JP2015513481A - 視覚障害者用の可聴文書識別 - Google Patents

Abstract

【課題】視覚障害者用の可聴文書識別に関し、文書または物品の可聴認証用の可聴情報を担持する文書または物品等を提供する。【解決手段】文書または物品の可聴認証用の情報を担持する文書または物品が開示され、情報は前記文書または物品の中または上に周波数対時間スペクトル密度関数（スペクトログラム）の形で存在し、スペクトログラムは文書セキュリティ手段を使用して具体化される。さらに、前記文書または物品を製造する方法、前記文書または物品から可聴認証情報を表示するためのリーダデバイス、前記文書または物品を認証する方法、ならびに文書認証目的でのスペクトログラムの使用が開示される。【選択図】図１

Description

本発明は、文書または物品の聴覚識別（ａｕｒａｌ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）に関する。本発明は、特に、通貨、身分証明書、アクセス文書などの文書または物品ならびに他のタイプの文書または製品を識別する際に視覚障害者を支援することを目的とした可聴文書識別特徴（ａｕｄｉｂｌｅ ｄｏｃｕｍｅｎｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｅａｔｕｒｅ）を開示する。

文書、特に日常の商取引における通貨の識別は、視覚障害者または盲人にとって大きな障害であり、視覚障害者または盲人は、文書、例えば紙幣の種類および真偽を評価する場合に視覚障害者または盲人の触感覚にほぼ例外なく頼らなければならない。

貨幣の真偽を評価する場合、盲人は、刻印された紙（紙幣）の特徴的な手触りおよびこわさ、ならびに触覚レリーフ（ｔａｃｔｉｌｅ ｒｅｌｉｅｆ）（例えば、インタリオ（Ｉｎｔａｇｌｉｏ））を頼りにしている。紙幣の額面金額もまた、紙幣の長さを何らかの触覚ベンチマークと比較することにより、例えば伸ばした指に沿って紙幣を折り畳むことにより、触覚的な形で評価されてもよい。

一方、盲人向けに特別に設計された特徴は依然として不足している。米国学術研究会議は、この理由で、１９９５年に発表された報告書（「Ｃｕｒｒｅｎｃｙ Ｆｅａｔｕｒｅｓ ｆｏｒ Ｖｉｓｕａｌｌｙ Ｉｍｐａｉｒｅｄ Ｐｅｏｐｌｅ」、Ｎａｔｉｏｎａｌ Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ、１９９５）において視覚障害者向けの特定の通貨特徴の開発を促進している。

前記報告書の発表に続いて、エンボス加工、変更された隅、打抜き穴などの特定の触覚認証特徴を開発することに関するいくつかの取り組みが行われており、これらの触覚認証特徴は、視覚障害者の触感覚によって知覚することができるものであり、当該の紙幣の種類および額面金額に関する情報を担持している。米国特許出願公開第２００４／０００８８７１号公報（Ｓｍｉｔｈ）、欧州特許出願公開第１７４１５６４号公報（Ｒｅｉｃｈ等）、国際公開第２００９／０５０７３３号公報（Ｊａｙａｒａｍａｎ）、米国特許出願公開第２００８／０１３４８４９号公報（ＭｃＧｏｕｇｈ）、および米国特許出願公開第２０１０／０１６４２１６号公報（Ｆｒａｃｅｋ）が参照される。

しかしながら、そのような単なる触覚特徴は、これまで、盲人にとって、主に触感覚のやや大ざっぱな性質により、偽造文書（例えば通貨）から本物の文書を区別するために十分信頼性があるとは言えなかった。これらの理由により、視覚認証特徴を、ずっと微細な区別を提供する聴覚特徴に変換する取り組みも行われている。このような変換は、特定の目的を果たす電子装置によって実施されなければならない。

米国特許第３，９０６，４４９号公報（Ｍａｒｃｈａｋ）は、紙幣に沿って走査したときに光学的透光値（ｏｐｔｉｃａｌ ｔｒａｎｓｌｕｃｅｎｃｙ ｖａｌｕｅｓ）を様々なピッチ高さの楽音に置き換える紙幣識別子を開示している。紙幣識別子の欠点は、表示される可聴音声と文書の種類または値との間に直接的な相関関係がないことであり、かかる相関関係は、本物の標本および学習との比較を通して人間のユーザによって確立されなければならない。

米国特許第５，６９２，０６８号公報（Ｂｒｙｅｎｔｏｎ）は、画像化手段、記憶手段および処理手段を備えるハンドヘルド携帯用紙幣リーダ（ｈａｎｄ−ｈｅｌｄ ｐｏｒｔａｂｌｅ ｂａｎｋｎｏｔｅ ｒｅａｄｅｒ）を開示しており、ハンドヘルド携帯用紙幣リーダは、紙幣上の決定したパターンを内部に保存されたパターンと比較し、人間のユーザに有効な紙幣の存在を音声で伝達できるようにする。しかしながら、このリーダには、人間のユーザに文書上に含まれるセキュリティ特徴への直接アクセスを与えないという欠点がある。すなわち、音声による指示は、文書プロパティの変換ではなく、比較結果の単なる指示である。

紙幣および他の文書を評価する働きをする視覚障害者向けの読取装置（ｒｅａｄｉｎｇ ａｐｐａｒａｔｕｓ）が、国際公開第９７／３０４１５号公報（Ｓｅａｒｓ）に開示されている。この読取装置は、文書から得られた画像を光学式文字認識（ＯＣＲ）によってその画像の象徴的な意味に復号し、前記意味を音声合成装置によって再生する。文書は、マウス型デバイス（ｍｏｕｓｅ−ｔｙｐｅ ｄｅｖｉｃｅ）を用いて走査され、読取装置は、例えば食品包装、薬瓶、値札、紙幣、ならびに印刷シート上の任意の文字印刷情報を読み取るために使用することができる。しかしながら、文字印刷情報は、認識可能な文字セットの形でかつ認識可能な言語で利用できる必要があり、そうでない場合は、ＯＣＲおよび／または音声合成装置は象徴的な内容を再生する際に適切に機能しないかもしれない。

また、視覚障害者向けの別の技術が、ドイツ特許出願公開第１９７０６９６６号公報（Ｗｅｎｄｌ）および米国特許出願公開第２００８／０１３０９８０号公報（Ｇｉｌｄｅｒｓｌｅｅｖｅら）にも開示されている。

可聴情報特徴、すなわち文書上の特徴が依然として必要であり、文書上の特徴は、視覚障害者用の、可聴情報に容易に変換されるものであり、紙幣、有価証券、身分証明書、アクセス文書、その他の権利付与文書などのセキュリティ文書上、ならびにあらゆる種類の物品上に実装することができる。

文書または物品上の前記可聴情報特徴は、人間の耳によって知覚され得る任意の話し言葉および任意の音声を表すことができるべきであり、文書または物品上の前記可聴情報特徴は、典型的には紙幣上で利用できるような小さい文書上にも有用な情報量を具体化できるように十分にコンパクトであるべきである。

視覚障害者または盲人向けのこれまで提案された特徴のうちの多く特徴の一欠点は、視覚障害者または盲人が、さらに、特定の文書セキュリティ手段に頼らず、かかる特徴が偽造者によって容易に模倣され得るという結果を伴うことである。例えば、切抜き縁または打抜き穴を用いる通貨認証特徴は、基本工具で容易に模倣することができる。

米国特許第３，９０６，４４９号公報 米国特許第５，６９２，０６８号公報 国際公開第９７／３０４１５号公報 ドイツ特許出願公開第１９７０６９６６号公報 米国特許出願公開第２００８／０１３０９８０号公報

したがって、本発明の目的は、偽造者が容易に模倣することができない、視覚障害者または盲人向けの信頼できるセキュリティ特徴を提案することである。

本発明は、信号のスペクトル密度が時間とともにどのように変化するのかを示す「時間周波数分布」または「周波数対時間関数」とも呼ばれるスペクトログラムの形で実施される、文書の中または上に可聴情報を設けることによって上述した技術的問題を解決する。スペクトログラムは可聴情報に関連しているので、スペクトログラムはソノグラムまたは声紋とも呼ばれる。

本発明によれば、文書または物品の可聴認証用の情報を担持する文書または物品は、前記情報が文書または物品の中または上にスペクトログラムの形で存在し、スペクトログラムは文書セキュリティ手段を使用して具体化されることを特徴としている。

本明細書では、「文書セキュリティ手段」は、特定の材料ベースまたは材料実装の特徴を意味するものとし、この特徴は、文書または物品上で機械読取り可能であるとともに、当該の文書または物品をそのような特徴を担持していない文書または物品と区別する働きをする。

本発明は、下記の図の助けを借りて説明することができる。

振幅対時間音声信号（ａ）から「時間周波数分布」または「スペクトログラム」とも呼ばれるＳＴＦＴ「周波数および時間の関数とするスペクトル密度」表現（ｂ）の導出を示す図である。 周波数原点（０）および周波数上限（１）インジケータ用の基準を有する印刷されたスペクトログラム（Ａ）を有する紙幣（Ｓ）を概略的に示す図である。 ハンドヘルド読取デバイス（Ｒ）を用いた、本発明に係る不可視スペクトログラムを担持する紙幣（Ｓ）の走査を概略的に示す図である。 Ｙｂ_２Ｏ_３中のイッテルビウム（３＋）イオンのスペクトル波長範囲９００〜１，０００ｎｍでの選択的ＩＲ（赤外）吸収を示す図である。 ＵＶ（紫外線）発光物質（ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）の励起スペクトルおよび発光スペクトルを示す図である。

第１の好ましい実施形態では、前記スペクトログラムは、文書の基板内に透かしとして具体化される。透かしは、製紙工程中に紙の中に実装されなければならない文書セキュリティ手段であり、そのように製造された紙は印を付けられた状態のままである。

第２の好ましい実施形態では、前記スペクトログラムは、文書の基板内にレーザマーキングパターンとしてまたはレーザパンチ微小穿孔パターン（ｌａｓｅｒ−ｐｕｎｃｈｅｄ ｍｉｃｒｏｐｅｒｆｏｒａｔｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎ）として具体化される。レーザマーキングパターンは、適切な波長および強度のレーザビームと前記レーザビームからエネルギーを吸収することができる基板とが相互作用し、それによって基板の物理的構造を変化させることにより製造することができる。微小穿孔は、前記基板内に微細な穴が穿孔された、レーザマーキングのさらなる発展形態であり、微小穿孔は、特定の一般に入手できないレーザ装置を使用しないと製造することができない文書セキュリティ手段として使用される。

第３の好ましい実施形態では、前記スペクトログラムは、顔料または染料として具体化される、特定の発色剤または特定の狭帯域吸収成分もしくは反射成分を含むインクなどの印刷インクの形で具体化される。

第４の好ましい実施形態では、前記スペクトログラムは、磁気読取ヘッドを使用して読み取ることができる磁化パターンの形で具体化される。磁化パターンは、文書または物品上に、均一な非ゼロ保持力磁気コーティングでなる特定ゾーンを選択的に磁化するか、文書または物品上に特定の磁気材料ゾーンを選択的に堆積させるか、のどちらかにより製造することができる。

第５の好ましい実施形態では、前記スペクトログラムは磁性顔料配向パターンの形で具体化され、好ましくは、彫刻された磁性板を使用して、塗布されたインクまたはコーティング組成物中の磁性顔料粒子または磁化可能顔料粒子を配向し、続いて前記インクまたはコーティング組成物を硬化させて製造される。国際公開第２００５／００２８６６号公報は、このような彫刻された磁性板の一例である。特に好ましい磁性顔料粒子または磁化可能顔料粒子は、米国特許第４，８３８，６４８号公報および国際公開第０２／７３２５０号公報に開示されているような光学的可変磁性薄膜干渉顔料から選択される。

このようなスペクトログラムは、セキュリティインクを使用して印刷されて、刷込領域内に特定の検出可能な物理的性質を与えることが好ましい。前記特定の検出可能な物理的性質は、波長範囲２００〜４００ｎｍのＵＶ吸収、波長範囲４００〜７００ｎｍの可視吸収、波長範囲７００〜２５００ｎｍのＩＲ吸収、ＵＶ（２００〜４００ｎｍ）、可視（４００〜７００ｎｍ）またはＩＲ（７００〜２５００ｎｍ）波長範囲のルミネセンス発光（ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｅｍｉｓｓｉｏｎ）、強磁性またはフェリ磁性、誘電体誘電率変動、導電率変動、ならびに無線周波数吸収変動からなる群から選択されることが好ましい。

ルミネセンス発光の特に好ましい性質は、例えば、Ｋｉｒｋ Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐａｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ第４版（１９９４年出版）に記述されているように、すなわち、第１１巻、２２７〜２４１頁において、最初に記載されている「Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｗｈｉｔｅｎｉｎｇ Ａｇｅｎｔｓ」、ならびに、第１５巻、５１８〜６０７頁において、最初に記載されている「Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」、特に、国際公開第０３／１０１７５５号公報または「Ｐｈｏｓｐｈｏｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ」、Ｓ．ＳｈｉｏｎｏｙａおよびＷ．Ｍ．Ｙｅｎ（編集者）、ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ、１９９９年に開示されている「Ｐｈｏｓｐｈｏｒｓ」という名称の５６２〜５８４頁のサブタイトルおよび「Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ（Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ）」という名称の５８４〜６０７頁のサブタイトル、に記述されているように、当技術分野で周知の化合物を使用して具体化することができる。ルミネセンス発光は、本開示の文脈では、蛍光としても知られている即発発光および／またはリン光としても知られている遅延発光の両方を含むと理解されるべきである。

文書または物品の基板は、紙、厚紙、フラッシュスパム高密度ポリエチレン繊維（Ｔｙｖｅｋ（登録商標））などの不織布基板と、織物などの織布基板と、金属箔と、プラスチックポリマー基板とでなる群から選択されることが好ましい。

文書は、好ましくは紙幣、有価文書、身分証明書、アクセス文書、ならびにこれらの文書の構成部分からなる群から選択されたセキュリティ文書でもよい。

前記セキュリティ文書の構成部分は、例えば、セキュリティ文書に組み込まれるセキュリティスレッド、ストライプまたはウインドウ、ならびにセキュリティ文書の表面に貼られるホログラムや他の回折光学可変画像デバイス（ＤＯＶＩＤ）などのセキュリティ箔である。

本発明に係る文書または物品を製造する方法も開示され、文書または物品は、文書または物品の可聴認証用の情報を担持し、この方法は、
ａ）可聴認証情報を提供するステップと、
ｂ）前記可聴認証情報をスペクトログラムの形で表すステップと、
ｃ）ステップｂ）のスペクトログラムを文書または物品の中または上に文書セキュリティ手段を使用して具体化するステップと、
を含む。

さらに、本発明に係る文書または物品を認証するためのリーダデバイスが開示され、文書または物品は、情報を文書または物品の可聴認証用のスペクトログラムの形で担持し、それによって前記スペクトログラムは文書セキュリティ手段を使用して具体化され、前記リーダデバイスは、前記文書セキュリティ手段に敏感でありかつ前記文書または物品から前記スペクトログラムのデジタル表現を得ることができる検知手段と、前記スペクトログラムの前記デジタル表現を保存することができる記憶手段と、前記スペクトログラムの前記保存済み表現を振幅対時間表現に変換することができる処理手段と、前記振幅対時間表現を可聴音声信号として表示することができる表示手段とを備える。

さらに、本発明に係る前記文書または物品の可聴認証用の情報を担持する文書または物品を認証する方法が開示され、この方法は、
ａ）可聴認証情報をスペクトログラムの形で担持する文書または物品を提供するステップと、
ｂ）前記文書または物品を本発明に係るリーダデバイスにさらして前記可聴認証情報を音声信号として表示するステップと、
を含む。

さらに、文書セキュリティ手段を使用して文書または物品の中または上に具体化される、前記文書または物品の識別または認証用のスペクトログラムの使用が開示される。

本発明の目的は、文書または物品の上または中の情報を音声記録、例えば可聴セキュリティマーキングの形で具体化することである。文書または物品は、紙幣や身分証明書などのセキュリティ文書、または他の種類の商品でよい。

若者の場合に約１０Ｈｚ〜約２０ｋＨｚである人間の耳の感度の周波数領域内にある音声記録は、人間によって知覚され得る任意の話し言葉および任意の可聴通信信号を表すことができ、この種の記録は、振幅対時間関数として直接表すことができるが、膨大な量の情報が保存される必要がある。

明瞭な人声の信号は、さらに狭いスペクトルバンド幅２〜３ｋＨｚで伝送することができるが、これにより、依然として、ナイキスト定理に従って、毎秒の記録済み音声信号に対して例えばエンボス加工としてまたは異なる長さのバーとして文書上に再生されなければならない４０００〜６０００個の離散振幅値になる。したがって、５０μｍのエンボス加工解像度または印刷解像度を前提とすると、音声信号の振幅対時間関数を直接再生したいと思えば、毎秒の音声信号は文書上の長さ２０〜３０ｃｍを占めることになる。

文書上の音声信号のこのような直接的表現は、簡単な手段で（エンボス加工された音声信号の場合、例えば文書の上を指の爪で単純に滑るように進むことにより）再生することができるが、振幅対時間信号は、紙幣などの文書上の小さい利用可能領域内に有用な量の情報を具体化できるようにするほど十分にコンパクトではない。

音声信号またはオーディオ信号の振幅対時間表現は解像度のいかなる損失に極めて敏感であり、この振幅対時間表現の高周波部分は、特に、印刷工程またはエンボス加工工程の欠陥の影響を受ける。

本発明によれば、したがって、音声信号またはオーディオ信号のより強固でコンパクトな表現が文書または物品上に実装される。この目的のために、音声信号またはオーディオ信号、すなわち可聴セキュリティマーキングは、スペクトログラムとして、すなわち振幅対時間関数ではなく周波数対時間スペクトル密度として表される。スペクトログラムは同じオーディオ信号を表すが、高解像度表現を必要とせず、解像度の損失に敏感でもない。

図１を参照すると、図１（ａ）に示す振幅対時間音声信号（「Ｏｎｅ Ｈｕｎｄｒｅｄ ＵＳ Ｄｏｌｌａｒ」、信号の個々のビートは時間軸に沿って細部に分割されていない）は、図１（ｂ）に示すように「スペクトログラム」とも呼ばれる「周波数対時間スペクトル密度」表現に分解される。

スペクトログラムは、振幅対時間関数から、当技術分野で知られているようなＳｈｏｒｔ−Ｔｉｍｅ−Ｆｏｕｒｉｅｒ−Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ（短時間フーリエ変換）（ＳＴＦＴ）アルゴリズムを用いて得ることができる。Ｓｈｏｒｔ−Ｔｉｍｅ−Ｆｏｕｒｉｅｒ−Ｔｒａｎｓｆｏｒｍは、初期の連続的な振幅対時間の音声信号またはオーディオ信号を典型的には長さ約１０〜５０ｍｓの小さい重複時間セグメントに切り分け、次いで、時間セグメントの両端で振幅値をゼロにするために、各時間セグメントに窓関数（例えば、ｃｏｓ^２ ｗｉｎｄｏｗ＝「Ｈａｎｎ ｗｉｎｄｏｗ」）を適用し、最終的に窓のある時間セグメントのそれぞれをＦａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ（高速フーリエ変換）（ＦＦＴ）によってスペクトル領域に変換して、計算されたスペクトルになる。時間重複部は、全スペクトルエネルギーを保存するように、すなわちｃｏｓ^２ ｗｉｎｄｏｗの場合に５０％として選択される（すなわち、時間セグメントの幅が４０ｍｓに選択された場合、スペクトルは２０ｍｓごとに計算される）。スペクトログラムは、そのように計算されたすべてのスペクトルの時間に規則正しい順序で形成される。

得られたスペクトログラムは、このプログラムが導出された対象の元の振幅対時間関数よりずっとコンパクトであり、したがって、文書または物品、例えば紙幣または別のタイプの文書上の利用可能なスペース上に容易に適合する。

Ｓｈｏｒｔ−Ｔｉｍｅ−Ｆｏｕｒｉｅｒ−Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ（ＳＴＦＴ）は、通常はスペクトログラムを計算するために使用されるが、本発明は、この特定の方法によって得られるスペクトログラムに限定されるものではない。

当技術分野で知られている振幅対時間関数からスペクトログラムを得る代替的方法が、例えば、Ｓｈｏｒｔ−Ｔｉｍｅ Ｗａｖｅｌｅｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ（短時間ウェーブレット変換）、Ｓｈｏｒｔ−Ｔｉｍｅ Ｃｈｉｒｐｌｅｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ（短時間チャープレット変換）、または信号処理に関する当業者に知られている他の数学的変換を用いるか、あるいは一連の帯域通過フィルタを備えるフィルタバンクを用いるアナログ方式である。

スペクトログラムは、本開示の文脈では、信号のスペクトル密度が時間とともにどのように変化するのかを示す「時間周波数分布」または「周波数対時間関数」とも呼ばれる時変スペクトル密度表現を意味するものとする。

音声信号またはオーディオ信号のスペクトログラム表現には、このスペクトログラム表現が、印刷工程で容易に起こり得るような解像度の損失に対して非常に強固であり、さらに、特に印刷欠陥によりこのような解像度の損失の影響を受けるはずの知覚できる周波数領域が存在しないという利点がある。さらに、スペクトログラムは、スペクトログラムの不可欠な部分に簡略化して、スピーチの了解度に影響を及ぼすことなく高周波の雑音成分を抑制することができる。

本発明によれば、図２を参照すると、したがって、音声記録が、文書または物品、例えば紙幣の中または上にスペクトログラムの形で具体化される。次いで、スペクトログラムはリーダデバイス（図３）で読み取ることができ、リーダデバイスは、スペクトル情報を振幅対時間表現に逆変換し、振幅対時間表現を可聴音声信号として表示する。信号の逆変換は、スペクトログラムの導出とは逆の方法で、各記録済みスペクトルセグメントに逆フーリエ変換を適用して実現され、得られる振幅対時間信号のブロックは、その後、スペクトログラムを導出するときに適用された時間重複に応じて一緒に加算される。

本発明によれば、スペクトログラムは、文書内に、好ましくは文書セキュリティ手段を含む形で具体化される。

スペクトログラムの特に好ましい一実施形態は、印刷インク、特に、文書の同じ領域上に他には存在しない特定の物理的性質を表示するセキュリティインクを用いる。このような性質の例としては、紫外（ＵＶ；２００〜４００ｎｍ）、可視（４００〜７００ｎｍ）または赤外（ＩＲ；７００〜２，５００ｎｍ）のスペクトル領域における狭帯域特異吸収、ＵＶ、可視またはＩＲのルミネセンス発光、強磁性またはフェリ磁性、誘電体誘電率変動、導電率変動、ならびに無線周波数（ＲＦ）吸収変動がある。

この文脈で特に好ましいのが、ＩＲ吸収剤を含むインク（図４）、またはＵＶ発光物質を含むインク（図５）である。

インクは、オフセット印刷、活版印刷、スクリーン印刷、グラビア／フレキソ印刷、「銅板」インタリオ印刷、インクジェット印刷などの任意の適当な印刷工程で処方または印刷されてもよい。

あるいは、スペクトログラムは、補助基板上に印刷され、同一出願人の国際公開第２０１１／０１２５２０号公報に開示されているような別個のステップで文書または物品に「デカール（ｄｅｃａｌ）」として転写されてもよい。

特に好ましいのが、リン酸イッテルビウム（ＹｂＰＯ_４）、バナジン酸イッテルビウム（ＹｂＶＯ_４）、または酸化物、ガラスもしくは有機化合物を含有する別のイッテルビウム（３＋）イオンなどの顔料または染料の形で狭帯域ＩＲ吸収剤化合物を含む印刷インクである。注目すべきイッテルビウム（３＋）イオンは、波長４００〜７００ｎｍの可視スペクトル域で発色性を有しておらず、波長９００〜１０００ｎｍの比較的狭い吸収帯（図４）、すなわち既知の有機発色材料のほとんどが吸収しないスペクトル領域の比較的狭い吸収帯を呈する。このことは、本発明に、文書上に存在する印刷された可視特徴または他のセキュリティ要素に干渉することなくセキュリティ文書上で動作可能であるという利点を提供する。

９５０ｎｍ前後の波長範囲での特定の照明を提供する発光ダイオード（ＬＥＤ）は市販されており、一般的なシリコンベースの光検出器アレイの感度範囲は最大で１，１００ｎｍに及ぶ。本発明の一態様によれば、したがって、一般に入手可能な走査機器は、照明系を例えば９５０ｎｍＬＥＤに単に適応させ、場合により、シリコンベースの光検出器／リーダユニットの前に例えば９００〜１０００ｎｍ光バンドパスフィルタを追加することにより、可聴セキュリティマーキングを読み取るように変更することができる。次いで、走査機器は、イッテルビウム（３＋）ベースのマーキングが吸収する通常９００〜１０００ｎｍという狭い波長範囲で文書上での吸収変化を特異的に検出し、したがって、このスペクトル領域で吸収する可視スペクトログラムを特異的に読み取る。

スペクトログラムは、好ましくは文書上に印刷ベース層として具体化され、印刷ベース層は、通貨の額面金額、肖像、テキスト、装飾印刷などの後続層で刷り重ねられて、後続層がスペクトログラムの読取りを妨げないと予見され得ることが好ましい。この目的のために、後続層は、スペクトログラムを印刷するために使用されるセキュリティインクの特定の物理的性質を読み取るために使用される手段に対して「透明」でなければならない。

当技術分野で知られている有機ＩＲ吸収染料または顔料や無機ＩＲ吸収化合物などの他のＩＲ吸収剤化合物が、本発明を具体化するためにイッテルビウム化合物の代わりに使用されてもよい。

スペクトログラムの別の特に好ましい実施形態が、ＵＶ、可視またはＩＲのルミネセンス発光体を含む印刷インクの形をとる。このようなルミネセンス発光体は、ルミネセンス発光体が印刷されたセキュリティ文書の視知覚に干渉しないように、可視（４００〜７００ｎｍ）領域のウイークオウン体色（ｗｅａｋ ｏｗｎ ｂｏｄｙ ｃｏｌｏｒ）を有することが好ましい。適切なルミネセンス発光体は、一方で、印刷インク中に溶解された形でまたは不溶性顔料として存在し得る有機発光物質を含み、他方で、印刷インク中に顔料として存在する無機発光物質を含む。

有機発光物質は、一方で、蛍光増白剤、フルオロセイン、ローダミン、ペリレン部分含有分子などの純有機発光化合物を含み（この態様では、参照により本明細書に組み込まれている国際公開第０３／１０１７５５号公報を参照されたい）、他方で、適切な有機配位子を有するＰｒ^３＋、Ｎｄ^３＋、Ｓｍ^３＋、Ｅｕ^３＋、Ｔｂ^３＋、Ｇｄ^３＋、Ｄｙ^３＋、Ｈｏ^３＋、Ｅｒ^３＋、Ｔｍ^３＋、Ｙｂ^３＋などの発光性希土類活性化イオンの錯体を含む。

無機発光物質は、ＺｎＯ、ＺｎＳ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＹＰＯ_４、ＹＶＯ_４、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２などの、顔料形態の適切な母体結晶材料を含み、母体結晶材料は、Ｃｕ^＋、Ａｇ^＋、Ｃｒ^３＋、Ｔｉ^３＋などの遷移元素イオン、および／または、Ｐｒ^３＋、Ｎｄ^３＋、Ｓｍ^３＋、Ｅｕ^３＋、Ｔｂ^３＋、Ｇｄ^３＋、Ｄｙ^３＋、Ｈｏ^３＋、Ｅｒ^３＋、Ｔｍ^３＋、Ｙｂ^３＋などの希土類元素イオンから選択された１つまたは複数の活性化イオンでドープされる。

発光スペクトログラムは、他の方法で仕上げられたセキュリティ文書の上に最終保護ワニス層を塗布する前にトップコーティングとして設けられることが好ましい。これにより、スペクトログラムからのルミネセンス発光（ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ ｅｍｉｓｓｉｏｎ）は、刷り重ねられた他の層から障害なく確実に容易に読み取られる。対応するリーダデバイスは、発光物質の放射を励起するための光源と、発光物質の放出放射線に対して感応性があるリーダユニットとを有する。リーダユニットは、好ましくは、二次元焦点面カメラ（シリコンＣＭＯＳまたはＣＣＤ）または一次元ライン走査カメラを備えていてもよい。

図２を参照すると、本発明による文書（Ｓ）は、紙幣の場合に額面金額（Ｄ）や肖像（Ｐ）などの、この種の文書上に通常存在する他の要素とともに可聴スペクトログラム（Ａ）を含む。可聴スペクトログラム（Ｓ）は、読取デバイスに対するゼロ周波数基準として働くベースライン（０）を有することが好ましい。また、周波数上限（１）が、好ましくは、スペクトログラムの周波数スケールを画定するために存在していてもよい。周波数上限は、典型的には２〜３ｋＨｚ程度である。

可聴スペクトログラムは、周波数上限の実際値を示すために、別の情報、例えばバイナリパターンを適切な形で含んでいてもよい。

加えて、時間スケールは、適切な時間マーカによって画定されてもよい。あるいは好ましくは、時間スケールは、走査中に走査速度から簡単に導出される。

本発明による文書または物品の可聴認証用の情報を担持する文書または物品を認証するためのリーダデバイスも開示され、前記リーダデバイスは、前記文書または物品からセキュリティ印刷スペクトログラムのデジタル表現を得るように動作可能な、選択された特定の物理的性質に知覚できる検知手段と、スペクトログラムの前記デジタル表現を保存するように動作可能な記憶手段と、スペクトログラムの保存済みデジタル表現を振幅対時間表現に変換するように動作可能な処理手段と、前記振幅対時間表現を可聴音声信号として表示するように動作可能な表示手段とを備える。

リーダデバイスは、好ましくはハンドヘルドスキャナでもよい。リーダデバイスは、スペクトログラムを特定の第１の光波長範囲で照明するための照明系と、当該リーダデバイスを特定の第２の光波長範囲に敏感にするためのリーダデバイスへの光学フィルタと、をさらに備えていてもよい。

前記第１の光波長範囲および前記第２の光波長範囲は、波長固有の吸収、反射または透光性走査を可能にするようにさらに重複するかまたは略同じでもよい。

したがって、リーダデバイス（図３）は、選択された特定の物理的性質に対応する文書の応答に基づいて文書上のスペクトログラムを走査するために装備される。好ましくは、セキュリティ印刷されたスペクトログラムを読み取る目的に適しているハンドヘルドスキャナが使用される。さらに、例えば特定のＩＲ吸収化合物に適合する照明系を設けるとともに、読取ユニットに、読取ユニットを例えば特定の反射波長または発光波長に敏感にするための対応する光学フィルタを設けるために、スキャナには、走査されたスペクトログラムを振幅対時間表現に逆変換し、前記振幅対時間表現をスピーカから可聴音声信号として表示するように、運転プログラムも設けられる。

スペクトログラムは、文書内に紙透かしの形で具体化されてもよい。紙透かしは、紙の投光性変化を特徴とする紙担持セキュリティ手段として当技術分野で知られている。スペクトラグラムの透かしの形での具体化は、製紙工程の一部として、当技術分野で知られているように、例えば「ダンディロール（ｄａｎｄｙ ｒｏｌｌ）」を用いるかまたは適切な円網を適用することによって長網抄紙機（Ｆｏｕｄｒｉｎｉｅｒ ｐａｐａｒ ｍａｃｈｉｎｅ）上に製造される紙厚変調としてか、例えば欧州特許第０７２１５３１号公報によれば、抄紙機上で、未完成の多孔質紙シートの各部分に透明化樹脂を塗布し、続いて多孔質紙シートにサイジング樹脂を含浸させ、多孔質紙シートを当技術分野で知られているように処理して１枚の紙を形成することによって製造される紙透光性変調として、のどちらかで行われなければならない。

このような透かしスペクトログラムを読み取るには透光性リーダデバイスが必要である。この場合にも、スペクトログラムの読取りは、多くの有機発色材料が吸収しないＩＲスペクトル領域で実現されることが好ましい。

別の実施形態では、スペクトログラムは、例えば国際公開第９７／１８０９２号公報によれば、レーザマーキングまたは微小穿孔パターンとして具体化されてもよい。このようなマーキングまたはパターンは、透光性でしか見えないものであり、公衆が普通は利用できない特別に設計されたレーザ機器を用いて完成した文書内に製造され、したがって貴重なセキュリティ手段を表す。前記微小穿孔は、本明細書によって、任意の適当なサイズおよび形の穴として紙表面に対して任意の適当な方向に施されてもよい。この場合も、かかるスペクトログラムの読取りには透光性リーダデバイスを必要とする。

別の好ましい実施形態では、スペクトログラムは、適切な粒径の強磁性顔料またはフェリ磁性顔料を使用して、磁気印刷として具体化される。磁性顔料は、本明細書によって、硬磁性（すなわち永久磁性）または軟磁性（すなわち磁化可能）とすることができる。対応するリーダデバイスは、磁気画像スキャナを含んでいなければならない。

別の好ましい実施形態では、スペクトログラムは、磁性顔料配向パターンの形で具体化され、好ましくは、彫刻された磁性板を使用しかつ磁石を併用して、塗布されたインクまたはコーティング組成物中の磁性顔料粒子または磁化可能顔料粒子を配向し、続いて前記インクまたはコーティング組成物を硬化させて製造される。特に好ましい磁性顔料粒子または磁気可能顔料粒子は、光学的可変磁性薄膜干渉顔料から選択される。複数の例が、参照により本明細書に同封されている国際公開第２００５／００２８６６号公報、国際公開第２００８／０４６７０２号公報、米国特許第４，８３８，６４８号公報、および国際公開第０２／７３２５０号公報に見られる。

別の好ましい実施形態では、スペクトログラムは、適切な導電率および粒径の導電性顔料を使用して導電性印刷として具体化される。対応するリーダデバイスは、導電性画像パターンを走査するように設計される。このことは、様々な手段によって、最も好ましくは文書の局所無線周波数伝送／吸収特性の走査によって達成することができる。

さらに、本発明による前記文書または物品の可聴認証用の情報を担持する文書または物品を製造する方法が開示され、この方法は、セキュリティ手段を使用して文書または物品の中または上に可聴情報を表すスペクトログラムを具体化することを含む。

文書セキュリティ手段は、本開示の文脈では、透かし、プランシェット、発光化合物または発光粒子、光干渉粒子、特に光学的可変顔料、磁性粒子、スレッド、箔などの付着など、セキュリティ紙の製造に使用される任意の機械可読材料ベースもしくは材料実装の特徴、ならびに、セキュリティインクを刷り込むこと、インタリオ刷込み、エンボス加工、微小穿孔などの、セキュリティ文書の製造に使用される任意の機械可読材料ベースもしくは材料実装の特徴を含むものとする。セキュリティインクは、ＵＶ／Ｖｉｓ／ＩＲ吸収剤、ＵＶ／Ｖｉｓ／ＩＲ発光物質（すなわち、蛍光物質またはリン光物質）、光干渉粒子、特に光学的可変顔料、磁性粒子、導電性化合物などのマーキング物質を含んでいてもよい。

図１（ｂ）のスペクトログラムは、インクジェット印刷、レーザ印刷、レーザマーキング、レーザ穿孔などの可変情報印刷工程を使用して、基板に直接転写することができる。あるいは、スペクトログラムは、当業者に知られているフォトリソグラフィー技術または同等の画像転写技術を使用して、印刷版上、印刷スクリーン内、または透かしを入れる型内に転写することができる。

さらに、本発明による前記文書または物品の可聴認証用の情報を担持する文書または物品を認証する方法が開示され、この方法は、
ａ）可聴認証情報をスペクトログラムの形で担持する文書または物品を提供するステップと、
ｂ）前記文書または物品を本発明によるリーダデバイスにさらして前記可聴認証情報を音声信号として表示するステップと、
を含む。

そのうえ、文書セキュリティ手段を使用して文書または物品の中または上に具体化される、前記文書または物品の識別または認証用のスペクトログラムの使用が開示される。

図２に概略的に示されている実施例では、話し文（ｓｐｏｋｅｎ ｓｅｎｔｅｎｃｅ）「ｏｎｅ ｈｕｎｄｒｅｄ ＵＳ ｄｏｌｌａｒｓ（ワンハンドレッドユーエスダラーズ」は、１００Ｈｚ〜２ｋＨｚの範囲の周波数を含むスペクトログラムとして記録され表された。スペクトログラムは、周波数スケールのゼロを表すベースライン（０）と選択された周波数上限２ｋＨｚを表すトップライン（１）とを有する。

話し文の記録および対応するスペクトログラムの生成は、「ＮＣＨ Ｓｏｆｔｗａｒｅ」によって配信されているＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）用の市販の音声録音編集ソフトウェア「ＷａｖｅＰａｄ」を使用して行われた。図１は、書き文（ｗｒｉｔｔｅｎ ｓｅｎｔｅｎｃｅ）（上部）、対応する話し音声記録（ａ）、および対応する時間周波数分布（ｂ）を示す。音声記録の全長は約３秒である（図の中ほどに示されている時間スケールを参照のこと）。振幅時間トレースの信号は、この信号が振幅時間トレースを横切る約２０，０００振幅点を含んでいるので、印刷する際に完全には分割されず、したがって、話し文を再生するための記録としてかかる印刷を使用することはできないであろうことに留意すべきである。一方、この信号は、図１（ｂ）の対応する時間周波数分布（スペクトログラム）でずっと容易に表され、図１（ｂ）の対応する時間周波数分布（スペクトログラム）から再生される。

図１（ｂ）のスペクトログラムは、インクジェット印刷、レーザ印刷、レーザマーキング、レーザ穿孔などの可変情報印刷工程を使用して、基板に直接転写することができる。あるいは、スペクトログラムは、当業者に知られているフォトリソグラフィー技術または同等の画像転写技術を使用して、印刷版上、印刷スクリーン内、または透かしを入れる型内に転写することができる。

図１（ｂ）に記載のスペクトログラムは、平台型スクリーン印刷機上で使用するために、フォトリソグラフィーで印刷スクリーンに転写された。

オフセットバックグラウンド印刷した細線を担持する紙幣紙片（Ｓ）に、下記式のＵＶ硬化性スクリーン印刷インクを使用して、スペクトログラムをスクリーン印刷した。

ＵＶ硬化後、別の紙幣特徴、すなわち肖像（Ｐ）および額面金額（Ｕ）は、既に存在しているオフセット印刷された特徴およびスクリーン印刷された特徴の上に銅板インタリオ印刷工程によって印刷され、ナンバリングならびに最終保護ワニスが紙幣に塗布された。

そのように得られた紙幣上の印刷されたスペクトログラムは、特に９００〜１０００ｎｍ波長範囲で走査するように、９５０ｎｍＬＥＤ照明系を装備した図３に記載の画像ラインスキャナを使用して読み取られる。スキャナの運転プログラムは、走査された印刷されたスペクトログラムのデジタル画像取り込みおよび正確なスケーリングを行い、走査されたスペクトログラムの振幅対時間表現への逆変換を行い、そして前記振幅対時間表現をスキャナに組み込まれたスピーカから可聴音声信号として表示するように動作可能である。

第２の実施例では、紙幣用紙は、図１（ｂ）に記載のスペクトログラムを透光性変調の形で具体化するために、抄紙機上で、例えば欧州特許第０７２１５３１号公報によれば、紙幣用紙に透明化樹脂でシリンダスクリーンインプリントすることによって透かしを入れられた。その場合、そのように透かしを入れられた紙幣用紙には、続いて、オフセットバックグラウンド印刷、銅板インタリオ印刷、活版印刷番号付けなど、紙幣特徴を刷り込むことができ、最終保護ワニスを塗布することができる。

透かしスペクトログラムは、透光性で、好ましくは、通常の発色材料が吸収しないＩＲスペクトル領域９００〜１０００ｎｍで読み取ることができる。しかしながら、透かしスペクトログラムの重ね刷りには、カーボンブラックなどのＩＲ吸収顔料の使用を回避するように注意が払われなければならない。

第３の実施例では、図１（ｂ）に記載のスペクトログラムは、完成紙幣内にレーザ微小穿孔パターンとして具体化された。透かしスペクトログラムは、特定の照明波長が好まれることなく背面照明の下で読み取ることができるが、透かしスペクトログラムは、前面照明の下では依然として目に見えない。これは、本物の微小穿孔パターンの証明の役割も果たす。

第４の実施例では、図１（ｂ）に記載のスペクトログラムは、欧州特許第０７３００１４号公報を使用して、完成したが、まだワニスを塗られていない紙幣の上に蛍光増白剤によって具体化されるかまたはインクジェット印刷された。

溶剤系印刷インクジェットインクの乾燥後、印刷されたスペクトログラムは、環境光の下で不可視でありかつ水および水酸化溶剤に対して非常に耐性があり、スペクトログラムの耐性は、紙幣を保護ワニスでコーティングすることによってさらに高めることができる。

スペクトログラム中の蛍光増白剤は、波長範囲３５０〜４００ｎｍの「長波ＵＶ」を有する照明下で、波長範囲４００〜５００ｎｍで見ることができかつ読み取ることができる（図５）。

そのように得られた紙幣上の印刷されたスペクトログラムは、蛍光増白剤の発光を励起するように、３８０ｎｍＬＥＤ照明系を装備した図３に記載の画像ラインスキャナを使用して読み取られる。スキャナのリーダユニットには、リーダユニットの感度を蛍光増白剤の特性発光域に限定するために、波長範囲４５０〜５００ｎｍ用の光透過フィルタが設けられる。スキャナの運転プログラムは、走査された印刷スペクトログラムのデジタル取り込みおよび正確なスケーリングを行い、走査されたスペクトログラムの振幅対時間表現への逆変換を行い、そして前記振幅対時間表現をスキャナに組み込まれたスピーカから可聴音声信号として表示するように動作可能である。

インクジェット印刷やレーザ印刷などの可視情報印刷技術によるスペクトログラムの塗布には、セキュリティ文書の個人化の可能性をもたらす利点がある。このようにして、パスポートやアクセスカードなどの文書は、その文書に文書の所有者の音声記録を担持させることによって個人化することができる。このような音声記録は、例えば、セキュリティ文書上にインクジェット印刷またはレーザ印刷され、保護個人化情報用の当技術分野で使用されているようなセキュリティ箔でオーバーラミネートすることで確保される。

第５の実施例では、図１（ｂ）に記載のスペクトログラムは、光学的可変磁気印刷インクにおいて磁性顔料配向パターンの形で具体化された。この目的のために、スペクトログラムは、例えば国際公開第２００５／００２８６６号公報に記載の磁化された永久磁性「プラストフェライト（ｐｌａｓｔｏｆｅｒｒｉｔｅ）」板に彫り込まれ、この永久磁性板は、紙幣基板上に矩形インクパッチとして塗布されるスクリーン印刷ＵＶ硬化インク組成物中で光学的に可変の顔料フレークを配向するために使用された。次いで、顔料フレークは、塗布されたインク組成物をＵＶ硬化させることにより顔料フレークのそれぞれの配向および位置で固定された。

光学的に可変の磁性顔料配向パターンとして表されるスペクトログラムは、一方で、非常に魅力的な視覚装飾特徴である。他方、スペクトログラムの音声値は、紙幣を磁気画像スキャナで走査することによって表示されてもよい。

Claims (18)

1. 文書または物品の可聴認証用の可聴情報を担持する文書または物品であって、
   前記可聴情報が前記文書または物品の中または上にスペクトログラムの形で存在し、前記スペクトログラムが文書セキュリティ手段を使用して具体化され、前記スペクトログラムが周波数対時間関数であることを特徴とする、文書または物品。
2. 前記スペクトログラムが透かしとして具体化される、請求項１に記載の文書または物品。
3. 前記スペクトログラムが、レーザマーキングパターンまたはレーザパンチ微小穿孔パターンとして具体化される、請求項１に記載の文書または物品。
4. 前記スペクトログラムが印刷インクの形で具体化される、請求項１に記載の文書または物品。
5. 前記スペクトログラムが磁化パターンの形で具体化される、請求項１に記載の文書または物品。
6. 前記スペクトログラムが磁性顔料配向パターンの形で具体化される、請求項１に記載の文書または物品。
7. 前記インクが、ＵＶ吸収、可視吸収、ＩＲ吸収、ＵＶルミネセンス発光、可視ルミネセンス発光、ＩＲルミネセンス発光、強磁性、フェリ磁性、誘電体誘電率、導電率変動、およびＲＦ吸収変動からなる群、から適切に選択された特定の検出可能な物理的性質を提供するセキュリティインクである、請求項４に記載の文書または物品。
8. 前記文書または物品が、紙、厚紙、Ｔｙｖｅｋ（登録商標）といった不織布基板と、織物といった織布基板と、金属箔と、プラスチックポリマー基板とでなる群から選択される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の文書または物品。
9. 前記文書が、紙幣、有価文書、身分証明書、アクセス文書、およびこれらの文書の構成部分からなる群から選択される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の文書または物品。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の文書または物品、を製造する方法であって、
    前記文書または物品が、前記文書または物品の可聴認証用の可聴情報を担持し、
    前記方法は、
    周波数対時間関数であるスペクトログラムであって前記文書または物品の中または上に可聴情報を表す当該スペクトログラムを、文書セキュリティ手段を使用して具体化すること、
    を含む方法。
11. 前記スペクトログラムが、インクジェット印刷、レーザ印刷、レーザマーキング、レーザ穿孔といった可変情報印刷工程を使用して文書または物品に直接転写される、請求項１０に記載の方法。
12. 前記スペクトログラムが、フォトリソグラフィー技術または同等の画像転写技術を使用して、印刷版上、印刷スクリーン内、または透かしを入れる型内に転写される、請求項１０に記載の方法。
13. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の文書または物品、を認証するためのリーダデバイスであって、
    前記文書または物品が、可聴情報を前記文書または物品の可聴認証用のスペクトログラムの形で担持し、それによって前記スペクトログラムが文書セキュリティ手段を使用して具体化され、
    前記リーダデバイスが、
    前記文書セキュリティ手段に敏感である検知手段であって、前記文書または物品から前記スペクトログラムのデジタル表現を得ることができる検知手段と、
    前記スペクトログラムの前記デジタル表現を保存することができる記憶手段と、
    前記スペクトログラムの保存された表現を振幅対時間表現に変換することができる処理手段と、
    前記振幅対時間表現を可聴音声信号として表示することができる表示手段と、
    を備える、リーダデバイス。
14. 前記リーダデバイスがハンドヘルドスキャナである、請求項１３に記載のリーダデバイス。
15. 前記リーダデバイスが、
    前記文書または物品を特定の第１の光波長範囲で照明するための照明系と、
    前記文書または物品を特定の第２の光波長範囲で読み取ることができる光学的検知手段と、
    を備える、請求項１３〜１４のいずれか一項に記載のリーダデバイス。
16. 波長固有の吸収または透光性走査を可能にするため、前記第１の光波長範囲および前記第２の光波長範囲は同じである、請求項１５に記載のリーダデバイス。
17. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の前記文書または物品、の可聴認証用の可聴情報を担持する文書または物品を認証する方法であって、
    ａ）可聴認証情報を周波数対時間関数であるスペクトログラムの形で担持する文書または物品を提供するステップと、
    ｂ）請求項１３〜１６のいずれか一項に記載のリーダデバイスに前記文書または物品をさらして、前記可聴認証情報を音声信号として表示するステップと、
    を含む方法。
18. 文書または物品の中または上に具体化される、前記文書または物品の識別または認証用の周波数対時間関数であるスペクトログラムの使用。

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