ITRM20080218A1 - Metodo di scrittura invisibile basato su litografia di materiali luminescenti, relativo metodo di lettura e sistema di marchiatura anti-contraffazione. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

A corredo di una domanda di Brevetto per Invenzione avente per titolo:

“Metodo di scrittura invisibile basato su litografia di materiali luminescenti, relativo metodo di lettura e sistema di marchiatura anti-contraffazione”

L’invenzione riguarda un metodo di scrittura invisibile basato su litografia di materiali luminescenti, relativo metodo di lettura e sistema di marchiatura anti-contraffazione.

Più in particolare, l’invenzione riguarda un metodo e sistema basato su una nuova tecnica anticontraffazione di tipologia cosiddetta “watermarking” che usa una tecnologia di scrittura invisibile tramite litografia su supporto luminescente. Preferibilmente, è usata radiazione elettromagnetica nell’intervallo spettrale compreso tra estremoultravioletto (EUV) e raggi-X. Si tratta di una tecnica anti-contraffazione assolutamente nuova, di difficile falsificazione e con coefficiente di sicurezza scalabile secondo le esigenze.

Con il termine “watermarking” si intende la tecnica di marchiatura digitale invisibile (traceless), utilizzata per ottenere la certezza dell’autenticità, dell’identificazione e della provenienza di un documento o di un oggetto.

L’applicazione più diffusa della tecnologia di watermarking consiste nell’apporre all’interno dell’immagine (marchio) una serie di informazioni invisibili all’occhio umano. Le informazioni possono riguardare, ad esempio, il produttore, il titolare del copyright, la data della transazione, un numero progressivo di identificazione, la destinazione.

L’applicazione più comune del watermarking è ai fini di anti-contraffazione di oggetti (commerciali, artistici, banconote o sistemi elettronici di pagamento), oppure di documenti e carte ottico-magnetiche di riconoscimento e/o di accesso a luoghi riservati, oppure di controllo qualità e/o identificazione e/o tracciabilità.

Nel caso di documenti digitali, l’inserimento del marchio avviene tramite un software, un ologramma oppure un plug-in per i programmi di fotoritocco, forniti dalla società produttrice di watermarking che riconosce i formati più diffusi di compressione delle immagini e crea un marchio resistente alle modifiche apportate all’immagine stessa.

E’ possibile applicare la stessa tecnologia sia per i documenti digitali, sia per quelli cartacei, in cui è importante certificare l’autenticità (documenti di riconoscimento, passaporti) o la provenienza (documenti provenienti da studi legali o studi medici), o infine per le etichette e gli involucri di qualsiasi prodotto commerciale.

Esistono diversi tipi di watermarking oltre a quello per immagini, che si applicano a documenti video, audio, ai CD, o tramite apposizione di marchi invisibili sul prodotto o sull’involucro, in modo che il contenuto autentico sia ricostruibile anche dall’analisi del packaging.

Parallelamente allo sviluppo di sistemi di watermarking i contraffattori hanno raffinato le capacità di riconoscere la chiave di lettura del marchio digitale, riproducendolo su documenti/oggetti da falsificare. In pratica, la chiave digitale viene trovata tramite opportuno software per decodificare le immagini. Nemmeno le tecniche visibili e semi-visibili complementari al watermarking attualmente in uso (inchiostri fluorescenti e termocromatici, demetallizzazione, radiofrequenza, microtesti e ologrammi) offrono una difficoltà elevata di alterazione o imitazione.

La conseguenza è che ad oggi non vi è assoluta certezza che i documenti/oggetti/carte magnetiche protetti da watermarking siano davvero originali.

Esistono numerosi brevetti che riguardano l’utilizzo di supporti luminescenti come “storage systems” di immagini e dati. D’altronde, la possibilità di creare centri di colore tramite irraggiamento di particolari materiali luminescenti è nota da diversi decenni agli esperti di fluorescenza e materiali, e da molti anni la creazione di centri di colore si è evoluta verso la scrittura di pattern luminescenti atti a immagazzinare immagini e dati.

Un primo esempio è il documento US 5,581,499 “Micro information storage system” depositato il 3 Dicembre 1996. In questo trovato, una generica radiazione ionizzante scrive disegni su un cristallo luminescente di fluoruro di cadmio (CdF) creando centri di colore. L’informazione immagazzinata nei centri di colore viene rivelata da luce visibile luminescente emessa dagli stessi centri di colore eccitati da luce visibile o ultravioletta. Inoltre, un opportuno drogaggio del CdF permette la scrittura-lettura anche usando fasci di elettroni. Le applicazioni previste dal brevetto in questione sono esclusivamente di scrittura di pattern micrometrici a scopo di immagazzinare informazioni di vario tipo.

Un altro documento pertinente è il US 6,663,960 “Fluorescent particles, method for preparing the same and paper preventing forgery using the fluorescent particle”. In questo trovato viene descritto un sistema per la realizzazione di particelle fluorescenti da inglobare su substrati cartacei, in modo da consentire di riconoscere se la carta risulta autentica o contraffatta. Questo brevetto ha uno scopo di anticontraffazione simile al nostro trovato, ma le due tecniche sono totalmente diverse. Il brevetto in questione prevede la dispersione di singole particelle, inglobate in un materiale granulare, sulla carta, e solo sulla carta, di cui si vuole garantire l’autenticità. Nel nostro caso, invece, non ci sono particelle fluorescenti, bensì centri di colore in un materiale del tutto omogeneo che va posto sull’oggetto da preservare (sia esso cartaceo o di qualsiasi altro materiale) ed inoltre l’informazione inserita nel materiale viene realizzata tramite un sistema di scrittura totalmente estraneo al brevetto citato.

Non da ultimo, il documento IT 1.337.672, con il suo corrispondente statunitense US2006/0165216, “Metodo di rivelazione di immagini micrometriche e sub-micrometriche ottenute mediante radiazioni ionizzanti”, depositato il 2 Luglio 2002. In questo trovato, viene utilizzato un apparato sperimentale simile a quello schematizzato in figura 1 per rivelare immagini di campioni biologici ad elevata risoluzione spaziale su film o cristalli di fluoruro di litio (LiF). Il sistema prevede la proiezione di campioni (biologici) a contatto con il LiF, per l’ottenimento di microradiografie con definizione superiore. Le applicazioni previste dal brevetto in questione sono appunto limitate alla microscopia a raggi X di campioni biologici, a microradiografie di insetti e alla scrittura di pattern micrometrici e sub-micrometrici posti comunque a contatto con il LiF. Nessun accenno è fatto sulla possibile applicazione come watermarking/traceless o altra tecnica anti-contraffazione. Del resto nel caso descritto lo scopo era vedere meglio qualcosa e non nasconderlo.

Scopo della presente invenzione, è quello di fornire un metodo di scrittura invisibile basato su litografia di materiali luminescenti che risolva i problemi e superi gli inconvenienti della tecnica anteriore.

E’ ulteriore scopo specifico della presente invenzione quello di fornire un metodo di lettura di litografie di materiali luminescenti che sia relativo al metodo di scrittura oggetto della presente invenzione, risolva i problemi e superi gli inconvenienti della tecnica anteriore.

E’ ancora specifico scopo della presente invenzione un sistema di marchiatura anti-contraffazione, che faccia uso ed implementi i metodi di scrittura e di lettura oggetto dell’invenzione.

E’ oggetto della presente invenzione un metodo di scrittura invisibile basato su litografia di materiali luminescenti come descritto in una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 15.

E’ ulteriore oggetto specifico della presente invenzione un metodo di lettura di litografie di materiali luminescenti come descritto in una qualsiasi delle rivendicazioni da 16 a 19.

E’ ancora specifico oggetto della presente invenzione un sistema di marchiatura anticontraffazione come descritto nella rivendicazione 20.

L’invenzione verrà ora descritta a titolo illustrativo ma non limitativo, con particolare riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui:

- la figura 1 mostra in a) uno schema per la scrittura di un’immagine luminescente su LiF tramite radiazione ionizzante filtrata da maschera, ed in b) un sistema di lettura dell’immagine, secondo l’invenzione;

- la figura 2 mostra in a) un dettaglio dell’immagine fluorescente della maschera impressa sul LiF a contatto, osservata al microscopio ottico provvisto di rivelatore CCD utilizzando lo schema di figura 1b; in b) un dettaglio dell’immagine della stessa maschera impressa sul LiF posto a 26 mm di distanza, e quindi sfocata, in entrambe le foto essendo stato utilizzato un obiettivo 20X, la barra di scala spaziale essendo pari a 0,25 mm;

- la figura 3 mostra in a) un disegno originale, in b) una matrice di punti da scrivere sul film luminescente corrispondente alla trasformata di a) con aggiunta di rumore di fondo, in c) la ricostruzione tramite antitrasformata della matrice in b);

- la figura 4 mostra in a) un’immagine originale (40 × 20 pixel), in b) la matrice dell’immagine codificata usando il 3% dei parametri e una dinamica di 4 livelli di grigio, in c) l’immagine ripresa dalla webcam e digitalizzata (456 × 392 pixel): i due pixel bianchi sulla prima riga sono stati aggiunti per consentire il riconoscimento del pattern da parte del software di decodifica, in d) il riconoscimento del pattern e costruzione di una matrice di pixel, in e) l’immagine decodificata tramite antitrasformata. Per ovviare ai problemi della tecnica nota, nel seguito viene descritta una nuova tecnica traceless/watermarking che utilizza un processo fisico (non digitale) di scrittura tramite litografia ottica con radiazione (ad esempio radiazione elettromagnetica con spettro di emissione tipicamente compreso tra estremo ultravioletto e raggi X) incidente su supporto fotoluminescente. Alla scrittura fisica possono essere associate tecniche software di codificadecodifica.

Si tratta di una tecnica anti-contraffazione assolutamente nuova, la cui falsificazione presenta difficoltà pressoché insormontabili e con coefficiente di sicurezza scalabile a seconda delle esigenze.

E’ nota l’induzione di colorazione controllata di materiali luminescenti come ad esempio il fluoruro di litio (LiF) tramite irraggiamento con impulsi di radiazione ionizzante (raggi X ed EUV) emessi da una sorgente Laser-plasma. Nel seguito gli esempi verranno illustrati solo in riferimento al LiF, ma è chiaro che lo stesso concetto tecnico si applica ad altri materiali.

Il LiF è un sale trasparente con una capacità di luminescenza molto bassa. Se irraggiato con radiazione ionizzante, nel LiF si attivano i cosiddetti “centri di colore”, vacanze anioniche localizzate nei reticoli del materiale, nelle quali viene catturato un elettrone. I centri di colore, quando illuminati da luce blu, emettono luce nella regione spettrale visibile compresa tra il verde e il rosso. In particolare, l’irraggiamento con radiazione EUV o raggi X tramite una opportuna maschera può generare nel LiF un disegno luminescente con elevata risoluzione spaziale, grazie alla piccola lunghezza d’onda della radiazione utilizzata e alla dimensione atomica dei centri di colore. Inoltre, essendo la lunghezza di penetrazione della radiazione EUV nel LiF molto piccola (circa 20 nanometri), è possibile ottenere questi disegni luminescenti su film sottilissimi e flessibili di LiF.

Lo schema di scrittura e di lettura del disegno invisibile su LiF è illustrato in figura 1.

Il concetto tecnico di base è quello di scrivere tramite radiazione ionizzante un disegno-replica della maschera 12 sul film sottile 11 di LiF (figura 1a) che può essere applicato al documento/oggetto a fini anti-contraffattivi. Per opportune dosi di energia radiante 13 assorbita nel LiF, il disegno è invisibile sia ad occhio nudo sia dopo qualsiasi trattamento di elaborazione e decodifica-immagine utilizzata dai contraffattori (filtri digitali, software dedicati). Il sistema secondo l’invenzione, infatti, prevede una lettura “fisica” (non digitale) del disegno, impossibile da effettuare senza conoscere la tecnica e senza gli strumenti adatti. La verifica dell’autenticità si ottiene tramite il sistema di lettura dell’immagine fluorescente alla luce blu (figura 1b), comprendente un filtro giallo 22 interposto tra il film di LiF 11 e la telecamera CCD 23, e tramite diversi sistemi di codifica/decodifica, come dettagliato nel seguito.

Il sistema anti-contraffazione secondo l’invenzione è basato su un dispositivo di scrittura ed uno di lettura.

Il dispositivo di scrittura imprime un disegno su supporto luminescente (ad esempio LiF, CdF, oppure BaFBr:Eu2+ e più in generale qualsiasi materiale cosiddetto a “luminescenza fotostimolabile” in cui cationi Ce3+ oppure Eu2+ sono inclusi in vetri silicati, borati, fosfati, alogenuri o in una miscela di tali vetri) tramite litografia a contatto o litografia in proiezione mediante radiazione ionizzante e l’uso eventuale di una o più maschere, poste rispettivamente a contatto o a distanza dallo stesso materiale luminescente.

E’ qui da specificare che, sebbene in fisica dei materiali il LiF non sia ricompreso nei materiali fotoluminescenti, pure esso è considerato tale ai fini della presente invenzione, essendo un materiale che reagisce appunto alla stimolazione luminosa nel senso dell’invenzione.

La densità di energia totale rilasciata al materiale luminescente dovrà essere minore di quella necessaria a creare un disegno visibile a luce ambiente (naturale e artificiale) e maggiore di quella necessaria per creare centri di colore, che poi possano emettere luce in sé percepibile ad occhio nudo quando investiti da radiazione luminosa nella loro banda di assorbimento. L’espressione “in sé percepibile” tiene conto del fatto che la luce emessa potrebbe essere coperta da rumore ambientale o altro, che però è facilmente rimovibile attraverso filtri (si veda più avanti).

La zona di irraggiamento ottimale è quella che garantisce un’assoluta invisibilità del disegno osservando il materiale luminescente a luce ambiente e viceversa la visibilità dello stesso disegno quando, secondo lo schema riportato in figura 1b, il materiale irraggiato è illuminato da luce blu e osservato interponendo un filtro giallo (o più in generale, per altri disposizioni possibili, in grado di trasmettere lo spettro di emissione dei centri di colore) tra il LiF e il sistema di lettura (ad esempio microscopio, CCD, macchina fotografica, cellulare provvisto di fotocamera). Tale densità di energia radiante è compresa tra 0,01 J/cm<2>e 10 J/cm<2>.

Il vantaggio di usare un materiale luminescente come il LiF consiste, tra l’altro, nella sua elevata dinamica e linearità di risposta di tale mezzo rispetto alla dose di radiazione usata per generare i centri di colore. Ciò consente di poter rappresentare un’immagine non solamente tramite sequenze digitali di ‘0’ e ‘1’, come avviene con altri sistemi anticontraffazione che usano una tecnica traceless, ma anche associando ad ogni settore irraggiato una luminosità che può variare entro un largo spettro di valori.

Allo scopo di celare ulteriormente il disegno, possono essere utilizzati vari metodi di codifica/decodifica: a titolo esplicativo, tre metodi sono brevemente descritti nel seguito.

A) Sempre tenendo conto del fatto che l’immagine scritta è invisibile ad occhio nudo, vi sono più metodi possibili per rendere l’immagine letta priva di significato senza una decodifica. In questi casi, l’immagine letta con gli appositi strumenti è ancora una immagine riconoscibile (ad esempio un marchio o un codice a barre o un codice alfanumerico oppure un’immagine in toni di grigio) ma deve essere confrontata con una o più immagini di riferimento per stabilirne l’originalità. Nel caso dei toni di grigio, ad esempio, un semplice software può confrontare i valori predeterminati con i valori letti e decidere sulla corrispondenza o meno delle matrici.

B) Un secondo sistema, ancora più sicuro, prevede che durante la scrittura del disegno la maschera sia posta a una certa distanza dal film di LiF. A causa della diffrazione, sul LiF viene scritto un disegno sfocato della maschera, e tale apparirà al sistema di lettura. Per ottenere la replica della maschera, l’immagine sfocata deve essere elaborata tramite opportuno software che, conosciute le distanze tra sorgente, maschera e LiF, tenga conto dell’effetto di diffrazione. In questo processo di ricostruzione, l’elevata dinamica di contrasto del LiF (10 - 12 bit) gioca un ruolo fondamentale. Una volta ricostruita l’immagine ‘a fuoco’ della maschera, si procede come nel caso precedente per la decodifica. In questo secondo sistema di scrittura il disegno risulta illeggibile anche al contraffattore che per assurdo conosca la tecnologia e abbia gli strumenti di lettura. Infatti, non conoscendo a-priori le distanze relative sorgente-maschera-LiF e la potenza della sorgente non è possibile ricostruire l’immagine della maschera stessa.

C) Un terzo sistema prevede che la maschera a contatto usata nella scrittura replichi una matrice di punti derivata da una trasformata matematica del disegno-marchio originale. Una volta acquisita dal sistema di lettura, la matrice di punti viene elaborata da un software ad hoc che consente la ricostruzione del vero disegno tramite opportuna anti-trasformata. In questo terzo sistema di scrittura, analogamente al sistema di cui al punto B), il disegno non appare nemmeno a chi conosce il sistema di lettura. Solo una specifica elaborazione matematica consente di riottenere il disegno/logo/marchio/codice originale.

Ovviamente, il contraffattore può provare a ignorare il “vero” disegno, e tentare di riprodurre direttamente la matrice che, per assurdo, sia riuscito a leggere. In questo caso interviene la sicurezza di una tecnologia di scrittura costosa e, di fatto, troppo complessa da poter essere tentata con successo. Infatti, oltre alla difficoltà di trovare il valore di densità di energia elettromagnetica ottimale per scrivere il disegno invisibile, la complessità del sistema di scrittura con radiazione ionizzante può essere aumentata a piacere fino a renderla virtualmente inimitabile; è possibile ad esempio proiettare il disegno della maschera attraverso speciali ottiche per EUV anziché tramite la semplice riproduzione “a contatto” illustrata in figura 1, consentendo di creare un numero praticamente illimitato di differenti disegni dalla stessa maschera.

In definitiva, il film di LiF o altro materiale luminescente con impresso il disegno watermarking diventa un’etichetta che può essere fissata all’oggetto e/o involucro da proteggere e/o identificare tramite opportuno adesivo. In caso di possibile esposizione dell’etichetta anticontraffazione ad abrasione, umidità, contatto con acqua o altri agenti chimici e/o meccanici aggressivi, la stessa può essere protetta mediante deposizione di un film sottile a base di silicio o altro materiale trasparente e resistente, aumentandone la durabilità e la resistenza ad agenti esterni.

Inoltre, è possibile modulare la tecnologia del presente trovato a scenari ed esigenze molto diversi.

Ad esempio, la scrittura del disegno può essere limitata a superfici molto piccole, pari a frazioni di millimetro quadrato, rendendo indispensabile l’uso di un microscopio per la lettura (apparato di lettura complesso e in loco) ovvero estendere il disegno a superfici ampie dell’ordine di qualche centimetro quadrato, rendendo possibile l’acquisizione dell’immagine (sempre con lo schema di figura 1b) tramite telefono cellulare fornito di fotocamera, in modo da poter inviare l’immagine per decodifica e controllo ad un sistema cellulare-PC o palmare remoto (apparato di lettura semplice e remoto).

In definitiva, il presente trovato rappresenta un problema inestricabile per il contraffattore: infatti, la tecnologia di scrittura-lettura tramite radiazione ionizzante su film luminescente è conosciuta solo in una ristretta cerchia di specialisti; la matrice di pixel che nasconde il disegno-marchio è estremamente difficile (e costosa) da scrivere, difficile da leggere, complessa da decodificare. Di fatto, nell’attuale stato dell’arte non esistono tecnologie anti-contraffazione aventi un’analoga sicurezza intrinseca sia nella fase di scrittura che in quella di lettura.

Esempi di applicazione su prototipi

La fattibilità della scrittura su supporto luminescente di una immagine invisibile tramite radiazione ionizzante, seguendo lo schema riportato in figura 1, è stata sperimentata con successo. La radiazione impulsata nell’EUV, generata da una sorgenta laser-plasma, è stata inviata su due film sottili di LiF interponendo una maschera tra sorgente e film, rispettivamente a contatto ed a 26 mm di distanza dal film stesso. Tramite lo schema di figura 1b abbiamo estratto le relative immagini della maschera, come mostrato in figura 2. Di fatto, le figure 2a e 2b so no esempi rispettivamente del sistema A) e del sistema B) di cui al paragrafo precedente.

E’ importante sottolineare che entrambe le immagini in figura 2 sono invisibili a occhio nudo e al microscopio, e diventano visibili solo dopo opportuna illuminazione e filtraggio come schematizzato in figura 1b. Si può notare che l’immagine sfocata è irriconoscibile rispetto all’immagine originale.

L’immagine originale si ottiene, conoscendo i relativi parametri di scrittura, con un adeguato software basato su tecniche di ricostruzione ottica.

Per quanto concerne il sistema C) di cui sopra, la tecnica di decodifica dell’immagine della maschera a contatto dipende dalla potenza della radiazione elettromagnetica ovvero dalla velocità di scrittura richiesta dall’applicazione industriale.

Discutiamo separatamente due casi estremi.

Se la sorgente di radiazione è potente e/o non è richiesta la produzione di un elevato numero di etichette anti-contraffazione, si può pensare ad una matrice di pixel estesa.

La figura 3a mostra un disegno complesso, costituito da diversi toni di grigio. Nella figura 3b è riprodotta la matrice di una particolare trasformata matematica (coseno discreto) in cui sono immagazzinate tutte le informazioni relative al disegno di figura 3a. Questa è la matrice di pixel che viene scritta sul film luminescente. Inoltre, nella figura 3b è stato aggiunto un rumore di fondo atto a simulare un disturbo del segnale nel caso il disegno-matrice in questione sia inviato per un controllo remoto tramite telefono mobile con tecnologia MMS (Multimedia Messaging Service). Nella figura 3c è la ricostruzione del disegno originale tramite antitrasformata del disegno b) impresso sul film luminescente. Si può apprezzare che il rumore di fondo non impedisce il riconoscimento univoco dell’immagine originale.

Viceversa, nel caso in cui la sorgente emetta radiazione di bassa potenza media e/o sia richiesta la produzione di un elevato numero di etichette anticontraffazione, allora è necessario ridurre il numero di punti della matrice da scrivere sul film luminescente. Questa riduzione di punti corrisponde ad una riduzione di informazioni che andrà a scapito della qualità del disegno riprodotto tramite antitrasformata della matrice di punti. E’ possibile realizzare uno studio di ottimizzazione per trovare il compromesso ottimale tra numero di punti e riconoscimento univoco dell’immagine ricostruita.

La figura 4 riporta un esempio di questo studio di ottimizzazione. La figura 4a mostra il disegno di un piccolo (40 × 20 pixel) logo, una stella. Il disegno è stato codificato tramite trasformata matematica con drastico abbattimento del numero di parametri (viene usato solo il 3% dei parametri originali) e riduzione della dinamica, ottenendo una matrice, mostrata in figura 4b, in cui ogni pixel rappresenta un parametro in termini di luminosità. La matrice è stata fotografata tramite una webcam commerciale e quindi digitalizzata in formato bitmap a 256 toni di grigio (vedi figura 4c). Quindi, un software dedicato ha provveduto al riconoscimento del disegno della matrice e alla normalizzazione della luminosità (inserimento dei toni di grigio in una matrice di pixel) come mostrato in figura 4d. Infine, la decodifica della matrice di pixel ha consentito la ricostruzione della figura come mostrato in figura 4e.

Si può notare come il drastico abbattimento del numero di pixel abbia portato ad una sensibile perdita di informazioni e di conseguenza ad una immagine ricostruita poco nitida, pur se ancora riconoscibile in modo non ambiguo. Bisogna tuttavia tenere conto che l’abbattimento del numero dei parametri della trasformata se, da un lato, comporta una riduzione della qualità dell’immagine ricostruita, dall’altro consente di ridurre drasticamente i tempi di scrittura/lettura della matrice e di rendere meno sensibile il sistema ad errori sia durante il processo di formazione dell’immagine sia durante quello della sua ricostruzione.

L’utilizzo del LiF quale materiale luminescente è particolarmente preferito a causa del suo basso costo e della sua elevata dinamica di contrasto e della sua linearità di risposta rispetto alla dose di radiazione usata per generare i centri di colore, nonché della durabilità nel tempo dei centri di colore generati dalla radiazione ionizzante.

Inoltre, al posto della radiazione elettromagnetica può essere utilizzata un’altra radiazione ionizzante, quale ad esempio un fascio di elettroni. Gli elettroni possono essere inviati come un pennello di elettroni che va a scrivere direttamente l’immagine senza bisogno di interporre una maschera.

Ancora, secondo una preferita forma di realizzazione della presente invenzione, la formazione dell’immagine punto a punto viene effettuata muovendo la maschera in proiezione o in trasmissione o a contatto e mantenendo fisso il materiale luminescente o, viceversa, muovendo il materiale luminescente mantenendo fissa la maschera, sia essa in proiezione o in trasmissione o a contatto, oppure secondo una combinazione dei due metodi.

Questa ultima forma di realizzazione tiene conto del fatto che la sorgente di radiazione ionizzante è impulsata. La densità dei centri di colore è quindi modulata punto a punto facendo passare la radiazione attraverso la maschera solo per un numero determinato di impulsi e poi spostando la stessa maschera, ottenendo così una densità variabile a seconda del punto considerato. Naturalmente, essendo il movimento relativo, si ottiene lo stesso effetto con il movimento del substrato o con il movimento di entrambi.

Numerosi settori industriali soffrono del problema della contraffazione: tessile, carte magnetiche, farmaceutico, orologi, parti di ricambio di automobili. La contraffazione è un vecchio e serio problema a livello mondiale. Vecchio perché esiste da sempre, anche se in passato aveva dimensioni minori, e non è mai stata trovata una soluzione definitiva. Serio per le sue dimensioni: una tipica figura di merito indica che la contraffazione di beni ammonta a circa il 5 - 7% del commercio mondiale. Ovviamente è difficile quantificare il problema, ma un recente rapporto dell’Organizzazione per la Cooperazione Economica e Sviluppo (OECD) fornisce una stima conservativa del valore dei beni contraffatti pari a 200 miliardi di dollari nell’anno 2005 (http://www.oecd.org/dataoecd/13/12/38707619.pdf).

Il trovato descritto in questa sede presenta caratteristiche innovative e di maggiore sicurezza intrinseca rispetto allo stato dell’arte nel campo delle tecnologie anti-contraffazione. Inoltre, la tecnologia associata può essere applicata a qualsiasi oggetto, documento o carta magnetica, rendendo il trovato ubiquitario e versatile rispetto ai diversi scenari in cui si richiede la tracciabilità, l’identificazione, la liceità della distribuzione e l’autenticità dell’oggetto/documento.

Tenendo conto dell’ampia platea delle categorie interessate ad un sistema anti-contraffazione davvero efficace (Pubblica Amministrazione, Proprietari dei marchi, Partners nella supply chain, Distributori, Terzisti, Dogane, Polizia, Uffici Legali, Magistratura, ecc.) le prospettive industriali del presente trovato sono assai rilevanti.

In conclusione, il trovato oggetto della presente proposta brevettuale risulta innovativo e più efficace rispetto allo stato dell’arte dei sistemi anti-contraffazione similari in scopo.

In quel che precede sono state descritte le preferite forme di realizzazione e sono state suggerite delle varianti della presente invenzione, ma è da intendersi che gli esperti del ramo potranno apportare modificazioni e cambiamenti senza con ciò uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims (20)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo di scrittura invisibile basato su litografia di materiali luminescenti, caratterizzato dal fatto di irraggiare un materiale luminescente (11), ovvero a luminescenza fotostimolabile, tramite radiazione ionizzante (13) in modo tale da formare sul materiale un tracciato di centri di colore corrispondente ad un’immagine predeterminata, l’irraggiamento avvenendo con una densità di energia radiante compresa tra 0,01 J/cm<2>e 10 J/cm<2>e tale da ottenere una densità di centri di colore sufficientemente bassa da corrispondere ad una immagine predeterminata latente, ovvero non visibile ad occhio nudo, ma sufficientemente alta affinché detti centri di colore, investiti da radiazione luminosa di eccitazione nella relativa banda di assorbimento, emettano luce visibile in sé percepibile ad occhio nudo.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la radiazione ionizzante è radiazione elettromagnetica.
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la radiazione elettromagnetica ha lunghezza d’onda comprese tra 1 nm e 100 nm.
4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la radiazione ionizzante è costituita da fascio elettronico, ionico o di altre particelle elementari.
5. 5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che il materiale luminescente (11) è un alogenuro alcalino, in forma di cristallo, policristallo amorfo, oppure film sottile cristallino, policristallino o amorfo, depositato su un apposito supporto.
6. 6. Metodo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto alogenuro alcalino è il fluoruro di litio.
7. 7. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che il materiale luminescente (11) è scelto nel gruppo consistente in: LiF, CdF, oppure BaFBr:Eu<2+>e più in generale qualsiasi materiale cosiddetto a “luminescenza fotostimolabile” in cui cationi Ce<3+>oppure Eu<2+>sono inclusi in vetri silicati, borati, fosfati, alogenuri o in una miscela di tali vetri.
8. 8. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzato dal fatto che il tracciato spaziale dei centri di colore impresso sul materiale luminescente (11) e corrispondente a detta immagine latente predeterminata è determinato da una maschera (12) in trasmissione posta a contatto o a distanza d � 0 rispetto allo stesso materiale.
9. 9. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzato dal fatto che il tracciato spaziale dei centri di colore impresso sul materiale luminescente (11) e corrispondente a detta immagine predeterminata è determinato da una maschera (12) in riflessione posta ad una distanza d > 0 dallo stesso materiale.
10. 10. Metodo secondo la rivendicazione 8 o 9, caratterizzato dal fatto che il disegno della maschera (12) viene modificato e/o proiettato attraverso qualsivoglia ottica o gruppo di ottiche sul materiale luminescente (11).
11. 11. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 10, quando dipendente dalla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il tracciato spaziale dei centri di colore da imprimere sul materiale luminescente (11) viene realizzato usando un sistema ottico atto a modulare un opportuno fascio di radiazione elettromagnetica, riproducendo punto a punto l’intensità da registrare sul materiale luminescente (11) e corrispondente a detta immagine predeterminata.
12. 12. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 10, quando dipendente dalla rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il tracciato spaziale dei centri di colore da imprimere sul materiale luminescente (11) viene realizzato usando un sistema a scansione atto a modulare spazialmente un pennello di elettroni, ioni o altre particelle elementari, riproducendo punto a punto l’intensità da registrare sul supporto.
13. 13. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 12, caratterizzato dal fatto che la formazione dell’immagine punto a punto viene effettuata muovendo una maschera (12) in proiezione o in trasmissione o a contatto e mantenendo fisso il materiale luminescente (11) o, viceversa, muovendo il materiale luminescente (11) e mantenendo fissa la maschera (12), sia essa in proiezione o in trasmissione o a contatto, oppure secondo una combinazione dei due casi.
14. 14. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 13, caratterizzato dal fatto che l’immagine da imprimere sul materiale luminescente deriva da una trasformazione matematica di una immagine originale, oppure da un qualsiasi sistema di codifica che associ un’immagine originale ad un’immagine codificata, sia essa continua o discreta nello spazio.
15. 15. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 14, caratterizzato dal fatto che, una volta impressa l’immagine desiderata, il materiale luminescente (11) viene protetto da possibile esposizione ad abrasione, umidità, contatto con acqua, o altri agenti deterioranti mediante deposizione superficiale di un film sottile a base di silicio o altro materiale trasparente e resistente.
16. 16. Metodo di lettura di immagini invisibili impresse tramite litografia di materiali luminescenti, le immagini essendo state impresse secondo il metodo di una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 15, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: - inviare sui centri di colore una radiazione luminosa di eccitazione compresa nella banda di assorbimento, in conseguenza della quale i centri di colore emettono una immagine luminescente; - rilevare detta immagine luminescente attraverso un filtro di luce in grado di escludere detta radiazione luminosa di eccitazione nonché eventualmente ulteriori frequenze di rumore; - immagazzinare, tramite un apparato provvisto di fotocamera (23), quale ad esempio un microscopio o un telefono mobile, detta immagine luminescente; - ricostruire detta immagine luminescente sulla base dei valori dei parametri fisici di scrittura utilizzati nel metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 14.
17. 17. Metodo secondo la rivendicazione 16, quando l’immagine latente da leggere è stata impressa su LiF, caratterizzato dal fatto che detto filtro colorato è giallo e detta radiazione luminosa di eccitazione è luce blu (21).
18. 18. Metodo secondo la rivendicazione 16 o 17, caratterizzato dal fatto che l’immagine ricostruita è successivamente decodificata in accordo con il metodo di codifica secondo la rivendicazione 14.
19. 19. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 16 a 18, caratterizzato dal fatto che l’immagine infine ottenuta viene confrontata con una o più immagini di riferimento per un controllo di corrispondenza e autenticità.
20. 20. Sistema di marchiatura anti-contraffazione, comprendente: - un dispositivo di scrittura (10) di immagini comprendente una sorgente di radiazione ionizzante (13) da indirizzare su un materiale luminescente (11); - un dispositivo di lettura (20) comprendente una sorgente di luce di eccitazione (21), un filtro di luce (22), una fotocamera (23) ed un’unità di elaborazione, detto dispositivo di scrittura (10) essendo atto ad implementare il metodo di scrittura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 15, detto dispositivo di lettura (20) essendo atto ad implementare il metodo di lettura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 16 a 19.