Mn, Pb: CaSiO3 una emision maxima a 610 nm. De este modo, se pueden delimitar entre si dos rangos del espectro, alcanzandose el primer
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rango espectral de aproximadamente 300 a 450 nm y el segundo rango espectral de aproximadamente 450 a 650 nm.
La denominacion 10 se caracteriza por dos espectros que se solapan en el primer rango espectral, por lo que no existe ninguna serial en el segundo rango espectral.
La denominacion 20 se caracteriza por dos espectros que se solapan en el primer rango espectral, por lo que en el segundo rango espectral existe ademas una banda espectral unica de Ti: Ba2P2O7.
La denominacion 30 se caracteriza por dos espectros que se solapan en el primer rango espectral, por lo que en el segundo rango espectral existe ademas una banda espectral unica de Mn, Pb: CaSiO3.
La denominacion 40 se caracteriza porque existen dos espectros que se solapan tanto en el primer rango espectral como en el segundo.
La denominacion 50 se caracteriza por una banda espectral unica de Ce: YPO4, mientras que en el segundo rango espectral existen dos espectros que se solapan.
Corresponde al proveedor del sistema seleccionar la informacion sobre los rangos espectrales individuales que transmite a los usuarios. Por ejemplo, a un banco central se le puede facilitar toda la informacion acerca de la presencia especifica de espectros solapados y no solapados. El banco central podria asi averiguar para que denominaciones existen bandas espectrales unicas y/o solapamiento de espectros. A partir de esta informacion se puede seleccionar adicionalmente una codificacion posiblemente existente. A los bancos comerciales solo se les puede facilitar informacion parcial. Por ejemplo, un banco comercial puede resolver los espectros de solapamiento en el primer rango espectral de las denominaciones 10 y 40, pero solo mide la envolvente en el segundo rango espectral para la denominacion 40. Los fabricantes de maquinas expendedoras, por ejemplo, tienen acceso incluso a menos informacion. Por lo tanto, no pueden realizar una resolucion de espectros que se solapan para cualquier denominacion, sino que solo pueden determinar la presencia o la ausencia de senales en el primer y/o segundo rango espectral. Si se desea reducir aun mas la informacion para el usuario, es posible, para las denominaciones con senales en los primero y segundo rangos espectrales, transmitir solamente la informacion acerca de la envolvente exclusivamente para un rango.
Las posibilidades de combinacion pueden incrementarse adicionalmente, por ejemplo, mediante la utilizacion de otras sustancias de luminiscencia en los rangos espectrales unicos, utilizando rangos espectrales adicionales y utilizando matrices simuladas, de manera que, por consiguiente, estan disponibles codificaciones exclusivas para un gran numero de aplicaciones.
Codificacion:
Segun otra idea, la representacion compleja de la senal de respuesta esperada puede comprender mas de una banda espectral.
Las bandas espectrales de dicha representacion compleja pueden formar un codigo que se compara con un codigo formado por las bandas espectrales de la representacion compleja almacenada.
Dicho codigo se puede basar en las longitudes de onda particulares de las bandas espectrales unicas.
Alternativamente, el codigo se puede basar en las intensidades concretas de las bandas espectrales.
Asimismo, se puede desarrollar un codigo que se basa tanto en las longitudes de onda como en las intensidades.
Naturalmente, tambien es posible en esta memoria basar el codigo unicamente en las bandas espectrales de los espectros de emision y/o en los espectros de excitacion.
Preferentemente, se utilizaran tambien sistemas de tierras raras basados en un solo ion de tierra rara en matrices diferentes. Para las codificaciones habituales con espectros de luminiscencia, dichas diferencias son demasiado pequenas para permitir una separacion limpia de las sustancias individuales independientes entre si.
El solapamiento de los espectros de un ion de tierras raras en diferentes matrices se puede utilizar para la codificacion.
En el caso mas simple, una combinacion consiste entonces en un ion de tierras raras que se inserta en dos matrices diferentes que estan embebidas en el elemento de seguridad. En esta memoria, asimismo, dicho tipo de codificacion se puede realizar ya sea con el espectro de emision o con el espectro de excitacion (o con ambos). El analisis exacto muestra incluso que los iones de tierras raras son particularmente adecuados para este tipo de codificacion, ya que tienen espectros de banda muy estrecha, y tantas combinaciones diferentes en diferentes rangos de longitud
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de onda se pueden combinar en un sistema total, lo que aumenta la complejidad del sistema de caracteristicas y, por lo tanto, la seguridad frente a falsificadores.
Caracteristicas luminiscentes con varias longitudes de onda de excitacion:
La seguridad puede aumentar aun mas si no solo se solapan los espectros de emision, sino tambien los espectros de excitacion.
En tal caso, se puede prever que se ajusten dos sistemas que se solapan de tal manera que al excitar con una longitud de onda de excitacion A1 se ajuste un espectro de emision determinado. Esto quiere decir que el espectro de emision corresponde a un espectro de emision determinado dentro de las tolerancias dadas. En este caso es particularmente ventajoso utilizar diferentes lotes de las sustancias individuales cuyos espectros de excitacion difieren.
Esto es posible con la misma o quimica similar, dado que, por ejemplo, las distribuciones de tamano de particula de los polvos difieren entre si. Diferentes lotes de documentos de valor se marcan con los diferentes lotes de las sustancias. Tras el analisis de los diferentes lotes de los documentos de valor se comprueba que tras la excitacion con longitudes de onda A distintas de A1, los espectros de emision de los documentos difieren, protegiendo asi la sistematica de la codificacion frente al analisis. Solo tras la excitacion con la longitud de onda especifica A1, el sistema muestra los espectros de emision definidos. Utilizar longitudes de onda de excitacion inusuales para detectar el sistema hace aun mas dificil el analisis del sistema.
La seguridad se puede incrementar aun mas combinando combinaciones diferentes que se "ajustan" entre si con diferentes longitudes de onda de excitacion.
Si se combinan las dos combinaciones K (1, 2) = aA1 + pA2 + yA3 que comprenden las sustancias individuales A1, A2, A3, se puede prever que los espectros de emision de las sustancias individuales A1 y A2 muestren un espectro de emision determinado a una longitud de onda de excitacion A1, mientras que los espectros de emision de las sustancias individuales A2 y A3 muestran un espectro de emision determinado a una longitud de onda de excitacion A2. Los indices a, p y y indican el contenido de las sustancias. Se pueden combinar diferentes lotes de las sustancias individuales A1, A2 y A3, cuyos espectros de excitacion difieren.
Durante la fabricacion se asegura que el espectro que se solapa de las sustancias individuales A1 y A2 corresponde a una regularidad determinada para todos los lotes de A1 y A2 (solo) cuando la excitacion se efectua a una longitud de onda A1, mientras que los espectros de emision que se solapan de las sustancias individuales A2 y A3 corresponden a una regularidad dada para todos los lotes de A2 y A3 (solo) cuando la excitacion se efectua a una longitud de onda A2 distinta de A1.
Para obtener este objetivo, una fuente de luz, por ejemplo, la fuente de luz -20- que se explica de manera mas precisa a continuacion en esta memoria con respecto a la figura 2, debe emitir por lo menos en las dos longitudes de onda de excitacion A1 y A2. Una extension a mas de tres sustancias individuales es posible sin cualificacion.
Este principio es igualmente aplicable cuando la codificacion no se realiza con los espectros de emision, sino con los espectros de excitacion.
En este caso, la respuesta -R- debe ser detectada con por lo menos dos longitudes de onda a traves de las cuales las sustancias individuales se pueden ajustar entre si.
Matriz simulada inactiva
En cualquier caso, la caracteristica luminiscente puede comprender ademas por lo menos una matriz simulada inactiva.
Dicha matriz simulada inactiva tiene la ventaja de confundir adicionalmente al falsificador que desea realizar un analisis quimico de la caracteristica luminiscente. Una matriz simulada inactiva consta, por ejemplo, exclusivamente de material de matriz, es decir, la matriz no contiene ningun luminoforo. En consecuencia, la matriz simulada inactiva no muestra ningun efecto de luminiscencia cuando es expuesta a la radiacion de excitacion. Alternativamente, la matriz simulada contiene el mismo luminoforo que la sustancia luminiscente, pero la luminiscencia del luminoforo en la matriz simulada se evita completamente mediante pequenas adiciones de los denominados extintores de luminiscencia.
Dicha matriz simulada inactiva tiene un fuerte efecto sobre los resultados del analisis de la caracteristica por parte del falsificador, pero no tiene ninguna influencia en las caracteristicas de emision espectral de la caracteristica.
Las una o varias matrices simuladas inactivas en la caracteristica luminiscente pueden ser, en un modo de
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realizacion alternativo, diferentes de la matriz o matrices que contienen un luminoforo y son opticamente activas.
Ademas del analisis espectral de las caracteristicas de emision de los luminoforos, tambien se puede determinar la composicion quimica de la caracteristica de seguridad mediante un analisis de elementos para verificar la autenticidad.
Para incrementar aun mas la seguridad, la configuracion cristalografica se puede utilizar, ademas, como una caracteristica de autenticidad. En concreto, el analisis detallado de las matrices simuladas inactivas puede ser adecuado para la verificacion de la autenticidad del sustrato.
En un modo de realizacion preferente, la caracteristica de seguridad comprende por lo menos dos matrices simuladas inactivas, por lo que dichas matrices simuladas inactivas forman un codigo que se puede determinar mediante un analisis detallado, tal como se menciono anteriormente.
Ejemplo de matriz simulada y aplicacion de la misma:
En la Tabla 4, se utilizan diferentes sustancias luminiscentes que se combinaron con una o dos matrices simuladas para marcar tres denominaciones diferentes de una divisa XY.
Tabla 4
Denominacion
Sustancia 1 Sustancia 2 Sustancia 3
10
Yb,Er:Y2O2S (Sustancia luminiscente) YVO4 (Matriz simulada) ZBLAN (Matriz simulada)
20
Yb,Er,Dy:Y2O2S (Matriz simulada) Yb,Er:YVO4 (Sustancia luminiscente) ZBLAN (Matriz simulada)
30
Y2O2S (Matriz simulada) Yb,Er:YVO4 (Sustancia luminiscente) Yb,Er:ZBLAN (Sustancia luminiscente)
La denominacion 10 contiene como sustancia luminiscente el Yb, Er: Y2O2S y dos sustancias adicionales, a saber, YVO4 y ZBLAN, que funcionan como matrices simuladas. Estas ultimas no emiten luminiscencia por si mismas.
La denominacion 20 contiene como sustancia luminiscente el Yb, Er: YVO4, asi como las matrices simuladas ZBLAN e Yb, Er, Dy: Y2O2S. En comparacion con la sustancia 1 de la denominacion 10, la sustancia 1 de la denominacion 20 contiene adicionalmente DY, que funciona como extintor, de modo que la sustancia 1 de la denominacion 20 no muestra ninguna luminiscencia.
La denominacion 30 contiene dos sustancias luminiscentes y una matriz simulada.
Todas las sustancias utilizadas en las diferentes denominaciones son ventajosamente muy similares, de tal manera que se hace considerablemente mas dificil el intento de falsificacion. Este ejemplo sirve principalmente para mostrar la utilizacion de la matriz simulada. Para la implementacion adicional segun la invencion, las sustancias luminiscentes se deben seleccionar de tal manera que tengan espectros que se solapan. Las sustancias luminiscentes enumeradas en la Tabla 4 pueden, por lo tanto, ser suplementadas o reemplazadas de manera adecuada.
Procedimiento para la aplicacion de las caracteristicas luminiscentes:
La aplicacion consiste en incorporar las sustancias caracteristicas como una mezcla en polvo en un sustrato (papel, sustrato de polimero, incluido revestimiento de polimero, incluido revestimiento de papel, carton, parches, hilos, pegatinas, elementos de serigrafia). El problema en este caso es incorporar la mezcla de pigmentos en el sustrato de tal manera que se preserve la informacion de la codificacion.
En este caso, las etapas de procesamiento siguientes son de interes para la aplicacion de las sustancias caracteristicas.
Para crear la mezcla ("codigo") de polvo, los polvos se proporcionan como polvos en bruto y se mezclan en un proceso seco por medio de un mezclador. En este caso, podria ser util anadir aditivos, que mejoren la miscibilidad.
Es importante que despues de la mezcla se comprueben las mezclas de polvo a la vista del codigo que esta presente en la mezcla correcta, es decir, que este dentro de tolerancias predeterminadas a las que corresponde el espectro para el espectro predeterminado.
Para ello, a escala de laboratorio, se fabrica un elemento de seguridad u otro elemento correspondiente (por ejemplo, una lamina de cuchilla raspadora) que permite una comparacion cuantitativa, y se compara con los estandares.
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En la fabrica de papel, a continuacion, el polvo es esparcido en un recipiente grande y se anade sucesivamente de una manera apropiada a la pasta de papel.
Control de calidad durante la incorporacion:
El proceso de incorporacion al sustrato se controla, es decir, un detector, que posiblemente realiza medidas mas especificas que los detectores descritos a continuacion en esta memoria, para comprobar billetes de banco en circulacion, se desplaza a traves de la banda de papel o del sustrato en general y demuestra que es el codigo correcto. En esta version, el detector solo puede indicar la correspondencia de la codificacion medida con la codificacion predeterminada o su calidad, pero no interviene de manera controladora o reguladora.
Con el fin de evitar una segregacion de las sustancias individuales del polvo durante la incorporacion, se puede implementar una estacion de medicion que asume las siguientes funciones: para cada sustancia individual del polvo se fabrica un concentrado, que se llena en diferentes depositos en la estacion de dosificacion. De nuevo, se puede emplear un detector que, mediante un sistema de control, garantice que las sustancias individuales se reparten correctamente.
Como diseno adicional, se considera que la cantidad principal del polvo se carga como una mezcla lista y solo las desviaciones con respecto al valor deseado se alimentan a traves de una estacion de dosificacion. Como resultado de esto, una estacion de dosificacion de este tipo puede ser de un diseno mas compacto, ya que solo deben proporcionarse las cantidades de polvo con fines de correccion.
Al final de esta seccion se explicaran con mas detalle dos ejemplos especificos:
Ejemplo detallado 1:
El Cu: ZnS es un sistema luminiscente con excitacion en el UV y una emision de banda ancha en el rango de longitudes de onda del color amarillo al verde con espectro de emision S1_365 (X) tras excitacion con X = 365nm.
El Mn: ZnSi04, por otro lado, es un sistema luminiscente con excitacion en el UV y emision en el rojo con espectro de emision S2_365 (X) tras excitacion con X = 365 nm.
Estas dos sustancias individuales se combinan ahora, por ejemplo, en una impresion luminiscente, es decir, con una proporcion de concentracion exactamente predeterminada, que se ajusta de tal manera que el espectro que se ha de alcanzar se ajusta a los valores de S_tot (X) = a * S1_365 (X) + p * S2_365 (X) mediante una seleccion de los parametros a y p dentro de los limites predeterminados.
En el caso mas simple, el sistema se ajusta de tal manera que a la longitud de onda de excitacion habitual de 365 nm conduce a un espectro de emision definido. Pero, ademas, es concebible que se utilice una longitud de onda de excitacion inusual, por ejemplo, 254 nm, que tambien conduce a la emision de luminiscencia de las sustancias individuales.
En diferentes cargas se pueden utilizar sustancias especificas (por ejemplo, Cu: ZnS), la relacion de los espectros de emision A (365 nm)/ A (254 nm) a X = 365 nm y X = 254 nm variando para diferentes cargas. Esto se puede lograr, por ejemplo, controlando las condiciones de fabricacion, por ejemplo, el tiempo de recocido o eligiendo los tamanos de particula apropiados. Por lo tanto, los valores de intensidad a una longitud de onda de excitacion de 254 nm se pueden mantener constantes mientras que varian a 365 nm.
Al analizar estos sistemas, las codificaciones cuando se ilumina solo con una longitud de onda (en esta memoria, 365nm) aparecen completamente diferentes, aunque el control de calidad se ajusta de tal manera, que al excitar con la longitud de onda del sistema (en esta memoria, 254nm) el resultado es siempre el mismo espectro s_tot (X) = a' * S1_254 (X) + p' * S2_254 (X). Cuando se analiza un numero mayor de BN de esta manera, diferentes espectros resultan obvios y, para un falsificador, no esta claro como tiene que ajustar correctamente las relaciones.
Ejemplo detallado 2:
Para ampliar el ejemplo detallado 1, ademas se pueden combinar otras sustancias, por ejemplo, Ag, Ni: ZnS. En esta memoria, se observa un solapamiento distinto de los espectros de luminiscencia.
Con dicha combinacion adicional se puede producir un numero mayor de codificaciones con un numero predeterminado de sustancias. Ademas, el sistema se vuelve cada vez mas complejo, ya que un atacante que intenta imitar el sistema, no puede reconocer a que longitudes de onda se ajustan los espectros entre si.
En el ejemplo 2 analizado en esta memoria, se pueden utilizar asimismo varias longitudes de onda, es decir, por
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ejemplo, los dos primeros sistemas (del ejemplo 1) se ajustan entre si a 254 nm, mientras que el 3er sistema (codopado con Ag) se ajusta a uno de los primeros dos a una longitud de onda de 365 nm. Tambien es posible que los tres sistemas se ajusten entre si a la misma longitud de onda.
Verificacion de las caracteri'sticas luminiscentes
La figura 2 muestra, de una manera muy esquematica a modo de ejemplo, un aparato para comprobar dicha caracteristica -100-. Dicho aparato se puede emplear, por ejemplo, en aparatos de recuento de billetes de banco o en aparatos de clasificacion de billetes de banco, en maquinas de deposito de billetes de banco o en dispensadores de billetes de banco o en maquinas expendedoras o tambien en dispositivos portatiles de control.
En la figura 2, el sustrato -10- con la caracteristica -100-, es decir, por ejemplo, un billete de banco -10-, es irradiado por la radiacion de excitacion -E-, que es emitida por una fuente de luz -20- o por varias fuentes de luz -20-. Cuando se expone a la radiacion, la caracteristica -100- emite una serial de respuesta -R- en forma de radiacion luminiscente.
Dicha serial de respuesta R, es decir, la radiacion procedente del billete de banco -10-, se mide mediante un detector -30-, que comprende uno o varios sensores para permitir la medicion en diferentes regiones espectrales, preferentemente el detector -30- tiene un espectrometro. El detector -30- esta conectado a una unidad de procesador -31- que es capaz de evaluar la informacion proporcionada por la serial de respuesta de luminiscencia -R-. La unidad de procesador -31- esta conectada a una unidad de almacenamiento -32- en la que las senales de respuesta esperadas de billetes de banco reales o cantidades derivadas de los mismos se almacenan como senales de referencia.
Con el fin de determinar, por ejemplo, la autenticidad y/o la denominacion del billete de banco -10- comprobado, en la unidad de procesamiento -31 -, la senal de respuesta -R- se compara con senales de respuesta predeterminadas o con cantidades derivadas que sirven como senales de referencia y se almacenan en la unidad de almacenamiento -32-.
El dispositivo de lectura -1- puede comprender en esta memoria, dependiendo de la utilizacion, solo el detector -30-, u opcionalmente tambien los componentes adicionales -20-, -31 -, -32- en una carcasa.
Deteccion segun diferentes categorias de seguridad:
En zonas con diferentes categorias de seguridad, la comprobacion de una caracteristica de seguridad luminiscente identica se lleva a cabo de diferentes maneras, utilizando diferentes parametros de sensor para diferentes categorias de seguridad.
A diferencia del sistema conocido a partir del documento WO 97/39428, en el que diferentes sustancias se utilizan como caracteristicas de seguridad para diferentes categorias de seguridad, la misma sustancia luminiscente se puede utilizar para todas las categorias de seguridad, la sustancia, no obstante, debe ser verificada de diferentes maneras por los usuarios en las zonas de las diferentes categorias de seguridad.
Se puede prever que segun las normas respectivas especificadas por un banco central, un fabricante de sensores puede proporcionar a los clientes para la utilizacion en zonas con baja categoria de seguridad, tales como, por ejemplo, para la fabricacion de maquinas expendedoras, que habitualmente se instalan sin elevadas exigencias de seguridad y son de libre acceso para todos, solo aquellos sensores que pueden medir la radiacion luminiscente de los billetes de banco con una resolucion espectral menor que los sensores que el fabricante de sensores puede proporcionar a los clientes, tal como por ejemplo bancos comerciales con mayor categoria de seguridad.
Por consiguiente, los sensores de alta calidad utilizados por los bancos centrales (categoria de mayor seguridad) para la comprobacion de los billetes de banco en circulacion son proporcionados exclusivamente para los mismos, y sin su aprobacion dichos sensores no pueden ser suministrados para ninguna otra institucion.
Este procedimiento da como resultado el hecho de que a los falsificadores se les niega el acceso a los sensores utilizados en las zonas de alta seguridad y, con ello, el conocimiento de los procedimientos exactos de comprobacion y evaluacion utilizados por dichos sensores.
Como resultado de esto, los falsificadores no son capaces de adaptar sus falsificaciones de billetes de banco de tal manera que tengan en cuenta los sensores, en concreto, empleados por los bancos centrales. Como resultado de ello, se puede prevenir eficazmente la creacion de falsificaciones "perfectas", que no se detectarian ni siquiera cuando se verifican automaticamente en los bancos centrales.
A continuacion, se explican en detalle diversos ejemplos para el modo de realizacion de este sistema, cuya utilizacion ventajosa tambien es posible cuando se combinan entre si.
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La radiacion de excitacion -E-, que se utiliza para el modo simplificado y el modo complejo, respectivamente, no tiene necesariamente la misma longitud de onda. Preferentemente, la radiacion de excitacion es una radiacion IR o una radiacion UV. Tambien se puede emplear la radiacion de diferentes longitudes de onda, dependiendo del modo.
Asimismo, se puede prever que las fuentes de luz -20- exciten a diferentes longitudes de onda. La fuente de luz se puede utilizar tambien para excitar la luminiscencia en diferentes sustancias de caracteristicas, contenidas en el sustrato -10- como una combinacion, a la longitud de onda mas apropiada en el caso individual. Preferentemente, para ese proposito se utilizan fuentes de luz -20-, que emiten de forma significativa solo en rangos de longitud de onda separados.
Ejemplo:
Si la caracteristica de seguridad -100- es, por ejemplo, una combinacion de Eu: BaMg2AliiO27 (maximo de emision aproximadamente a 430 nm) y Ce: YAG (maximo de emision aproximadamente a 500 nm, banda muy ancha), se puede disponer que los dispositivos de lectura que se utilizan en las zonas de un categoria de baja seguridad, tal como por ejemplo en maquinas expendedoras, midan la serial de respuesta, es decir, la radiacion luminiscente emitida, solo cuando se excita con la longitud de onda X = 365 nm, y se compara con la serial de referencia especifica para esta longitud de onda de excitacion.
A diferencia de esto, puede estar previsto que solo aquellos dispositivos de lectura que sean empleados en zonas de mayor categoria de seguridad, tal como por ejemplo en bancos centrales, midan la radiacion luminiscente emitida a otra longitud de onda X de excitacion de, por ejemplo, 254 nm, y la comparen con la serial de referencia especifica para esta longitud de onda de excitacion.
Al restringir la informacion sobre la longitud de onda en la que los dispositivos de lectura de alta seguridad se excitan para esta zona de alta seguridad, y debido al hecho de que el falsificador no puede obtener ninguna informacion, cuando se utilizan dispositivos de lectura de mas facil acceso de una categoria de seguridad inferior, acerca del hecho de que los bancos centrales miden la radiacion luminiscente a 254 nm, la creacion de falsificaciones "perfectas" se hace mucho mas dificil.
Tal como ya se ha mencionado, la caracteristica luminiscente -100-, segun la presente invencion, comprende por lo menos dos materiales luminiscentes, que producen respectivas bandas espectrales de luminiscencia como respuesta cuando son excitadas por una radiacion de excitacion E.
Las bandas espectrales medidas realmente tienen un cierto ancho de no desvanecimiento cuando se utilizan sensores de la mas alta calidad, no estando todavia borrosas las bandas espectrales individuales para un espectro continuo y, por lo tanto, los detalles del espectro se conservan. Cuando se reduce aun mas la resolucion, lo unico que queda es la envolvente de banda ancha (linea de puntos), tal como se muestra en la figura 4.
Esta envolvente representa una serial de respuesta de banda ancha simplificada, mientras que la representacion individual resuelta en frecuencia de las bandas espectrales individuales se puede ver como representacion compleja de la misma serial de respuesta. La resolucion de la serial de respuesta de banda ancha simplificada es de un grado tan bajo, que las bandas espectrales individuales de la serial de respuesta no se resuelven y solo se mide la serial de respuesta promediada a traves de un rango de longitudes de onda determinado.
Es decir, la serial de respuesta de la caracteristica se puede medir:
- como una representacion simplificada de baja resolucion, que muestra un espectro de banda ancha simplemente como una envolvente sin resolver las bandas espectrales individuales, o
- como una representacion compleja, que muestra las bandas espectrales individuales de una manera resuelta en frecuencia. Ademas, es posible que esta representacion compleja de la serial de respuesta de la caracteristica resuelva solamente algunas de las bandas espectrales que estan de hecho contenidas en la serial de respuesta o incluso solo una de dichas bandas espectrales.
En consecuencia, es posible medir la caracteristica luminiscente como sigue:
- en un modo simplificado, que corresponde a una categoria de seguridad inferior y se emplea, por ejemplo, en sensores para maquinas expendedoras, en los que la serial de respuesta se lee solamente como espectro de banda ancha y se compara con una representacion simplificada de la serial de respuesta esperada, que esta representada por un espectro de banda ancha y/o
- mediante un modo complejo, que corresponde a una categoria de seguridad mas alta y, por ejemplo, solo se emplea en los sensores de los bancos centrales y/o bancos comerciales, en el que por lo menos una de las bandas espectrales de la serial de respuesta se lee de una manera individual resuelta en frecuencia, y la respuesta se compara con una representacion mas compleja, con mayor resolucion, de la serial de respuesta esperada, que
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comprende por lo menos una banda espectral.
Ademas de estos dos modos, pueden existir otros modos correspondientes a diferentes categonas de seguridad. Por ejemplo, los sensores que miden con mayor resolucion espectral y/o que miden un mayor numero de bandas espectrales individuales que los sensores que se proporcionan para los bancos comerciales o para los productores de maquinas expendedoras, solo se proporcionan para bancos centrales.
El modo simplificado requiere solo un detector simple y se puede llevar a cabo, por ejemplo, con un sensor de banda ancha de bajo coste, mientras que el modo complejo se puede llevar a cabo solo con un detector de resolucion superior, que tambien es capaz de identificar bandas espectrales individuales de la serial de respuesta.
Uno de los modos adicionales, por ejemplo, es el siguiente caso, en el cual el banco central puede determinar la serial de respuesta como un espectro completamente resuelto en todo el rango de longitudes de onda medible. Los bancos comerciales, por ejemplo, solo podrfan resolver una primera zona parcial espectral, mientras que en una segunda zona parcial espectral podrfan medir la presencia o la ausencia de una serial, pero no podrfan resolverla. Los fabricantes de maquinas expendedoras solo podran recibir informacion sobre la segunda zona parcial espectral. Ventajosamente, el ultimo grupo mencionado tambien puede ser capaz de medir solo la presencia o la ausencia de una serial, pero no de resolverla.
Ejemplo:
Si la caracterfstica de seguridad -100- es, por ejemplo, una combinacion de Eu: SrB4O7 con banda espectral a 370 nm y Pb: BaSi2O5 con banda espectral a 350 nm, se puede prever que solo los dispositivos de lectura empleados en los bancos centrales utilicen un espectrometro con una resolucion de unos pocos nanometros, para poder determinar que las dos sustancias estan presentes en el elemento de seguridad.
Los bancos comerciales o los fabricantes de maquinas expendedoras solo dispondran de dispositivos de lectura con espectrometros que puedan determinar simplemente la existencia de una luminiscencia de aproximadamente 360 nm, pero no la forma espectral y, en concreto no son capaces de diferenciar entre Eu: SrB4O7 y Pb: BaSi2O5.
Si, alternativamente, los dispositivos de lectura de los bancos comerciales y los fabricantes de maquinas expendedoras estan equipados con un espectrometro, entonces este se preve con una resolucion significativamente mas baja, por ejemplo, 30 a 50 nm, de tal manera que no se puede efectuar una diferenciacion de los espectros de la caracterfstica de seguridad, es decir, los espectros de Eu: SrB4O7 y Pb: BaSi2O5. La informacion sobre la combinacion de espectros que se solapan por este medio queda restringida a la zona del banco central.
Puesto que un falsificador habitualmente solo tiene acceso a dichos detectores, que, segun el modo simplificado, miden solo con una resolucion mas baja, el procedimiento hace que la falsificacion de la caracterfstica de seguridad por falsificadores sea significativamente mas diffcil.
Tal como ya se ha mencionado, la determinacion del curso espectral con diferentes resoluciones se puede lograr, por un lado, previendo dispositivos de lectura -1- para las diferentes zonas de utilizacion, que tengan una resolucion diferente, por ejemplo, debido a redes de difraccion disenadas de forma diferente. Los diferentes parametros del sensor, por lo tanto, son causados por el diferente diseno de los dispositivos de lectura -1-.
Alternativamente, tambien es posible que los dispositivos de lectura -1- previstos en las diferentes zonas de utilizacion, en principio, sean del mismo diseno y, por ejemplo, tengan tambien rejillas de difraccion identicas, encontrandose la diferencia de precision de la medicion en una evaluacion diferente de las senales medidas. Esto puede significar, por ejemplo, que en el software controlado en la unidad de procesador -31- del detector -30- de una categorfa de seguridad inferior para llevar a cabo el modo de comprobacion simple, solo se evaluan los valores medidos segun la curva 16 de la figura 5, mientras que el software de la unidad de procesador -31- del detector -30- de una categorfa de seguridad superior para llevar a cabo el modo de comprobacion complejo evalua el espectro segun el grafico -15- de la figura 5.
En otras palabras, el modo simplificado se puede realizarse de este modo tambien mediante el detector de resolucion superior, convirtiendo, en este caso, la respuesta en una senal de banda ancha (por ejemplo, mediante un plegado de reduccion de resolucion) antes de que la senal sea comparada con la representacion simplificada almacenada como senal de referencia. Por lo tanto, en el sensor se tiene que depositar no la senal de referencia de alta resolucion, sino solo la senal de banda ancha que es menos crftica con respecto a la seguridad.
En esta memoria, preferentemente, tambien se puede prever que los diferentes parametros del sensor, es decir, el modo de comprobacion simple o complejo, se emitan dependiendo de la categorfa de seguridad de la zona de utilizacion. Un fabricante de sensores puede ofrecer, por ejemplo, dispositivos de lectura -1- con detector -30- y unidad de procesador -31-, que pueden llevar a cabo tanto la comprobacion compleja destinada a la zona de alta seguridad como la comprobacion simple destinada a la zona que requiere menor seguridad.
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Dado que la emision se efectua por medio de software, para cada zona de utilizacion diferente se pueden liberar o bloquear ciertas funciones del software de la unidad de procesador -31-, de tal manera que, por ejemplo, solo en la zona de una categoria de alta seguridad, la medicion de la luminiscencia se puede llevar a cabo con una alta resolucion (por ejemplo, la curva -15- de la figura 5), y en la zona de una categoria de baja seguridad solo se puede llevar a cabo una medicion con baja resolucion (por ejemplo, la curva -16- de la figura 5). En concreto, en este caso, la serial de referencia se deposita preferentemente en una forma codificada en el sensor.
Ejemplo:
Con el ejemplo mencionado anteriormente de una caracteristica de seguridad -100- realizada de Eu: SrB4O7 y Pb: BaSi2O5, por ejemplo, en todos los dispositivos de lectura pertinentes se utilizaran espectrometros con una resolucion de 2 nm, pero solo en los dispositivos de lectura empleados en los bancos centrales se instalara un software de evaluacion, que entonces, evalua realmente los valores medidos obtenidos con esta resolucion. Todos los demas sensores tendran un software de evaluacion en la unidad de procesador, que transforma los datos medidos con la alta resolucion de 2 nm en una resolucion mas baja, y hasta entonces, no realiza la evaluacion.
Dado que, como en todos los demas ejemplos, el software de evaluacion se suele almacenar codificado en el dispositivo de lectura, el falsificador no puede obtener detalles exactos acerca de la composicion de la caracteristica de seguridad -100- utilizando dispositivos de lectura disenados para la baja seguridad.
Ademas, es ventajoso, cuando se tiene que efectuar una autorizacion por lo menos en el caso en que el dispositivo de lectura -1- lleve a cabo una verificacion segun la categoria de mayor seguridad. Esto se puede aplicar tanto a dispositivos de lectura con funciones de software liberables como a dispositivos de lectura que exclusivamente pueden llevar a cabo comprobaciones segun la categoria de seguridad mas alta.
Ejemplo:
Con el proposito de autorizacion en esta memoria, por ejemplo, se puede comprobar la categoria de seguridad de un usuario del dispositivo de lectura -1-. Dicho usuario se puede autorizar a si mismo, por ejemplo, mediante tarjetas de chip, una identificacion biometrica o la introduccion de un PIN.
En el modo complejo, la unidad de lectura del lector comprende preferentemente varios detectores de banda estrecha, estando adaptado cada detector de banda estrecha para la deteccion de una parte de la senal de respuesta en una region de banda estrecha del espectro.
En consecuencia, en el modo complejo, la respuesta se lee como una suma de senales de respuesta de banda estrecha. Los respectivos rangos de longitudes de onda de banda estrecha de los que esta compuesto el espectro pueden cubrir un espectro de longitudes de onda de una manera continua o discontinua, es decir solo de forma regional. Preferentemente, un rango de longitudes de onda de banda estrecha tiene un ancho de 10 nm.
En el modo complejo, que corresponde a una categoria de seguridad mas alta, por consiguiente, se representa la senal de respuesta, particularmente preferente, como una cantidad de senales de respuesta de banda estrecha, midiendo cada senal de respuesta de banda estrecha un detector individual de banda estrecha.
En el modo complejo, por lo menos una banda espectral de la senal de respuesta -R- se mide individualmente, y las senales de respuesta de banda estrecha -R- se comparan con una representacion compleja de la senal de respuesta esperada, que esta formada por senales de respuesta de banda estrecha esperadas y por lo menos comprende una banda espectral, es decir, una senal de referencia, que tiene una resolucion mayor que la senal de referencia respectiva del modo simple.
En ambos modos (simplificado y complejo) el sustrato es iluminado por lo menos con una radiacion de excitacion -E-, se mide la respuesta de luminiscencia de la caracteristica de seguridad para esta radiacion de excitacion y se compara la senal de respuesta con la representacion esperada, es decir, con la senal de referencia esperada de la senal de respuesta (la representacion en este caso es simplificada o compleja, dependiendo del modo).
Mediante la comparacion de la senal de respuesta medida -R- con la representacion almacenada (simplificada o compleja), se puede identificar la autenticidad de la informacion contenida en la senal de respuesta -R- y, de este modo, se verifica la autenticidad del billete de banco -10- comprobado.
Ejemplo:
Si la caracteristica de seguridad -100- es, por ejemplo, una combinacion de Er: CaF2 con una banda espectral a 845 nm y Er: YAG con una banda espectral a 862 nm, se puede prever que solo en los dispositivos de lectura empleados en los bancos centrales se utilicen dos detectores de banda estrecha con filtros para llevar a cabo el modo de comprobacion complejo, realizando cada uno una medicion en una region espectral de un ancho de aproximadamente 15 nm. El primer detector de banda estrecha, en este caso, realiza una medicion en un rango de
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840 a 855 nm, y el segundo detector de banda estrecha, en un rango de 855 a 870 nm.
Mediante la evaluacion de las senales de dichos dos detectores de banda estrecha, tal como, por ejemplo, determinando la relacion de las intensidades de senal de los dos detectores de banda estrecha con respecto a un valor de referencia predeterminado, se puede decidir la autenticidad del billete de banco.
Sin embargo, cuando los sensores empleados en maquinas expendedoras miden solamente la envolvente sin medir la relacion exacta de las intensidades de senal que van de 855 a 870 nm con respecto a las intensidades de senal que van de 840 a 855 nm, el falsificador, que a lo sumo puede acceder a los sensores empleados en maquinas expendedoras, no puede reconocer que el ajuste exacto de la relacion de senal dentro de los rangos de (840 a 855 nm) a (855 a 870 nm) representa una caracteristica de autenticidad concreta y exactamente para ser observada, de la caracteristica de seguridad -100- del billete de banco -10-.
Tal como ya se ha mencionado, cuando se evalua la senal de respuesta -R-, por una parte, se puede comparar la senal de respuesta medida con una senal de respuesta esperada, para comprobar la autenticidad del billete de banco -10-.
Por otra parte, la senal de respuesta puede representar una informacion adicional, que esta tambien conectada al sustrato -10-, tal como, por ejemplo, la denominacion o el numero de serie de un billete de banco -10- comprobado. Solo si la senal de respuesta medida corresponde a la senal de respuesta esperada y, adicionalmente, la informacion adicional, por ejemplo, la informacion especifica de la denominacion representada por la senal de respuesta, corresponde a la denominacion conocida debido a otras comprobaciones, se confirma la autenticidad del sustrato -10-.
Ejemplo:
Si la caracteristica de seguridad -100-, opcionalmente en combinacion con otras sustancias, contiene Mn: Zn2SiO4 con una banda espectral a 520 nm y Ce: YP04 con una banda espectral a 380 nm, se puede prever que la relacion de cantidad entre el Mn: Zn2SiO4 y el Ce: YPO4 y, por lo tanto, las senales de respuesta pertinentes, sea elegida de manera diferente para una denominacion especifica.
Cuando el dispositivo de lectura de los bancos centrales ha decidido, por ejemplo, a partir de una comprobacion de la imagen impresa y/o de las dimensiones del billete de banco -10-, su denominacion, se puede comprobar si la relacion de las intensidades de senal desde 380 nm a 520 nm corresponde de hecho a la cantidad especifica para la denominacion determinada anteriormente. De lo contrario, es una falsificacion.
Ejemplo:
Sin embargo, tambien con el ultimo ejemplo mencionado en primer lugar se puede concluir que la denominacion determina la relacion de las intensidades de senal desde 380 nm a 520 nm y, opcionalmente, solo entonces se realizan otras evaluaciones, por ejemplo, una determinacion de denominacion por medio de otras comprobaciones.
Comprobacion de una caracteristica luminiscente codificada
En concreto en el modo simple, que se emplea en zonas de un nivel de seguridad inferior, se puede prever, que el detector empleado en esta zona lea el espectro codificado o los espectros codificados (espectro de excitacion y/o espectro de emision) y compruebe si es una cierta firma espectral, es decir, uno de varios codigos posibles con billetes de banco, mientras que, sin embargo, no es posible determinar cual de las diferentes codificaciones posibles esta presente en realidad.
Ejemplo:
Por ejemplo, en dicho modo simple se puede comprobar si la forma de la envolvente del espectro total medido con baja resolucion espectral (por ejemplo, segun la linea de puntos de la figura 4) tiene un curso predeterminado, sin poder decidir el tipo -P- de las bandas espectrales individuales y, por tanto, sin poder decidir a partir de varias codificaciones posibles adecuadas para esta envolvente que codificacion esta presente en realidad.
En otras palabras, en concreto en el modo simple, se puede determinar la codificacion (solo) parcialmente, es decir, comprobarse si la codificacion de lectura se puede asignar a una cantidad parcial (es decir, familia) de codificaciones predeterminadas de billetes de banco reales, mientras que no se determina, de que codificacion exacta se trata.
Ejemplo:
Con el ejemplo de una caracteristica de seguridad -100- realizada de Eu: YVO4 (632 nm), Mn, Pb: CaSiO3 (610 nm) y Mn: KMgF3 (596 nm) con un espectro de solapamiento de 600 nm, las relaciones de cantidad de las sustancias individuales para diferentes codificaciones pueden ser elegidas de manera diferente.
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Un dispositivo de lectura de alta seguridad, que se emplea en un banco central y trabaja con una resolucion, por ejemplo, de 10 nm y, por lo tanto, puede diferenciar entre las bandas espectrales individuales de las tres sustancias, puede diferenciar con exactitud la relacion de las intensidades de serial de las tres longitudes de onda de bandas espectrales individuales de 596 nm, 632 nm y 610 nm. Debido a esto, con un dispositivo de lectura de este tipo, las codificaciones individuales, que son, por ejemplo, especificas para una denominacion, se pueden diferenciar.
Sin embargo, para bancos comerciales, por ejemplo, solo se proporcionan sensores tales que realizan mediciones o evaluan con una resolucion de solo 50 nm y que, por lo tanto, pueden determinar simplemente la presencia de una luminiscencia en la zona de aproximadamente 600 nm y, por lo tanto, la presencia de una codificacion posible para este sistema de codificacion, pero no son capaces de diferenciar entre las codificaciones individuales.
Tal como ya se ha mencionado, en el modo complejo, es decir, cuando se comprueban las zonas de un alto nivel de seguridad, se puede prever que el codigo exacto se determine midiendo la serial de respuesta -R- con la suficiente precision, de modo que pueda ser asignada a una codificacion predeterminada de billetes de banco reales o para determinar que no es una codificacion de billetes de banco reales.
Deteccion del rango de dos longitudes de onda
La medicion de la serial de respuesta -R- se puede realizar -independientemente de si se realiza en modo simplificado o complejo- en diferentes rangos de longitudes de onda.
La figura 3, por ejemplo, muestra los dos rangos de longitudes de onda -D1- y -D2-. La figura 3 muestra una representacion esquematica de otro ejemplo de una serial de respuesta -R-, es decir, la intensidad de la serial dependiente de la longitud de onda del espectro de emision de la caracteristica -100- cuando se excita respectivamente. Dicho espectro tiene bandas espectrales de luminiscencia -P- en ciertas longitudes de onda. Las bandas espectrales, tal como se muestra esquematicamente en la figura 3, son bandas espectrales idealizadas, sin ninguna anchura a lo largo del eje de la longitud de onda horizontal. Una respuesta real, segun el ejemplo de la figura 4, muestran bandas espectrales que, por supuesto, tienen una cierta anchura y se solapan espectralmente entre si.
Ejemplo:
La frontera entre los rangos de longitudes de onda -D1- y -D2- esta definida preferentemente por el borde de la banda de un detector de silicio. Este borde de la banda se encuentra aproximadamente a 1100 nm. Los detectores de silicio son facilmente accesibles y estan bien probados, mientras que, para longitudes de onda superiores por encima del borde de banda de los detectores de silicio, se tienen que emplear tecnologias de deteccion sustancialmente mas complicadas y costosas. Ademas, son de dificil acceso, lo cual es beneficioso para la proteccion contra la falsificacion.
La representacion simplificada de la serial de respuesta -R- se extiende preferentemente mas alla del borde de la banda de un detector de silicio.
En dichos casos, la unidad de sensor del detector se deberia adaptar (tanto cuando se usa en modo simplificado como en modo complejo), para poder leer completamente el espectro de longitudes de onda de la serial de respuesta -R-.
En el caso mencionado anteriormente de la representacion simplificada de la serial de respuesta -R-, un falsificador, que tiene un detector de silicio, mediria una caracteristica, cuya serial de respuesta tiene una envolvente de banda ancha, estando limitada esta ultima a la zona espectral en la que los detectores de silicio son sensibles.
En dicho caso, el falsificador ni siquiera seria capaz de medir completamente la representacion simplificada del espectro esperado.
Alternativamente, la representacion simplificada de la serial de respuesta -R- consta, por lo menos, de dos representaciones simplificadas de una serial de respuesta esperada, definiendose cada representacion simplificada esperada del espectro para un rango de longitudes de onda respectivo, preferentemente separados entre si.
Por ejemplo, es posible ver dos representaciones simplificadas, una situada en una primera zona por debajo de un valor umbral y la otra en una segunda zona por encima del valor umbral.
Ejemplo:
El valor umbral puede corresponder al borde de la banda de un detector de silicio habitualmente disponible.
El procedimiento descrito para el modo simplificado se puede llevar a cabo tambien con el modo complejo. Ademas
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de la dificultad para medir las bandas espectrales mas alia del borde de la banda de un detector de silicio, cada banda espectral individual tiene que ser medida adicionalmente como tal, de una manera resuelta en frecuencia.
En consecuencia, es posible almacenar una representacion compleja de la serial de respuesta -R- como un solo espectro, pero tambien como por lo menos dos representaciones complejas -D1-, -D2- de la serial de respuesta esperada con resolucion de alta frecuencia, definiendose cada representacion compleja de la respuesta para un cierto rango de longitudes de onda preferentemente separadas entre si.
Tal como ilustra adicionalmente la presente invencion, la figura 5 muestra esquematicamente el espectro de luminiscencia -R- de la misma caracteristica -100-, medible con dos detectores -30- diferentes con diferente resolucion espectral, es decir, la dependencia de la intensidad de radiacion medida -I- en la longitud de onda A de la radiacion luminiscente. La curva continua -15- muestra el espectro de luminiscencia -R- medido con mayor resolucion, y la curva de puntos -16-, el espectro de luminiscencia -R- medido con menor resolucion.
Ejemplo:
La caracteristica que se comprobara sera una mezcla de dos sustancias luminiscentes A y B. En la region espectral mostrada, la sustancia A, a modo de ejemplo, tendra un maximo principal en Aa1 y un maximo secundario en Aa2. La sustancia B en la region espectral mostrada tendra solamente un maximo unico a una longitud de onda Ab1, que en terminos espectrales solo estara ligeramente separada del maximo Aa1 de la componente A. En la zona de las longitudes de onda Aa1 y Ab1 las dos sustancias A y B tienen, de este modo, un espectro altamente solapado.
Este solapamiento espectral de las sustancias A y B conduce al hecho de que solo cuando se realiza una medicion con mayor resolucion, segun la curva -15-, se puede capturar la estructura fina de la curva de medicion en la zona de las longitudes de onda Aa1 y Ab1. Cuando se realiza una medicion segun la curva -16- con una menor resolucion, que no puede capturar las diferencias de la intensidad -I- en la zona entre las longitudes de onda Aa1 y Ab1 de manera resuelta, solo se mide la envolvente del espectro total -16-, sin poderse determinar cualquier detalle sobre la estructura fina del espectro, tal como por ejemplo los diferentes maximos en Aa y Ab.
Esto tiene el efecto, en concreto en el caso de la intensidad de luminiscencia de la sustancia B en la zona de la longitud de onda Ab1 que es significativamente inferior a la de la sustancia A en la zona de la longitud de onda Aa1, de que solo cuando se realiza una medicion con mayor resolucion (curva -15-) se puede diferenciar entre los casos de la sustancia de caracteristica comprobada que contienen no solo la sustancia A, sino tambien la sustancia B.
De este modo, preferentemente solo cuando se realiza la comprobacion de acuerdo con una categoria de seguridad mas alta, se efectuara una separacion espectral, es decir, una determinacion de los componentes individuales A, B en una caracteristica luminiscente que consiste en varias sustancias diferentes.
Si para los usuarios en zonas de categoria de alta seguridad se preven los dispositivos de lectura con mayor resolucion, y si para los usuarios en zonas con una categoria de seguridad inferior solo se preven los dispositivos de lectura con menor resolucion, entonces solo en aquellas zonas de utilizacion con una categoria de alta seguridad se puede realizar la diferenciacion entre las sustancias individuales A y B con un espectro altamente solapado, mientras que dicha diferenciacion no es posible con la menor resolucion segun la curva de medicion -16-. Esto conduce al hecho de que solo en las zonas de utilizacion con una categoria de alta seguridad se puede obtener la informacion sobre la existencia de dos sustancias A y B diferentes en los billetes de banco a controlar, mientras que por razones de menor precision de medicion en la zona con una categoria de seguridad inferior esta informacion no puede ser reconocida de manera inherente.
Si los diferentes dispositivos de lectura -1- para llevar a cabo el modo simple o complejo no solo realizaran mediciones con diferente resolucion espectral dependiendo de la categoria de seguridad, sino adicional o alternativamente tambien en otras regiones espectrales, con el ejemplo especial de la figura 5 se puede prever que solo un dispositivo de lectura -1- con categoria de alta seguridad pueda medir en un rango de longitudes de onda dAH, que pueda capturar el maximo principal AA1, AB1 asi como el maximo secundario AA2 que esta separado espectralmente de los mismos.
Contrariamente a lo anterior, se puede prever que todos los dispositivos de lectura -1- de una categoria de baja seguridad solo puedan realizar mediciones o evaluar en un rango de longitudes de onda menor dAN, en el que el maximo secundario de la longitud de onda AA2 no este contenido. Dado que dicho rango de medicion esta excluido, un falsificador no puede decidir a partir de otra quizas posible comparacion de las intensidades de los maximos en AA1 y AA2 ni la existencia real de la sustancia A ni la sustancia B. Esto solo seria posible si se pudiera determinar la relacion de intensidad (I(AA1) / I(AA2)), que cambia significativamente con la presencia o la ausencia de una adicion de la sustancia B. Debido al similar comportamiento espectral cuando se realiza una medicion con una baja resolucion y con el rango de medicion espectral restringido dAN, no es posible, en principio, una diferenciacion de las sustancias A y B.
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Debido a esto, la informacion de que la caracteristica de seguridad de un billete de banco real -BN- contiene ambas sustancias A y B y debe tener un maximo incluso con la longitud de onda Xa2, permanece restringida a la utilizacion en la zona de alta seguridad.
Ejemplo:
Si la caracteristica de seguridad -100- tiene, por ejemplo, entre otras cosas Mn: Zn2SiO4 con banda espectral a 520 nm y Ce: YPO4 con banda espectral a 380 nm, se puede prever que solo los dispositivos de lectura -1- de una categoria de alta seguridad de los bancos centrales realicen mediciones en ambos rangos de longitud de onda de 380 nm y 520 nm, mientras que en las maquinas expendedoras, por ejemplo solo se utilicen dispositivos de lectura de una categoria de baja seguridad, que realizan mediciones en un rango de 450 a 550 nm.
Debido a esto, el falsificador, que, como maximo, tiene acceso a dispositivos de lectura de una categoria de baja seguridad, no podra concluir la existencia de una adicion de Ce: YPO4, que emite a 380 nm, a partir de una evaluacion de las senales de dichos dispositivos de lectura.
Este ejemplo adicional muestra que la presente invencion es particularmente ventajosa para la comprobacion de las sustancias combinadas contenidas en el sustrato -10-, ya que la composicion exacta de dichas sustancias suele mantenerse en secreto mas especialmente, con el fin de dificultar la creacion de falsificaciones.
Procedimientos de comprobacion alternativos
En lo anterior, algunos procedimientos de comprobacion diferentes han sido ya descritos. Adicionalmente, sin embargo, se puede pensar en otras alternativas o enmiendas.
Segun una idea adicional de la presente invencion, se puede prever asimismo que en un detector -30- se lleve a cabo una comprobacion en varias etapas. Esto se puede efectuar, por ejemplo, evaluando la medicion en el modo simplificado con menor resolucion en una primera etapa y, en una etapa posterior, evaluando la medicion en el modo complejo con mayor resolucion.
En una primera etapa, por ejemplo, solo la envolvente -16- del espectro solapado se puede determinar con baja resolucion (segun una medicion en el modo simplificado), para realizar primeras evaluaciones. En cuanto a comprobar, por ejemplo, una caracteristica luminiscente -100- que consiste en varias sustancias A, B con bandas espectrales que se solapan, en una primera etapa solo se determinara la existencia general de sustancias luminiscentes tal como, por ejemplo, la existencia general de un cierto grupo de sustancias y/o codificaciones, que en esta etapa de comprobacion siguen siendo indeterminadas.
Esto se puede efectuar, por ejemplo, mediante la deteccion, por ejemplo, solo de la existencia de radiacion luminiscente en una region espectral especifica.
Si en dicha etapa no se miden las senales de respuesta esperadas, la comprobacion puede terminar.
De lo contrario, en una segunda etapa (segun una medicion en el modo complejo) se comprueba realmente el solapamiento de la senal de respuesta. Es decir, se determina si es realmente uno de los espectros predeterminados, cada uno de los cuales consiste en varios espectros individuales de las sustancias individuales de la caracteristica luminiscente, que se solapan entre si. Esto se puede efectuar, por ejemplo, mediante por lo menos una banda espectral o varias bandas espectrales de la senal de respuesta -R- (por ejemplo, segun una representacion compleja, las bandas espectrales unicas de la curva -15- de la figura 5) que se capturan y comprueban de una manera resuelta.
Ejemplo:
En lo anterior se ha descrito el ejemplo de una caracteristica de seguridad -100- que contiene Eu: YVO4 (632 nm), Mn, Pb: CaSiO3 (610 nm) y Mn: KMgF3 (596 nm), en la que la relacion de cantidad de las sustancias individuales para diferentes codificaciones se elige de manera diferente.
Se puede suponer que el dispositivo de lectura empleado en los bancos centrales tiene un espectrometro que funciona con una resolucion, por ejemplo, de 15 nm y, por lo tanto, puede diferenciar entre las bandas espectrales individuales de las tres sustancias. Ademas, puede tener un detector de banda ancha con un filtro que, por ejemplo, realiza mediciones integradas en el rango de 550 a 640 nm. A partir de la mera evaluacion rapida de la senal del detector de banda ancha se puede decidir que se trata de una falsificacion, si su senal se encuentra por debajo de un valor de referencia predeterminado. Entonces, ya no es necesaria la etapa subsiguiente, en la que se determinan de manera elaborada las intensidades de senal de los espectrometros en las tres longitudes de onda de las bandas espectrales individuales 596 nm, 632 nm y 610 nm y su relacion entre si. Debido a esto, la evaluacion se puede acelerar.
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Ademas, en lo anterior se menciono que las mediciones en modo simple o complejo se pueden llevar a cabo en varias regiones espectrales diferentes. En concreto, en este caso no solo se puede prever que la excitacion para todos los rangos de longitud de onda de luminiscencia se efectue con diferentes longitudes de onda de excitacion, sino tambien se puede prever que la excitacion para todos los rangos de longitud de onda de luminiscencia se efectue con la misma longitud de onda de excitacion.
Ademas, tambien se puede prever que los espectros de excitacion esten codificados, es decir, que la fuente de luz -20- no emita senales constantes, sino una radiacion de excitacion -E- modulada de manera oportuna. Con ello tambien se modulan las senales de respuesta -R- de una manera que es caracteristica para las sustancias de caracteristicas individuales o las combinaciones de sustancias de la caracteristica.
Ademas, se hara hincapie en que, por ejemplo, tambien con la medicion en el modo complejo se puede combinar una medicion de alta resolucion en un rango de longitudes de onda con una medicion de resolucion inferior en otro rango de longitudes de onda. Esto se puede emplear, por ejemplo, para determinar individualmente solo ciertas sustancias de caracteristicas particularmente significativas dentro de una combinacion de sustancias que forman la caracteristica luminiscente -100-.
Tal como ya se ha explicado con detalle en lo anterior, para diferentes zonas de categorias de seguridad se proporcionan diferentes detectores. En una zona de baja seguridad, la comprobacion se puede efectuar solo en un modo simple, por ejemplo, solo se comprueba la envolvente de la senal de respuesta -R-, mientras que en la zona de alta seguridad con un modo complejo se pueden determinar tambien, por ejemplo, bandas espectrales individuales -P- de la senal de respuesta -R- que no son reconocibles cuando se mide la envolvente.
No obstante, tambien se puede disponer que, dependiendo de la zona de utilizacion o de la categoria de seguridad pertinente, se compruebe otra propiedad de la misma caracteristica -100-.
Ejemplo:
Se puede prever que con una utilizacion en una zona de seguridad baja, tal como por ejemplo en una maquina expendedora, solo se puedan comprobar ciertas propiedades opticas de la sustancia caracteristica, tales como, por ejemplo, la envolvente de la senal luminiscente, mientras que, en las zonas de alta seguridad, es decir, por ejemplo, en bancos centrales, tambien se comprueben otras propiedades opticas y/u otras propiedades, tales como por ejemplo las propiedades magneticas, de la caracteristica de seguridad -100-.
De este modo, por ejemplo, cuando se combina una comprobacion de luminiscencia con una comprobacion magnetica, solo el dispositivo de lectura -1- con una categoria de seguridad superior puede llevar a cabo esta medicion de magnetismo, o con una precision mayor que el dispositivo de lectura de una categoria de seguridad inferior.
Tal como ya se ha mencionado, la medicion se puede efectuar de diferentes maneras, no solo mediante la medicion con diferentes precisiones, tal como con diferente resolucion espectral, o en diferentes regiones espectrales. Dependiendo de la categoria de seguridad, tambien se puede efectuar una medicion en diferentes zonas de la superficie del billete de banco.

Claims (15)

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    REIVINDICACIONES
    1. Caracteristica de seguridad luminiscente (100) para mejorar el nivel de seguridad de un sustrato, siendo capaz de emitir una respuesta de luminiscencia con informacion, en la que la caracteristica de seguridad comprende una mezcla de por lo menos dos materiales luminiscentes que producen bandas espectrales (P) solapadas correspondientes, como respuesta (R) a una radiacion de excitacion (E), caracterizada por que cada material luminiscente es un pigmento en polvo y comprende una matriz y por lo menos un luminoforo embebido en la matriz, y por que los materiales luminiscentes tienen diferentes luminoforos pero la misma matriz, o tienen matrices diferentes pero el mismo luminoforo.
  2. 2. Caracteristica segun la reivindicacion 1, caracterizada por que las diferentes matrices se fabrican sustancialmente a partir de los mismos elementos quimicos y tienen configuraciones cristalograficas diferentes.
  3. 3. Caracteristica segun la reivindicacion 1, caracterizada por que las diferentes matrices tienen sustancialmente la misma configuracion cristalografica, pero son fabricadas a partir de diferentes elementos quimicos.
  4. 4. Caracteristica segun por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que la caracteristica comprende por lo menos una matriz simulada inactiva que no esta combinada con un luminoforo, o que esta combinada con un luminoforo de tal manera que este luminoforo no muestra ninguna propiedad luminiscente, de tal manera que la matriz simulada inactiva no muestra ningun efecto de luminiscencia tras una irradiacion.
  5. 5. Caracteristica segun la reivindicacion 4, caracterizada por que la matriz o matrices simuladas inactivas son diferentes de la matriz o matrices combinadas con un luminoforo.
  6. 6. Caracteristica segun por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que la caracteristica comprende por lo menos dos matrices simuladas inactivas, por lo que las matrices simuladas inactivas forman un codigo.
  7. 7. Caracteristica segun por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por que por lo menos algunas bandas espectrales del material luminiscente forman un codigo.
  8. 8. Caracteristica segun por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por que tras una excitacion, la caracteristica emite parcialmente en el rango espectral por debajo del borde de banda de un detector de silicio, y parcialmente en el rango espectral por encima del borde de banda de un detector de silicio.
  9. 9. Sustrato (10) que tiene una caracteristica de seguridad luminiscente (100) segun por lo menos una de las reivindicaciones 1 a 8.
  10. 10. Sistema de documentos de valor, en concreto un sistema de divisas, que comprende una gran cantidad de documentos individuales que se subdividen en subgrupos definidos, en el que cada subgrupo tiene una codificacion espectral invisible pero legible por una maquina, que esta formada por una caracteristica de seguridad luminiscente y, ademas, en el que la codificacion es comun para todos los documentos individuales de dicho subgrupo, y las codificaciones de diferentes subgrupos son diferentes entre si, caracterizado por que la caracteristica de seguridad luminiscente es una caracteristica de seguridad luminiscente (100) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
  11. 11. Procedimiento para producir la caracteristica de seguridad luminiscente segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende:
    - sintetizar por separado, por lo menos, dos materiales luminiscentes que tienen bandas espectrales superpuestas (P), en los que cada material luminiscente comprende una matriz y por lo menos un luminoforo embebido en la matriz, en los que los materiales luminiscentes tienen diferentes luminoforos, pero tienen la misma matriz, o tienen matrices diferentes pero los mismos luminoforos,
    - moler los materiales hasta conseguir pigmentos en polvo que tengan el tamano deseado, y
    - mezclar los pigmentos para obtener una mezcla homogenea.
  12. 12. Procedimiento de fabricacion del sustrato segun la reivindicacion 9, que comprende fabricar la caracteristica de seguridad luminiscente segun el procedimiento de la reivindicacion 11, y depositar la mezcla de pigmentos en y/o sobre el sustrato (10).
  13. 13. Procedimiento para fabricar el sistema de documentos de valor segun la reivindicacion 10, que comprende:
    - seleccionar una caracteristica de seguridad luminiscente fabricada segun el procedimiento de la reivindicacion 11, comprendiendo la caracteristica de seguridad luminiscente por lo menos dos materiales luminiscentes para cada
    subgrupo, para formar una codificacion que es especifica para el respectivo subgrupo y
    - depositar los materiales seleccionados especificamente para dichos subgrupos en y/o sobre los documentos individuales de dichos subgrupos respectivos.
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  14. 14. Procedimiento segun la reivindicacion 13, caracterizado por que la etapa de deposicion se controla midiendo la codificacion.
  15. 15. Procedimiento segun la reivindicacion 14, caracterizado por que en funcion de los resultados de la 10 monitorizacion se ajusta la dosificacion de los materiales luminiscentes.
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