ES2940565T3 - Característica de seguridad basada en sustancias luminiscentes, verificable por teléfono inteligente y disposición para la verificación - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a una característica de seguridad verificable por teléfono inteligente (01) que contiene un material luminiscente que puede ser excitado a la luminiscencia por la radiación electromagnética visible generada por un teléfono inteligente y, después de la terminación de la excitación, exhibe una emisión que puede detectarse por medio de un unidad de captura de imágenes del teléfono inteligente durante un tiempo de caída en el rango de 1 ms a 100 ms. La invención también se refiere a un conjunto para verificar un documento de seguridad (02) que comprende tal característica de seguridad (01). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Característica de seguridad basada en sustancias luminiscentes, verificable por teléfono inteligente y disposición para la verificación
La presente invención se refiere a una característica de seguridad con una sustancia luminiscente, que puede verificarse con la ayuda de un teléfono inteligente habitual en el mercado. La invención se refiere además a una disposición para la verificación de un documento de seguridad con una característica de seguridad de este tipo.
Se conoce desde hace mucho tiempo por el estado de la técnica el uso de características de seguridad dotadas de sustancias de luminiscencia (sustancias luminiscentes) para la protección y para la autentificación de documentos de valor y de seguridad. Se usan principalmente como las denominadas características de Nivel 2. Su presencia puede detectarse a través de la emisión de sustancias luminiscentes que puede excitarse con dispositivos portátiles simples (fuentes de radiación UV o IR) y que se realiza principalmente en la región espectral visible. También sirven como protección contra copias. Por otra parte, las características de seguridad luminiscentes dotadas de seguridad contra la falsificación especialmente alta se usan sin embargo también como características de nivel 3 que pueden leerse por máquina. La verificación de la autenticidad de tales características está asociada por regla general con un alto nivel de gasto técnico.
Tanto en el área de documentos de seguridad y de valor como en el área de protección de productos, existe un interés creciente en el uso de características de autenticidad que presenten un alto nivel de seguridad (característica de nivel 2+ o de nivel 3), sin embargo pueden probarse con poco esfuerzo técnico.
Así, por el documento WO 2012/083469 A1 se conoce un dispositivo para la autentificación de documentos marcados con sistemas fotocromáticos. La característica de seguridad fotocromática muestra un cambio de color y/o un cambio de forma bajo la acción de una excitación con destello. Además se describe que la característica de seguridad está formada a base de una proteína retiniana.
Por el documento DE 102015219395 A1 se conoce una característica de identificación con al menos dos elementos de identificación dispuestos en una superficie limitada definida para la identificación de un objeto. Tras la irradiación de la superficie con luz visible, un primer elemento de identificación que está constituido por tinta de impresora se vuelve visualmente visible y un segundo elemento de identificación no se vuelve visualmente visible.
El documento EP 0091 184 A1 nombra una sustancia luminiscente de sulfuro que emite luz de verde a naranja con un tiempo de luminiscencia prolongado. Esta sustancia luminiscente se ha descrito mediante la fórmula general (Zn1-x,CdX)S:eMI’, fMm', gX', en donde Mr se ha seleccionado entre cobre y oro, Mm' se ha seleccionado entre galio e indio, y X' se ha seleccionado entre cloro, bromo, yodo, flúor y aluminio.
El documento WO 02/071347 A1 describe un procedimiento y un dispositivo para la autentificación de documentos u objetos de seguridad que presentan un compuesto luminiscente. El compuesto puede excitarse por luz de excitación.
Por el documento US 7.079.230 B1 se conoce un procedimiento así como un dispositivo de autentificación para la detección de una marcación de autentificación.
El documento EP 1672568 A1 describe etiquetas de seguridad a prueba de falsificación así como un escáner óptico para iluminar, detectar y clasificar una muestra o la etiqueta de seguridad.
En el documento US 2010/0102250 A1 se han descrito un procedimiento y un aparato para la autentificación de una característica de seguridad fotoluminiscente.
El documento US 2016/0314374 A1 describe un dispositivo para un aparato inteligente portátil así como un procedimiento para la autentificación de un objeto que va a autentificarse.
Por el documento US 2013/0153789 A1 se conoce un material de luminiscencia y objetos con este material. Además, se ha descrito un procedimiento para la autentificación de los objetos con el material de luminiscencia. El material está constituido por una primera partícula de una primera red hospedadora inorgánica con al menos una primera sustancia y una segunda partícula de una segunda red hospedadora inorgánica con al menos una segunda sustancia.
El documento WO 2018/007444 A1 describe un procedimiento para la autentificación de una marcación de seguridad así como la marcación de seguridad y un aparato lector, que puede realizar el procedimiento. La marcación de seguridad puede emitir una luz luminiscente de larga luminiscencia. El aparato de lectura con unidad de CPU y unidad de memoria, por ejemplo un teléfono inteligente, se usa para generar y registrar la emisión.
El documento WO 2013/012656 A1 divulga distintas composiciones de sustancia luminiscente que comprenden uno o más iones emisores así como uno o más iones de impurezas. Un ion emisor está caracterizado por una primera constante de tiempo de extinción en el estado no perturbado. Los iones de impurezas conducen a un comportamiento de extinción predeterminado con un tiempo de extinción modificado que es mayor de cero y menor que el tiempo de extinción no perturbado. Un sistema de autentificación está configurado para la medición del tiempo de extinción, cuando esta composición de sustancia luminiscente se ha aplicado a un artículo.
El documento WO 2013/034471 A1 así como el documento DE 10 2011 082 174 A1 describen un dispositivo para reconocer un documento que presenta una característica de seguridad basada en sustancia luminiscente con las denominadas propiedades de conversión de longitud de onda. Para ello, está previsto un dispositivo generador de luz (por ejemplo, una unidad de destello-LED), que irradia la característica de seguridad con luz de excitación, así como un dispositivo de registro de imágenes (por ejemplo, una cámara digital de un aparato de comunicación móvil), que debe registrar la luz emitida por la característica de seguridad. Sin embargo, se ha demostrado que las sustancias luminiscentes divulgadas regularmente presentan tiempos de extinción que no permiten evaluar la emisión con aparatos ampliamente extendidos, en particular una comprobación de autenticidad con la ayuda de teléfonos inteligentes habituales en el mercado.
El documento WO 2013/034603 A1 describe un procedimiento para la verificación de un documento de seguridad con una característica de seguridad en forma de un elemento de impresión fluorescente. El procedimiento prevé que el elemento de impresión se excite por medio de una fuente de luz y, como resultado de esta excitación, emita radiación electromagnética que puede detectarse en una etapa posterior por medio de un detector. Los datos registrados se evalúan mediante una comparación con datos predeterminados. En una etapa posterior, el resultado de la verificación se emite dependiendo del resultado de la comparación. En particular, el procedimiento debe realizarse con un teléfono inteligente, en donde el módulo de destello del teléfono inteligente se usa como fuente de excitación y el fotodetector de la cámara del teléfono inteligente se usa como unidad de detección. Como sustancias luminiscentes para el elemento de impresión fluorescente a modo de pigmento se mencionan sustancias luminiscentes inorgánicas, concretamente sustancias luminiscentes de nitruro; sustancias luminiscentes de ortosilicato alcalinotérreo y oxiortosilicato alcalinotérreo dopadas con europio; sustancias luminiscentes de granate de galio y aluminio y metal de tierras raras dopadas con cerio; (Ca,Sr)S:Eu2+ que emite luz roja; y SrGa2S4:Eu2+ que emite luz verde. En el caso de las sustancias luminiscentes propuestas se trata de las denominadas sustancias luminiscentes de conversión LED que se extinguen de manera extremadamente rápida. Sin embargo, se ha demostrado que prácticamente no es posible detectar de manera confiable las señales de luminiscencia de estas sustancias luminiscentes que se extinguen de manera rápida directamente durante la excitación con destello, porque las señales de luminiscencia presentan una intensidad demasiado baja en comparación con la luz de excitación y se cubren por el destello excitante de alta intensidad del teléfono inteligente.
En la aplicación práctica de las sustancias luminiscentes descritas en el estado de la técnica mencionado anteriormente se han mostrado dos problemas hasta ahora no resueltos. Estas sustancias luminiscentes conocidas previamente se usan regularmente como las denominadas sustancias luminiscentes de conversión para la producción de LED blancos, de modo que estas sustancias luminiscentes también están contenidas por regla general como partes constituyentes de conversión de radiación en los LED de destello de los teléfonos inteligentes habituales en el mercado.
Esto significa que la radiación de excitación de las unidades de destello de los teléfonos inteligentes usadas como fuente de excitación presenta con alta probabilidad las mismas señales de luminiscencia que se esperan de la característica de seguridad que se va a examinar. Una prueba fiable de la autenticidad de los documentos de valor y de seguridad dotados den tales características de seguridad se ha excluido ya por este motivo.
Un segundo problema resulta del hecho de que las sustancias luminiscentes mencionadas en el estado de la técnica para su uso como características de seguridad presentan por regla general tiempos de extinción cortos en el intervalo de ns a ps al igual que los que pueden aplicarse también para los LED de destello por las razones mencionadas. En el caso de una excitación con el destello de un teléfono inteligente, las emisiones que proceden de la característica de seguridad o bien se superponen por completo mediante el destello o éstas ya se han extinguido antes de que se realice el registro de imágenes.
Partiendo del estado de la técnica, un objetivo de la presente invención consiste en facilitar una característica de seguridad basada en sustancias luminiscentes mejorada que pueda verificarse únicamente con ayuda de un teléfono inteligente o de un aparato de procesamiento de datos ampliamente extendido, multifuncional comparable. Otro objetivo de la presente invención es proporcionar una disposición para la verificación de una característica de seguridad de este tipo.
De acuerdo con la invención, la solución del objetivo se realiza mediante una característica de seguridad basada en sustancias luminiscentes, verificable con un teléfono inteligente de acuerdo con la reivindicación 1 adjunta así como mediante una disposición para la verificación de una característica de seguridad de este tipo de acuerdo con la reivindicación independiente 9 adjunta.
Una idea de solución general para el objetivo mencionado, que la invención implementa, consiste en primer lugar en que una característica de seguridad se dota de una sustancia luminiscente específica que evita los problemas descritos anteriormente. Para ello, esta sustancia luminiscente debe estar configurada de tal manera que pueda excitarse por un lado con una fuente de luz de un teléfono inteligente o bien un aparato de procesamiento de datos móvil similar, es decir, en particular, un LED de destello de un teléfono inteligente. Al mismo tiempo, la sustancia luminiscente debe presentar una característica de luminiscencia tal que permita que puedan detectarse las señales de luminiscencia aún con alta seguridad con la ayuda de la unidad de registro de imágenes del mismo teléfono inteligente (aparato móvil de procesamiento de datos) también tras finalizar el proceso de excitación. Además de una alta eficiencia de la excitabilidad espectral y un alto rendimiento de luminiscencia, esto requiere principalmente un tiempo de extinción de
la sustancia luminiscente de acuerdo con la invención adaptado a la velocidad excepcional de la unidad de registro de imágenes del teléfono inteligente.
Mediante la invención se facilita una característica de seguridad evaluable de manera fiable, que permite incluir en la prueba propiedades exclusivas de luminiscencia, como la característica de emisión y extinción espectral de las sustancias luminiscentes utilizadas para la creación de la característica de seguridad, como criterio de autenticidad. Además, es una gran ventaja que las señales de luminiscencia que se extinguen de la característica de seguridad de acuerdo con la invención no sean visibles para el ojo humano ni durante ni después de finalizar la excitación. Se ha demostrado que las posibilidades de elección para proporcionar sustancias luminiscentes adecuadas para realizar la solución inventiva mostrada están severamente limitadas. Esto se aplica en particular a la característica de extinción requerida.
La invención proporciona una característica de nivel 3 o al menos una característica con funcionalidad de nivel 2+, como puede usarse en documentos de seguridad y de valor para la verificación de autenticidad. Tales características son generalmente invisibles para el ojo humano, por ejemplo, también después de la excitación con fuentes de luz UV o IR. Hasta ahora, sus características solo podían probarse con un gran esfuerzo técnico, por ejemplo, con la ayuda de máquinas clasificadoras de alta velocidad. Mediante la presente invención se permite por primera vez una comprobación de la autenticidad de tales características exclusivas con ayuda de teléfonos inteligentes habituales en el mercado.
La característica de seguridad de acuerdo con la invención puede aplicarse sobre o en un documento de valor o de seguridad y comprende una sustancia luminiscente que puede excitarse para dar luminiscencia con radiación electromagnética de longitud de onda predeterminada, tal como puede generarse por una unidad de iluminación de un teléfono inteligente, después de lo cual la sustancia luminiscente emite una radiación detectable por el dispositivo de cámara de un teléfono inteligente. La emisión de la sustancia luminiscente presenta un tiempo de extinción en el intervalo de ms. De acuerdo con la invención, los tiempos de extinción se han seleccionado en el intervalo entre 1 y 100 ms, preferentemente en el intervalo entre 5 y 50 ms, de nuevo preferentemente entre 10 y 30 ms.
El acontecimiento de extinción (proceso de extinción) básicamente caracteriza la disminución dependiente del tiempo de la intensidad de la radiación emitida por una sustancia luminiscente. A este respecto, la curva de extinción a menudo puede describirse con una ecuación exponencial simple de la forma I = Iüe-(t/t). La constante de extinción t contiene en ésta designa aquella duración de tiempo hasta la cual la intensidad de la emisión ha disminuido en un 36,79 % (= 1/etel) de la intensidad de partida después de que se haya apagado la fuente de excitación. Sin embargo, ha resultado que no todas las sustancias luminiscentes presentan una extinción monoexponencial. Más bien resultan de la superposición de procesos de relajación distintos dado el caso también curvas de extinción multiexponenciales (por ejemplo, bi o triexponenciales).
Como una clase particularmente adecuada de sustancias luminiscentes para la característica de seguridad han resultado las sustancias luminiscentes de granate de silicato impurificadas conjuntamente con Ce3+ y Mn2+ (CSS), que pueden describirse con la fórmula:
Ca3Sc2Si3Ü12:Ce3+,Mn2+.
Las sustancias luminiscentes de este tipo se caracterizan por una alta intensidad de absorción a 450 nm, una alta intensidad de luminiscencia y por una eficiente transferencia de energía entre los iones Ce3+ y el Mn2+.
De acuerdo con un modo de escritura alternativo puede describirse la sustancia luminiscente con la fórmula:
(Ca1-xCex)3(Sc1-zMnz)2Si3Ü12,
en donde basándose en los radios iónicos conocidos en la bibliografía técnica, a menudo se parte de que los iones Ce3+ se incorporan preferentemente en posiciones de red de Ca2+ y los iones Mn2+ preferentemente en posiciones de red Sc3+.
En investigaciones experimentales, se determinó sorprendentemente que las sustancias luminiscentes de Ca3Sc2Si3Ü12:Ce3+,Mn2+ de fase pura, altamente eficaces y especialmente estables se forman sobre todo cuando al calcular los pesos de las sustancias de partida se parte de que los iones Mn2+ se incorporan en la red tanto en sitios de Ca2+ como también en sitios de Sc3+. Se consiguen resultados particularmente buenos cuando los cálculos de peso se realizan con la suposición de que aproximadamente el 75 % de los coactivadores de Mn2+ sustituyan los iones Ca2+ y aproximadamente el 25 % los iones Sc3+ como partes constituyentes de red.
De manera especialmente preferente, la sustancia luminiscente de acuerdo con la invención puede describirse mediante la siguiente fórmula química general:
(Ca1 -x-yCexM ny)3(Sc1-zM nz)2Si3Ü12
con 0<x<0,1; 0<y<0,8; 0<z<0,8
en donde se prefiere una relación y/z de = 2.
Teniendo en cuenta los factores estequiométricos, esto corresponde a la relación especificada para la ocupación de
los sitios de red de Ca2+ o bien Sc3+ por iones coactivadores Mn2+.
Con los materiales de Ca3Sc2Si3O12:Ce3+,Mn2+ descritos se proporcionan sustancias luminiscentes especialmente ventajosas de acuerdo con la invención, que presentan emisiones con tiempos de extinción entre 5 y 30 ms y cuyas señales de luminiscencia pueden detectarse con alta seguridad utilizando los módulos de cámara de los teléfonos inteligentes habituales en el comercio también después de finalizar la excitación con destello.
Los espectros de emisión de las sustancias luminiscentes de acuerdo con la invención están constituidos por en cada caso tres bandas, que pueden asignarse a la luminiscencia directa de los iones activadores Ce3+ (banda con un Amáx. de aproximadamente 505 nm), así como las emisiones permitidas a través de la transferencia de energía de Ce3+ -Mn2+ de los coactivadores Mn2+ posicionados en los distintos sitios de red. Los máximos de las bandas de emisión mencionadas en último lugar se encuentran aproximadamente en 570 nm (Mn2+ en sitio de Ca2+) y en aproximadamente 700 nm (Mn2+ en sitio de Sc3+).
Las intensidades relativas de las diferentes bandas de emisión pueden variarse y ajustarse a través de las concentraciones de los iones activadores y coactivadores y a través de las relaciones de concentración respectivas. Además, las emisiones individuales presentan diferentes tiempos de extinción espectral. Mientras que el tiempo de extinción de la emisión de Ce3+ permitida desde el punto de vista de mecánica cuántica se encuentra en el intervalo de nanosegundos, para las dos bandas de emisión de Mn2+ que resultan de las transiciones ópticas prohibidas desde el punto de vista de mecánica cuántica se consiguen tiempos de extinción den el intervalo de milisegundos de un solo dígito (Mn2+ en sitio de Ca2+) o en el intervalo de milisegundos de dos dígitos (Mn2+ en sitio de Sc3+).
El hecho de que las bandas de emisión que se encuentran en la región espectral verde con máximos en aproximadamente 505 y 570 nm se superpongan en gran medida debido a sus semianchuras comparativamente grandes, también conduce a una superposición de las curvas de extinción de estas emisiones. Sin embargo, las sustancias luminiscentes de CSS modificadas están caracterizadas por diferentes curvas de extinción espectral con tiempos de extinción diferenciables. Por otro lado, de esta constelación resulta que para el caso de que en las mediciones de extinción se detecte toda la región espectral visible, resulta un desplazamiento de color significativo de la luminiscencia que se extingue de las sustancias luminiscentes. Además, se ha demostrado que las bandas de emisión individuales no presentan curvas de extinción monoexponenciales debido a sus superposiciones características. Más bien, las curvas de extinción bi- o tri-exponenciales son características.
El comportamiento de extinción especial descrito contribuye en gran medida a la exclusividad de las sustancias luminiscentes de Ca3Sc2Si3O12:Ce3+,Mn2+ de acuerdo con la invención. A esto se añaden otras propiedades que recomiendan estas sustancias luminiscentes para su uso en características de seguridad luminiscentes, cuya presencia y autenticidad pueden verificarse con la ayuda de teléfonos inteligentes habituales en el mercado. Por un lado, las sustancias luminiscentes mencionadas prácticamente no pueden excitarse en la región espectral ultravioleta y, por otro lado, el color del cuerpo de los pigmentos luminiscentes correspondientes se ha conseguido de modo que puede adaptarse fácilmente al diseño de color de los documentos de seguridad y de valor que van a protegerse (billetes de banco, documentos de identidad, pasaportes, permisos de conducir, etc.) o bien puede ocultarse por las tintas utilizadas para la fabricación de estos documentos. Esto significa que la presencia de las sustancias luminiscentes de CSS:Ce3+,Mn2+ introducidas como características de seguridad en los documentos de seguridad no puede reconocerse por el observador ni a simple vista ni con la ayuda de fuentes de excitación UV habituales.
Por otro lado, una forma de realización especial de la invención es que, con la excitación UV, se añaden sustancias luminiscentes de luminiscencia eficaz, que se extinguen rápidamente a las sustancias luminiscentes con un comportamiento de extinción retardado que emiten casi exclusivamente en la región espectral visible, preferentemente que pueden excitarse a 450 nm. La fotoluminiscencia estacionaria de los componentes adicionales correspondientes, claramente perceptible con excitación UV, puede servir como un enmascaramiento que mejora la seguridad de las características de seguridad integradas en los documentos de seguridad.
Incluso si las posibilidades de elección para proporcionar las sustancias luminiscentes requeridas para la realización de la solución inventiva mostrada son severamente limitadas, además de las sustancias luminiscentes de Ca3Sc2Si3O12:Ce3+,Mn2+ hay sin embargo algunos otros materiales que podrían usarse para la producción de características de seguridad debido a su comportamiento de extinción, sin embargo no se encuentran en el alcance de protección de las reivindicaciones. En la siguiente tabla se han resumido algunas de las composiciones de sustancias luminiscentes sometidas a prueba para determinar su idoneidad de acuerdo con la invención así como composiciones de sustancias luminiscentes no de acuerdo con la invención, incluyendo las propiedades de luminiscencia relevantes para la aplicación inventiva.
En particular, la tabla contiene datos con respecto a los máximos medidos de las respectivas bandas de emisión y con respecto a los tiempos de extinción. Se utilizó escala verbal para evaluar el rendimiento de luminiscencia y la excitabilidad espectral a 450 nm.
En el caso de las sustancias luminiscentes mencionadas se trata esencialmente de granates de silicato o bien granates de germanato impurificados de manera conjunta con Ce3+ y Mn2+, de redes base silicáticas o fosfáticas complejas activadas con iones Mn2+ y dado el caso adicionalmente activadas de manera conjunta con determinados iones de tierras raras (Ce3+, Eu2+, Dy3+), de compuestos de galato activados con Cr3 así como de las sustancias luminiscentes activadas con Mn4+ BaGeF6:Mn4+ y K2SiF6 :Mn4+.
Esta lista no tiene carácter concluyente.
En este contexto, debe considerarse extremadamente ventajoso modificar las sustancias luminiscentes que parecen adecuadas cambiando deliberadamente su composición química, es decir, mediante sustituciones realizadas de manera dirigida en la red parcial de cationes y/o aniones, de modo que sus propiedades de luminiscencia , en particular sus tiempos de extinción característicos, se diferencien claramente de los datos descritos en la bibliografía técnica. De esta manera, la exclusividad de los materiales luminiscentes que se extinguen de manera retardada y la seguridad contra la falsificación de las características de seguridad correspondientes pueden elevarse claramente.
Otra forma de realización de la invención se caracteriza por que para crear las características de seguridad se utilizan mezclas de sustancias luminiscentes, cuyos componentes individuales, preferentemente exclusivos, presentan tiempos de extinción diferentes y que pueden distinguirse por detectores. También en este caso resulta un aumento de la protección contra la falsificación de las características de seguridad de acuerdo con la invención.
La sustancia luminiscente presenta preferentemente un tiempo de extinción en el intervalo de ms de un dígito o dos dígitos, de modo que la emisión de la sustancia luminiscente puede detectarse con una unidad de registro de imágenes, en particular con una cámara de un teléfono inteligente. Las cámaras de teléfonos inteligentes actualmente conocidas tienen una frecuencia de imagen en el intervalo de 240 fps (fotogramas por segundo) hasta 960 fps. Son concebibles frecuencias de imagen más altas, sobre todo, en aparatos futuros, lo que no impide sin embargo el uso de la invención descrita en el presente documento. Con las velocidades de imagen actualmente conocidas, mediante la cámara del teléfono inteligente puede grabarse una primera imagen después de aproximadamente 4,2 ms o bien, en casos excepcionales, después de 1 ms.
La frecuencia de imagen del detector de imagen utilizado (especialmente la cámara de un teléfono inteligente) determina un límite inferior para el tiempo de extinción de las sustancias luminiscentes que se pueden utilizar en el sentido de la invención. En el caso de que el ojo humano no deba reconocer la característica de seguridad en el sentido de realizar un nivel de seguridad particularmente alto, la fisiología de la visión humana predetermina un límite superior. En particular, el tiempo de extinción de la sustancia luminiscente debe ser inferior a 1 s en este caso, ya que un observador humano normal puede percibir una luminiscencia de la sustancia luminiscente que dura más de 1 s.
De acuerdo con la invención, la sustancia luminiscente es una sustancia luminiscente de granate de silicato impurificado con Ce3+ o Mn2+. Cuando se excita con la luz de LED que emiten luz blanca, preferentemente con una longitud de onda máxima de 450 nm, la luminiscencia estacionaria de la sustancia luminiscente presenta un espectro de emisión de banda ancha con varios máximos de emisión en la región espectral visible. Estos máximos se encuentran en aproximadamente
505 nm (asignable a la emisión de iones Ce3+ en sitios de Ca2+ dodecaédricos),
570 nm (asignable a la emisión sensibilizada de iones Mn2+ en sitios de Ca2+ dodecaédricos),
700 nm (asignable a la emisión sensibilizada de iones Mn2+ en sitios de Sc3+ octaédricos).
Los tiempos de extinción espectral de las diferentes bandas de emisión se encuentran en el orden mencionado en el intervalo de ns, en el intervalo de ms de un dígito o de dos dígitos.
El tiempo de extinción de la sustancia luminiscente de la característica de seguridad se encuentra preferentemente en el intervalo de 1 ms a 50 ms. La sustancia luminiscente de la característica de seguridad presenta de manera especialmente preferente un tiempo de extinción de 10 ms a 30 ms.
Para que la característica de seguridad solo pueda detectarse por medio de un teléfono inteligente, la sustancia luminiscente está configurada de modo que puede excitarse en la región espectral visible, en particular en la región espectral azul, para que la fuente de destello del teléfono inteligente pueda suministrar esta radiación de excitación. Además, la sustancia luminiscente está configurada de modo que emite en la región espectral visible para garantizar que pueda detectarse con el módulo de cámara de un teléfono inteligente habitual en el comercio. Además, la sustancia luminiscente está configurada de modo que su luminiscencia se extingue en el intervalo de ms después de que se completa la excitación con destello, de modo que es posible una verificación segura después de finalizar la excitación.
La luz blanca de una unidad de iluminación de un teléfono inteligente se genera por un LED, que consiste en un chip semiconductor LED que emite a aproximadamente 450 nm, por ejemplo, y una o más sustancias luminiscentes de conversión LED colocadas sobre el chip semiconductor LED. Estas sustancias luminiscentes de conversión son capaces de convertir proporcionalmente la emisión del LED azul en radiación de luminiscencia visible de onda más larga (emisiones de banda ancha en la región espectral verde, amarillo y rojo) con un máximo de emisión de por ejemplo aproximadamente 560 nm. La luz blanca del LED que está disponible como unidad de iluminación de los teléfonos inteligentes habituales en el comercio resulta de la mezcla de colores aditivos de los componentes de luminiscencia individuales descritos, en donde la proporción espectral azul presenta la intensidad claramente más alta. Esto significa que la sustancia luminiscente que puede utilizarse para proporcionar la característica de seguridad de acuerdo con la invención debe estar configurada preferentemente de modo que presente una alta eficiencia de excitabilidad espectral, particularmente en el intervalo entre 420 nm y 470 nm. El máximo de la excitabilidad espectral de la sustancia luminiscente se encuentra de manera especialmente preferente a aproximadamente 450 nm.
La cámara del teléfono inteligente está disponible como unidad de registro de imágenes para detectar las señales de luminiscencia de la sustancia luminiscente. La unidad de registro de imágenes está equipada preferentemente con un detector CMOS y un filtro IR. Con ello, ésta presenta una sensibilidad espectral que comprende toda la región espectral visible hasta aproximadamente 750 nm. Por medio de la unidad de registro de imágenes pueden grabarse imágenes individuales, series de imágenes o grabaciones de vídeo. Para la sustancia luminiscente utilizada para crear la característica de seguridad, esto significa que debe configurarse de tal manera que, después de que se haya realizado la excitación, emita con la mayor intensidad posible, preferentemente en la región espectral entre 480 nm y 750 nm.
El aparato terminal móvil utilizado de acuerdo con la invención para la verificación de la característica de seguridad es preferentemente un teléfono inteligente convencional. Es comprensible para el experto en la materia que la misma funcionalidad también pueda estar integrada en una tableta o un aparato de procesamiento de datos multifuncional similar, para lo cual debe estar equipado con una cámara con unidad de registro de imágenes y/o unidad de iluminación así como una unidad de procesamiento de datos. Igualmente deben estar comprendidos por la invención aparatos de este tipo que tengan el mismo efecto. La unidad de procesamiento de datos es preferentemente un procesador, en particular un microprocesador.
Preferentemente, la sustancia luminiscente está dispuesta en la característica de seguridad de modo que forme un patrón. Los pigmentos de sustancia luminiscente se han aplicado preferentemente sobre un soporte como un patrón definido. El patrón puede estar dispuesto como una forma, por ejemplo un triángulo o una estrella. Como alternativa, el patrón formado por la sustancia luminiscente de la propia característica de seguridad puede contener datos y puede estar dispuesto como un código, por ejemplo, un código QR. Los pigmentos luminiscentes se han impreso como característica de seguridad, por ejemplo, en un documento de seguridad. La impresión o aplicación puede realizarse con procedimientos de impresión conocidos tales como impresión por huecograbado, impresión flexográfica, impresión offset o serigrafía. Además, la sustancia luminiscente puede aplicarse sobre el documento de seguridad o introducirse en el documento de seguridad mediante procedimientos de recubrimiento o procedimientos de laminación. La distribución del tamaño de grano de los pigmentos de sustancia luminiscente se ha adaptado preferentemente al respectivo procedimiento de impresión y aplicación.
La característica de seguridad, en particular la sustancia luminiscente, tiene preferentemente una alta estabilidad de procesamiento. En particular, la sustancia luminiscente presenta una alta estabilidad térmica y mecánica. La sustancia luminiscente presenta preferentemente una alta resistencia al envejecimiento frente a influencias ambientales. La estabilidad y la resistencia al envejecimiento son necesarias para garantizar que la característica de seguridad pueda verificarse de forma fiable durante todo el ciclo de vida del documento de seguridad.
Una ventaja de la característica de seguridad de acuerdo con la invención, que comprende una sustancia luminiscente, puede verse en el hecho de que la característica de seguridad puede excitarse por medio de un destello de un teléfono inteligente debido a las características de luminiscencia especialmente configuradas de la sustancia luminiscente y su emisión puede detectarse por la cámara del teléfono inteligente, lo que permite una verificación simple, rápida y fácil de usar de la característica de seguridad. Puede realizarse una comprobación de autenticidad y/o comprobación de integridad. Se ha demostrado que es ventajoso seleccionar una sustancia luminiscente especial con tiempos de extinción en el intervalo de ms para proporcionar la característica de seguridad, cuyas señales de luminiscencia aún pueden medirse de manera confiable incluso después de finalizar el proceso de excitación. La verificación ventajosamente no se refiere exclusivamente a la detección de la presencia de la característica de seguridad, también incluye el espectro de emisión, la forma específica de la curva de extinción (característica de extinción) y el patrón formado por los pigmentos de sustancia luminiscente en la comprobación de autenticidad como criterios de autenticidad. Otra ventaja de la característica de seguridad consiste en que los humanos no pueden percibirla visualmente.
La disposición de acuerdo con la invención comprende una característica de seguridad de acuerdo con la invención en una de las realizaciones descritas anteriormente, que se aplica sobre un documento de valor o de seguridad o se introduce en un documento de valor o de seguridad. Además, la disposición comprende un teléfono inteligente, que comprende una unidad de iluminación, una unidad de registro de imágenes y una unidad de procesamiento de datos.
Ha resultado que un enfoque de solución ventajoso para poder medir de manera confiable la luminiscencia que se extingue de las sustancias luminiscentes después de finalizar el proceso de excitación consiste en utilizar una combinación de destellos individuales y grabaciones en serie o de vídeo como procedimientos de detección, en donde la duración de las grabaciones en serie o en vídeo deben superar claramente a la del destello excitante.
Al mismo tiempo, la duración de grabación debe adaptarse al tiempo de extinción de la sustancia luminiscente utilizada. En la última grabación, es decir, en el último fotograma, la intensidad de emisión de la sustancia luminiscente debe ser cero, tal como era antes de la excitación con destello. Este fotograma puede utilizarse como referencia para calcular las diferencias de imagen (B1-R; B2-R;...Bn-R). El análisis de las diferencias de imagen, el ajuste de contraste a realizar y la consideración e inclusión de otros procedimientos para el análisis de imagen (análisis de histogramas de los diferentes canales de color) pueden considerarse como un requisito previo esencial para no solo detectar la presencia de una sustancia luminiscente inventiva seleccionada con la ayuda del teléfono inteligente, sino también al mismo tiempo verificar la característica de emisión espectral y la característica de extinción exclusiva.
Además, se ha demostrado que es extremadamente ventajoso mantener la distancia entre el teléfono inteligente y la característica de seguridad que se va a comprobar lo más pequeña posible cuando se verifica la autenticidad del documento de seguridad. De esta manera, puede elevarse la intensidad de la excitación con destello y puede reducirse claramente la influencia perturbadora de la luz extraña. En particular, la distancia entre el dispositivo de detección y el documento de seguridad puede seleccionarse para que sea menor que el intervalo de ajuste del eje del teléfono inteligente; no se requieren imágenes nítidas para la excepción y verificación de las señales de luminiscencia difusa.
Por ejemplo, el teléfono inteligente debe configurarse con una App de tal manera que se realizan al menos las siguientes etapas para la verificación de la característica de seguridad:
En una primera etapa del procedimiento, la característica de seguridad se excita para dar la luminiscencia por medio de la unidad de iluminación del teléfono inteligente, preferentemente activando un solo destello del módulo de destello LED, de modo que la característica de seguridad emite una radiación electromagnética en la región espectral visible.
En una segunda etapa del procedimiento, paralelamente a la excitación con un solo destello, las señales de luminiscencia de la sustancia luminiscente de la característica de seguridad de acuerdo con la invención, que se extinguen producidas después de finalizar la excitación se detectan por medio de la unidad de registro de imágenes, es decir, con la ayuda del módulo de la cámara del teléfono inteligente.
En otra etapa del procedimiento, las características de luminiscencia en las imágenes registradas se evalúan por la unidad de procesamiento de datos y se comparan con datos de referencia para verificar la característica de seguridad y confirmar la autenticidad del documento de seguridad.
Otros detalles, ventajas y perfeccionamientos de la invención resultan de la siguiente descripción de formas de realización preferidas de la invención, con referencia al dibujo. Muestran:
figura 1 una representación esquemática de una forma de realización de una característica de seguridad de acuerdo con la invención en un documento de seguridad en forma de billete de banco;
figura 2 una representación esquemática de componentes de una disposición de acuerdo con la invención para la
verificación de la característica de seguridad;
figura 3 una representación esquemática del comportamiento de subida y extinción de una sustancia luminiscente de la característica de seguridad con la excitación con destello;
figura 4 un diagrama de flujo para realizar la verificación de la característica de seguridad con la disposición de acuerdo con la invención;
figura 5 un espectro de excitación de la banda de emisión de 700 nm de una sustancia luminiscente de acuerdo con la invención de acuerdo con el ejemplo de realización 1;
figura 6 un espectro de emisión de la fotoluminiscencia estacionaria excitada a 450 nm de la sustancia luminiscente de acuerdo con el ejemplo de realización 1;
figura 7 curvas de extinción espectral de las diferentes bandas de emisión de una sustancia luminiscente inventiva descrita en el ejemplo de realización 1;
figura 8 un desplazamiento de color de la luminiscencia de la sustancia luminiscente que se extingue, detectada por toda la región espectral visible de acuerdo con el ejemplo de realización 1, representado por medio del desarrollo temporal de las coordenadas de color x-y en la tabla de colores estándar CIE;
figura 9 espectros de emisión de la fotoluminiscencia estacionaria de las sustancias luminiscentes excitadas a 450 nm de acuerdo con los ejemplos de realización 2 y 3;
figura 10 curvas de extinción de las principales bandas de emisión de las sustancias luminiscentes excitadas a 450 nm de acuerdo con los ejemplos de realización 2 y 3;
La figura 1 muestra una característica de seguridad 01 de acuerdo con la invención, que se aplica sobre un documento de valor, a saber, un documento de seguridad 02 en forma de billete de banco que se representa en forma simbolizada. La característica de seguridad sirve para la detección de la autenticidad del documento de seguridad 02. La característica de seguridad 01 presenta aquí la forma de una estrella. Se coloca debajo de una característica visible 03, en este caso el valor nominal del billete de banco. La característica de seguridad 01 consiste en una sustancia luminiscente que puede excitarse por medio de la unidad de iluminación de un teléfono inteligente, preferentemente en la región espectral azul, para dar la luminiscencia que se extingue en el intervalo de ms, como se ha divulgado anteriormente en el contexto de la descripción de la invención.
La figura 2 muestra una representación esquemática de una disposición para la verificación de la característica de seguridad 01, en donde la característica de seguridad se excita para dar la luminiscencia por medio de una unidad de iluminación 04 de una unidad de registro de imágenes 06 de un aparato terminal móvil, concretamente un teléfono inteligente 07, en el que la unidad de iluminación 04 genera luz de excitación, en particular destello 08 de LED blanca con un máximo espectral de aproximadamente 450 nm. El destello 08 tiene una intensidad Ia . Durante la excitación, la sustancia luminiscente de la característica de seguridad 01 emite radiación electromagnética estacionaria en la región espectral visible, que se extingue en el intervalo de ms después de finalizar la excitación. La emisión que se extingue Ie de la sustancia luminiscente se detecta con una cámara 09 de la unidad de registro de imágenes 06 del teléfono inteligente 07 al activar una grabación en serie o de vídeo. La cámara 09, que funciona como detector, detecta además una radiación ambiental I0 de luz de día o luz de ambiente, que da contra la característica de seguridad 01 y el billete de banco 02 y reflejada allí. La influencia de la radiación ambiental I0 puede mantenerse pequeña en el procedimiento de acuerdo con la invención debido a que se mantiene pequeña una distancia d entre la característica de seguridad 01 y el teléfono inteligente 07. Debido a la pequeña distancia d, que se encuentra preferentemente por debajo del intervalo de enfoque de la unidad de registro de imágenes 06, el teléfono inteligente 07 apantalla la radiación ambiental I0 en gran medida. Para la verificación confiable de las señales de luminiscencia difusas de la característica de seguridad no se requieren concretamente grabaciones de imágenes nítidas.
La figura 3 muestra una representación esquemática del comportamiento de subida y extinción de la sustancia luminiscente, que se usa en la característica de seguridad 01. Una curva de emisión 11 de la característica de seguridad 01 excitada para dar la luminiscencia está representada en el diagrama a lo largo de un eje de tiempo t.
Además, está representada gráficamente una curva de excitación 12 de destello a lo largo del eje de tiempo. Si el destello individual se genera por medio del teléfono inteligente 07 (figura 2), la curva de excitación de destello de LED 12 aumenta abruptamente, mantiene su nivel por un corto tiempo y luego cae a cero en el intervalo de ns a gs. La sustancia luminiscente de la característica de seguridad 01 se excita para la luminiscencia mediante la radiación electromagnética del destello, en donde su curva de emisión 11 aumenta casi simultáneamente con la curva de excitación con destello 12. Tras finalizar la excitación con destello 12, la emisión de la sustancia luminiscente 11 se extingue de manera claramente más lenta que la radiación de excitación de la unidad de iluminación del teléfono inteligente dotada preferentemente de LED de emisión blanca. De acuerdo con la invención, el tiempo de extinción de la sustancia luminiscente se encuentra en el intervalo de ms.
Las imágenes 13 individuales de la característica de seguridad 01 registradas por el detector 09 del teléfono inteligente 07 (figura 2) están representadas por debajo del eje de tiempo en la figura 3. Los registros de imagen 13 muestran la
intensidad de emisión que se extingue de la característica de seguridad 01 por medio de la luminosidad del patrón de estrellas utilizado como ejemplo, que se vuelve más pequeña con el tiempo. Tras la extinción esencialmente completa de la emisión de la sustancia luminiscente, puede registrarse una imagen de referencia 14b como la última imagen de la secuencia de imágenes grabadas. Dependiendo del procedimiento de evaluación, también puede registrarse una imagen de referencia adicional 14a (imagen inicial) antes de la activación de la radiación de excitación (activación del destello). Para garantizar la disponibilidad de una imagen de referencia requerida para calcular las diferencias de imágenes, una imagen de inicio 14a puede grabarse opcionalmente como una imagen de referencia adicional dado el caso ya antes de la activación de las grabaciones en serie o de vídeo decisivas para la detección de las señales de luminiscencia que se extinguen de la característica de seguridad.
La figura 4 muestra, de forma simplificada, el desarrollo principal de la verificación de la característica de seguridad 01 utilizando la disposición representada en la figura 3. En una etapa de posicionamiento 41, el documento de seguridad que va a verificarse se posiciona de modo que pueda detectarse de manera segura por la unidad de registro de imágenes del teléfono inteligente. En una etapa de comprobación de referencia 42 opcional, la imagen de inicio 14a de la característica de seguridad se genera ya antes de la activación de la excitación con destello del teléfono inteligente. En una etapa de detección 43, se activa un solo destello con la ayuda de la unidad de registro de imágenes de la unidad de iluminación del teléfono inteligente y se realiza una grabación de imágenes en serie o de vídeo para registrar las señales de luminiscencia de la sustancia luminiscente utilizada para crear de la característica de seguridad, que están presentes después de finalizar la excitación con destello y que se extinguen en el intervalo de ms. Finalmente, en una etapa de análisis de emisión 44, las series de imágenes grabadas y las grabaciones de referencia se comparan por medio de la unidad de procesamiento de datos. Además del cálculo de las diferencias de imagen y su análisis, se utilizan a este respecto otros métodos de procesamiento de imágenes como por ejemplo el ajuste de contraste y el análisis de histogramas de los diferentes canales de color para verificar de esta manera tanto la emisión espectral como también la característica de extinción exclusiva de la sustancia luminiscente utilizada de acuerdo con la invención. La autenticidad del documento de seguridad comprobado puede confirmarse en una etapa de liberación 45 comparando los parámetros calculados con los parámetros de autenticidad de la característica de seguridad depositados preferentemente en la memoria de datos del teléfono inteligente. En particular, la autenticidad e integridad del documento de seguridad pueden confirmarse mediante la verificación de la característica de seguridad en el documento de seguridad.
La figura 5 muestra un espectro de excitación 121 de la banda de emisión de 700 nm de una sustancia luminiscente de acuerdo con el ejemplo de realización 1. Para producir esta sustancia luminiscente se homogeneizan 0,2822 g de CaCÜ3, 0,5335 g de Sc2(C2O4)3*10,723H2O, 0,1803 g de SiÜ2 , 0,0052 g de CeÜ2 , y 0,0358 g de MnC2O4-2H2O completamente mediante morteros con adición de acetona. Después de evaporar el disolvente, la mezcla de polvo seco se transfiere a un crisol de corindón. La muestra se precalcina primero en un horno de cámara a 500 °C durante 2 h en atmósfera de aire y a continuación se somete a recocido en un horno tubular a 1400 °C durante 4 h en atmósfera del 5 % de H2 /95 % de N2. A continuación, el producto resultante se tamiza. Esta sustancia luminiscente presenta la fórmula (Ca2,82Ce0,03Mn0,15)(Sc1,95Mn0,05)Si3O12. El espectro de excitación ilustra que la sustancia luminiscente inventiva a modo de ejemplo presenta una excitabilidad espectral máxima en el intervalo de 440 a 450 nm.
La figura 6 muestra un espectro de emisión 111 correspondiente de la sustancia luminiscente de acuerdo con el ejemplo de realización 1 con una excitación de 450 nm. Se muestra que la sustancia luminiscente configurada de manera especial a través de la composición de sustancia luminiscente y las condiciones de preparación seleccionadas presenta emisiones de banda ancha en toda la región espectral visible. Son visibles tres bandas de emisión con máximos en aproximadamente 505 nm, 570 nm y aproximadamente 700 nm, en donde la banda presenta con un máximo de aproximadamente 700 nm la intensidad relativa más alta. Como ya se ha descrito, estas bandas de la luminiscencia directa de los iones activadores de Ce3+ (Ce3+ en el sitio de Ca2+), así como las emisiones permitidas a través de la transferencia de energía de Ce3+ - Mn2+ pueden asignarse a los activadores conjuntos de Mn2+ posicionados en los diferentes sitios de red (Mn2+ en el sitio de Ca2+ o bien Mn2+ en el sitio de Sc3+).
La figura 7 muestra las curvas de extinción espectral de las bandas de emisión individuales. La curva 1311 es la curva de extinción para la emisión a 505 nm, la curva 1312 es la curva de extinción para la emisión a 570 nm y la curva 1313 es la curva de extinción para la emisión a 700 nm. Puede reconocerse claramente que las curvas de extinción espectral para las emisiones individuales difieren significativamente. Tal como ya se ha explicado, se determina una extinción en el intervalo de nanosegundos para la emisión con un máximo de aproximadamente 505 nm, mientras que las bandas de luminiscencia con máximos de aproximadamente 570 o bien aproximadamente 700 nm presentan tiempos de extinción en el intervalo de milisegundos de un dígito o bien de dos dígitos. Además, es evidente para el experto en la materia que es muy poco probable que las curvas de extinción individuales se desarrollen exponencialmente. Más bien, las curvas medidas parecen presentar características de extinción multiexponencial.
La figura 8 ilustra el desplazamiento de color que resulta cuando se detecta la luminiscencia que se extingue por toda la región espectral visible. A este respecto muestra la figura 8 en primer lugar una representación esquemática de una tabla de colores estándar CIE 15 del sistema de valencia estándar CIE. El sistema de valencia estándar CIE se definió en 1931 para establecer una relación entre la percepción humana del color y las causas físicas del estímulo del color y normalmente registra la totalidad de todos los colores perceptibles, en donde la percepción del color se relaciona con la de un observador normal definido. Cada color o espectro de emisión de un objeto autoluminoso se representa por una única coordenada x-y en la tabla de valores estándar CIE. Las coordenadas de color de las señales de
luminiscencia medidas integralmente en función del tiempo de extinción están representadas en la figura 8 por medio de los elementos con los números de referencia 140 a 147. Al mismo tiempo, los datos determinados para una sustancia luminiscente de acuerdo con el ejemplo de realización 1 pueden tomarse de la siguiente tabla.
El desplazamiento de color que va tendencialmente desde la región espectral verde a la roja resulta de la superposición de las bandas de emisión representadas en la figura 6 así como de las diferencias y la superposición de las curvas de extinción correspondientes representadas en la figura 7 de la sustancia luminiscente de acuerdo con el ejemplo de realización 1. El comportamiento de extinción especial descrito contribuye en gran medida a la exclusividad de la sustancia luminiscente Ca3Sc2Si3O12:Ce3+,Mn2+ de acuerdo con la invención.
La figura 9 muestra los espectros de emisión 1123, 113 de la fotoluminiscencia estacionaria de las sustancias luminiscentes excitadas a 450 nm de acuerdo con los ejemplos de realización 2 y 3. La figura 10 muestra las curvas de extinción asociadas 132, 133 de las principales bandas de emisión de las sustancias luminiscentes excitadas a 450 nm de acuerdo con los ejemplos de realización 2 y 3.
Para producir la sustancia luminiscente según el ejemplo de realización 2, se disuelven completamente 0,2898 g de CaCOa, 0,1362 g de ScaOa, 0,1803 g de SiOa, 0,0130 g de Ce(NOa)3-6H2O, 0,0179 g de MnC2O4-2HaO y 1,8170 g de tris(hidroximetil)aminometano en una mezcla de 10 ml de ácido nítrico y 100 ml de agua con agitación y calentamiento en una placa calefactora. A continuación, el líquido se evapora hasta que el gel restante se enciende y se forma una espuma negra. Esta espuma se seca primero a 150 °C en un armario de secado, luego se muele finamente en mortero y se transfiere a un crisol de porcelana. En una primera etapa de calentamiento, la mezcla se somete a recocido durante 2 h a 1000 °C en la atmósfera de aire de un horno de cámara para descomponer las partes constituyentes residuales orgánicas que quedan. El material recocido, que ahora presenta un color de cuerpo blanco, se mezcla a continuación con el dos por ciento en masa de ácido bórico y se somete a recocido de nuevo esta vez durante 4 h a 1300 °C en una atmósfera de gas de formación al 5 %. La sustancia luminiscente resultante presenta la composición (Ca2,895Ce0,03Mn0,075) (Sc1,975Mn0,025)Si3O12. La curva 112 de la figura 9 muestra el espectro de emisión de esta sustancia luminiscente. En la figura 10, la curva 132 designa la curva de extinción de esta sustancia luminiscente, que emite preferentemente en la región espectral verde.
Para producir la sustancia luminiscente de acuerdo con el ejemplo de realización 3 con la composición (Ca2,745Ce0,03Mn0,225) (Sc1,925Mn0,075)Si3O12 se disuelven 0,2747 g de CaCO3, 0,1327 g de Sc2O3, 0,1803 g de SiO2 , 0,0130 g de Ce(NO3)3-6H2O, 0,0537 g de MnC2O4-2H2O y 1,8170 g de tris(hidroximetil)aminometano en una mezcla de 10 ml de ácido nítrico y 100 ml de agua con agitación y calentamiento. A continuación, el líquido se evapora hasta que el gel resultante se enciende. La espuma negra producida se seca en un armario de secado a 150 °C, luego se muele finamente en mortero y se transfiere a un crisol de porcelana. Después de un primer recocido de dos horas a 1000 °C en la atmósfera de aire de un horno de cámara así como y la posterior adición del dos por ciento en masa de ácido bórico al material recocido enfriado, se lleva a cabo un nuevo tratamiento térmico de cuatro horas a 1100 °C en una atmósfera de gas de formación al 5 %. El espectro de emisión de la sustancia luminiscente obtenida, medido a 450 nm de excitación, está representado en la curva 113 de la figura 9, la curva de extinción asociada puede deducirse de la curva 133 de la figura 10.
Los dos ejemplos de realización y las figuras asociadas muestran una vez más con toda claridad que en el caso de las sustancias luminiscentes de Ca3Sc2Si3O12:Ce3+,Mn2+ se trata de una clase particularmente adecuada de sustancias luminiscentes para la formación de una característica de seguridad de acuerdo con la invención. Variando la composición de la sustancia luminiscente y las condiciones de preparación, pueden crearse numerosas composiciones de sustancia luminiscente exclusivas con diferente comportamiento de extinción y espectros de emisión distinguibles y, por esta razón, con un nivel de seguridad y autenticidad marcadamente alto. Las propiedades exclusivas de las sustancias luminiscentes que pueden usarse para proteger documentos de valor y de seguridad en forma de características de seguridad pueden verificarse de manera confiable con la ayuda de teléfonos inteligentes habituales en el comercio.
Lista de números de referencia
01 característica de seguridad
02 documento de seguridad / billete de banco
03 valor nominal
04 unidad de iluminación
05 -06 unidad de registro de imágenes
07 teléfono inteligente
08 destello
09 cámara / detector
10 -11 curva de emisión
12 curva de excitación con destello
13 registro de imagen de la característica de seguridad 01
14a imagen de inicio
14b imagen de referencia
15 tabla de colores estándar CIE
41 - 45 etapas del procedimiento
111 espectro de emisión de la sustancia luminiscente de acuerdo con el ejemplo de realización 1 112 espectro de emisión de la sustancia luminiscente de acuerdo con el ejemplo de realización 2 113 espectro de emisión de la sustancia luminiscente de acuerdo con el ejemplo de realización 3 121 espectro de excitación de la sustancia luminiscente de acuerdo con el ejemplo de realización 1 1311 curva de extinción para la emisión a 505 nm de la sustancia luminiscente de acuerdo con el ejemplo de realización 1
1312 curva de extinción para la emisión a 570 nm de la sustancia luminiscente de acuerdo con el ejemplo de realización 1
1313 curva de extinción para la emisión a 700 nm de la sustancia luminiscente de acuerdo con el ejemplo de realización 1
132 curva de extinción de la emisión predominantemente verde de la sustancia luminiscente de acuerdo con el ejemplo de realización 2
133 curva de extinción de la emisión predominantemente verde de la sustancia luminiscente de acuerdo con el ejemplo de realización 3
140 - 147 coordenadas de color x-y de la luminiscencia integral que se extingue de la sustancia luminiscente de acuerdo con el ejemplo de realización 1
Claims (11)
1. Característica de seguridad verificable por teléfono inteligente con una sustancia luminiscente que puede excitarse para dar la luminiscencia mediante una radiación electromagnética visible generada por un teléfono inteligente y muestra una emisión que puede detectarse por medio de una unidad de registro de imágenes del teléfono inteligente, en donde la sustancia luminiscente se ha seleccionado del siguiente grupo:
- (Ca1-x-yCexMny)3(Sc1-z/Mnz)2Si3O12;
con 0<x<0,1; 0<y<0,8; y 0<z<0,8; y y/z=2;
- Ca3Sc2Si3O12:Ce3+,Mn2+;
y en donde
después de finalizar la excitación, la sustancia luminiscente muestra la emisión durante un tiempo de extinción en el intervalo de 1 ms a 100 ms.
2. Característica de seguridad según la reivindicación 1, caracterizada por que después de finalizar la excitación, la sustancia luminiscente presenta un tiempo de extinción de 1 ms a 50 ms, preferentemente un tiempo de extinción de 10 ms a 30 ms, en el que su emisión en la región espectral visible presenta una característica de luminiscencia que puede detectarse por la unidad de registro de imágenes del teléfono inteligente.
3. Característica de seguridad según la reivindicación 1 o 2, caracterizada por que la sustancia luminiscente puede excitarse para dar la luminiscencia por medio de un LED de destello del teléfono inteligente que emite luz blanca.
4. Característica de seguridad según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que durante el tiempo de extinción, la sustancia luminiscente emite en la región espectral entre 480 nm y 750 nm.
5. Característica de seguridad según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que la sustancia luminiscente está configurada como una mezcla de sustancias luminiscentes, cuyos componentes de sustancia luminiscente presentan distintos tiempos de extinción que pueden diferenciarse por detectores después de finalizar la excitación.
6. Característica de seguridad según la reivindicación 5, caracterizada por que la mezcla de sustancias luminiscentes contiene una sustancia luminiscente de luminiscencia con excitación UV, que se extingue rápidamente, cuya fotoluminiscencia estacionaria, visualmente perceptible actúa como enmascaramiento de la emisión de la sustancia luminiscente que sirve como característica de seguridad.
7. Característica de seguridad según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por que la sustancia luminiscente está formada como pigmentos de sustancia luminiscente que pueden procesarse en un procedimiento de impresión.
8. Característica de seguridad según la reivindicación 7, caracterizada por que los pigmentos de sustancia luminiscente representan un patrón predeterminado en la característica de seguridad.
9. Disposición para la verificación de un documento de seguridad (02), que comprende:
- una característica de seguridad (01), que se ha aplicado en el documento de seguridad (02), contiene un sustancia luminiscente que puede excitarse para dar la emisión y está configurada de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8,
- un teléfono inteligente (07) con una unidad de iluminación (04) para la excitación de la sustancia luminiscente de la característica de seguridad, con una cámara (09) para detectar la emisión de la sustancia luminiscente tras finalizar la excitación durante un tiempo de extinción predeterminado mediante registro de una serie de imágenes y con una unidad de procesamiento de datos para la evaluación de la serie de imágenes, en donde la emisión detectada durante el tiempo de extinción se compara con valores de referencia almacenados para verificar el documento de seguridad.
10. Disposición según la reivindicación 9, caracterizada por que se ha instalado una aplicación (App) en el teléfono inteligente (07), que controla la unidad de iluminación (04), la cámara (09) y la unidad de procesamiento de datos.
11. Disposición según una de las reivindicaciones 9 a 10, caracterizada por que la distancia entre el teléfono inteligente y el documento de seguridad que va a comprobarse se ha seleccionado menor que o igual al intervalo de enfoque del teléfono inteligente.
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