ЦЕННЫЙ ДОКУМЕНТ С ЗАЩИТНОЙ МАРКИРОВКОЙ С ВАРЬИРУЮЩИМСЯ ВРЕМЕНЕМ ЗАТУХАНИЯ И СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ ЗАЩИТНОЙ МАРКИРОВКИ Российский патент 2020 года по МПК B42D25/382 

Настоящее изобретение относится к технической области изготовления и проверки ценных документов и касается ценного документа с защитной маркировкой со спектрально непрерывно варьирующимся временем затухания, а также способа для идентификации последней.

Под ценными документами при этом понимают предметы в виде листа, которые, например, представляют собой монетарную величину или право и поэтому не должны иметь возможность произвольного изготовления неуполномоченными лицами. Поэтому они имеют трудноизготавливаемые, прежде всего труднокопируемые, признаки, наличие которых является признаком подлинности, то есть изготовления уполномоченным на это органом. Важные примеры таких ценных документов - это карты с чипами, купоны, ваучеры, чеки и прежде всего банкноты.

Как правило, ценные документы, защищены от нежелаемого и при определенных обстоятельствах противоречащего закону размножения специальной маркировкой. Давно известно снабжение ценных документов для этой цели люминесцирующими субстанциями, которые имеют определенные эмиссионные характеристики. Прежде всего, известно использование защитных признаков из комбинации различных люминесцирующих веществ, а также определение и оценка времени затухания люминесценции для проверки ценных документов.

Хотя при помощи известных из уровня техники люминесцирующих веществ и способов оценки может быть получена удовлетворительная защищенная от фальсификации маркировка ценных документов, тем не менее, в случае защитных признаков с комбинацией из люминесцирующих веществ, испускаемые излучения которых спектрально не накладываются друг на друга, спектральные свойства отдельных люминесцирующих веществ анализируются по отдельности, так что достигается не особенно высокая степень защиты от угрозы анализа и копирования. За счет использования люминесцирующихвеществ, испускаемые излучения которых частично или полностью накладываются друг на друга, анализ уже в существенной степени усложняется, причем все же здесь также имеется возможность за счет комбинации люминесцирующих веществ с другими спектральными признаками, например другими положениями полос излучения, создать в сумме похожий спектр излучения. Кроме того, в соответствии с уровнем техники на практике необходимо, чтобы люминесцирующие вещества имели идентичную длину волн излучения или, по меньшей мере, только незначительно различающиеся длины волн излучения, так как излучения люминесцирующих веществ в сумме должны действовать как излучение одного единственного люминесцирующего вещества. Однако это вызывает существенное ограничение в отношении выбора люминесцирующих веществ, так как люминесцирующие вещества со значительно различающимися излучениями, а также имеющими возможность разделения на различные спектральные области излучениями с небольшим наложением не могут быть использованы и подвергнуты оценке. Вследствие ограничения имеющегося комбинаторного многообразия и связанной с этим сопутствующей ограниченной вариативности маркировки может возникнуть ослабление защиты от фальсификации.

Если время затухания люминесценции смеси веществ должно быть оценено в соответствии с уровнем техники, то выбор вещества ограничивается дополнительно, так как индивидуальные времена затухания должны находиться в соответствующем соотношении друг с другом. Кроме того, точный и однозначный анализ мультиэкспоненциальных кривых затухания технически очень затратен, что в критичных по времени ситуациях, таких как, например, на высокоскоростных машинах для обработки банкнот или в случае колебаний производства, является недостатком для того, чтобы надежным образом оценить подобные защитные признаки.

В качестве примера публикация US 7762468 В2 показывает способ аутентификации, в котором используется комбинация двух люминесцирующих веществ с различными временами затухания. При этом медленнее затухающее люминесцирующее вещество фиксируется только тогда, когда люминесценция быстрее затухающего люминесцирующего вещества уже затухла. Публикация US 2 006118741 А1 также описывает защитную маркировку с комбинацией из двух люминесцирующих веществ, интенсивности которых могут быть проверены индивидуально.

В публикации US 9046486 B2 раскрывается защитная маркировка, основывающаяся на комбинации люминесцирующих веществ с различным характером затухания, которые в сумме создают излучение с мультиэкспоненциальным характером затухания. При помощи соответствующего приближения определяются как амплитуды, так и времена затухания кривых затухания.

Публикация WO 2011106522 А1 описывает защитную маркировку с комбинацией из двух органических люминесцирующих веществ с накладывающимися спектрами излучения и различными временами затухания. Недостатком при использовании органических молекул красящего вещества, наряду с прочим, является их относительная устойчивость к химическим и физическим влияниям. Кроме того, они имеют различимые глазом излучения в видимом спектральном диапазоне.

Напротив, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы реализовать надежную маркировку ценного документа при помощи люминесцирующих веществ с частично накладывающимися друг на друга излучениями, которая благодаря связыванию свойств признака со способом измерения обеспечивает повышенную защиту от фальсификации. Кроме того, должно быть возможным использование большого количества различных люминесцирующих веществ, и идентификация защитного признака должна осуществляться простым и быстрым способом.

Эта и последующие задачи решены в соответствии с предложением изобретения посредством ценного документа с защитной маркировкой, а также способа для идентификации последнего с признаками независимых пунктов формулы изобретения. Преимущественные формы осуществления изобретения указаны в рамках признаков зависимых пунктов формулы изобретения.

Согласно изобретению показан ценный документ с защитной маркировкой (меткой). Под понятием «ценный документ» в рамках настоящего изобретения следует понимать любые подлежащие защите от нежелательного или же противозаконного размножения предметы, например банкноты, чеки, акции, ценные марки, удостоверения, кредитные карты и паспорта, а также этикетки, печати, упаковки и другие предметы для индексации. Защитная маркировка предлагаемого ценного документа может относиться по меньшей мере к одному (свободно) определяемому свойству ценного документа, при этом свойство при идентификации (то есть, наличии) защитной маркировки имеется, а при неидентификации (то есть отсутствии) защитной маркировки - отсутствует. Например, защитная маркировка может быть классифицирована как маркировка подлинности или же признак подлинности свойства «подлинность», чтобы распознавать ценные документы как подлинные или фальсифицированные. Еще одним свойством могло бы быть, например, отнесение ценных документов при помощи защитной маркировки к определенному классу или группе, таким как, например, номинал или страна изготовления банкнот.

Согласно изобретению маркировка безопасности ценного документа выполнена в форме комбинации по меньшей мере двух люминесцирующих веществ. В защитной маркировке в комбинации содержатся по меньшей мере два люминесцирующих вещества в определяемом или же определенном количественном соотношении (предпочтительным образом в форме смеси). Это означает, что каждое люминесцирующее вещество содержится в защитной маркировке в определяемой или же определенной относительной количественной доле по отношению к общему количеству люминесцирующих веществ. Защитная маркировка, таким образом, может быть однозначным образом идентифицирована.

Люминесцирующие вещества могут быть внесены в ценный документ или нанесены на ценный документ различными способами. Так, например, они могут быть примешаны к бумажной или пластической массе для изготовления ценного документа или к печатной краске для нанесения печати на ценный документ. Также можно предусмотреть люминесцирующие вещества как, например, невидимое покрытие на ценном документе. Люминесцирующие вещества могут также быть предусмотрены на или в состоящем, например, из пластика несущем материале, который введен в бумажную или пластическую массу для изготовления ценного документа. Несущий материал, например, может быть выполнен в форме защитной или опознавательной нити, крапчатого волокна или планшета. Несущий материал может быть также нанесен на ценный документ, например, в форме, наклейки, например, чтобы реализовать мероприятие по защите продукции. В принципе, возможно придание несущему материалу абсолютно любой формы.

Люминесцирующие вещества защитной маркировки предлагаемого ценного документа имеют индивидуальные спектры излучения, которые дополняют друг друга в одном диапазоне длин волн (далее называемом областью наложения). Оба спектра излучения при этом накладываются друг на друга частично, однако не полностью. В зависимости от своей относительной количественной доли каждое люминесцирующее вещество с интенсивностью его испущенного люминесцентного излучения является составляющей общей интенсивности защитной маркировки. Понятие «общая интенсивность» здесь и далее относится к суммарной интенсивности возбужденных одним (и тем же) возбуждающим импульсом и зафиксированных в один и тот же момент времени при определенной длине волн или в определенном диапазоне длин волн люминесцентных излучений содержащихся в комбинации в защитной маркировке люминесцирующих веществ. Соответствующим образом понятие «общее время затухания» относится к времени затухания общей интенсивности, в отличие от индивидуального времени затухания индивидуальной интенсивности люминесцирующего вещества.

Понятия «интегрированная общая интенсивность» и «интегрированная индивидуальная интенсивность» относятся к спектральному интегралу соответствующей интенсивности в указанном диапазоне.

При измерении общей интенсивности с разрешением максимум 20 нм, то есть, например, с разрешением 20 нм, 30 нм или 50 нм, образуется непрерывная «первичная область излучения» Р, которая определяется следующим образом (см. фиг. 2, область между пунктирными маркирующими линиями):

- максимум общей интенсивности находится в первичной области излучения.

- первичная область излучения - самый большой непрерывный диапазон длин волн, в котором не превышается общая интенсивность в размере 10% максимального значения.

Основанием для этого определения является то, что для эффективного быстро считываемого защитного признака необходимым образом должно быть оценено основное излучение, а не только, например, также имеющееся при определенных обстоятельствах более слабое дополнительное излучение. Кроме того, определение времени затухания в малоинтенсивных областях приводит к более высокой точности измерения или же к повышенному соотношению сигнал-шум, так что для этих частичных областей при быстром измерении не может быть определено надежное значение для времени затухания. При достаточных затратах времени и измерений, однако, дополнительно также могут быть совместно оценены частичные области вне первичной области излучения, такие как слабоинтенсивные области и дополнительные полосы.

«Степень наложения» двух люминесцирующих излучений двух отличающихся друг от друга люминесцирующих веществ в первичной области излучения определяется следующим образом:

Сначала индивидуальные (спектральные) интенсивности I'(х) и J'(x), кривые которых получаются, когда показывается зависимость индивидуальных интенсивностей I' или же J' от длин волн (х), нормируются на одинаковой площади поверхности. То есть

В этом случае, например, было выполнено нормирование на площади поверхности 1.

λ1 - это нижняя пороговая длина волны первичной области излучения, а λ2 - это верхняя пороговая длина волны первичной области излучения.

Степень наложения, в таком случае, определяется по следующей формуле:

Она обозначает процентную долю накладывающейся поверхности внутри первичной области излучения, если спектры отдельных излучений соответствующих люминесцирующих веществ накладываются друг на друга (заштрихованная область на фиг. 2А).

Степень наложения излучения двух люминесцирующих веществ - не зависящая от относительной интенсивности и концентрации люминесцирующих веществ величина, которая относится только к зависящему от формы наложению соответствующих спектров излучения. Для определения степени наложения используются замеренные при комнатной температуре кривые излучения, которые были измерены с разрешением детектора более чем 5 нм и менее чем 100 нм, предпочтительным образом более чем 10 нм и менее чем 50 нм, особо предпочтительным образом более чем 15 и менее чем 30 нм.

Согласно изобретению люминесцирующие вещества выполнены таким образом, что индивидуальные спектры излучения люминесцирующих веществ имеют степень наложения менее чем 80%, предпочтительным образом менее чем 65%, особо предпочтительным образом менее чем 50%, а также степень наложения более чем 5%, предпочтительным образом более чем 10%, особо предпочтительным образом более чем 20%.

Кроме того, люминесцирующие вещества согласно изобретению выполнены таким образом, что в первичной области излучения они имеют различные индивидуальные времена затухания, причем индивидуальные времена затухания люминесцирующих веществ, относительно наиболее короткого индивидуального времени затухания люминесцирующих веществ, отличаются друг от друга на более чем 50%, предпочтительным образом по меньшей мере на 75%, особо предпочтительным образом по меньшей мере на 100%.

Как уже было указано первоначально, в случае традиционных защитных маркировок с мультиэкспоненциальными кривыми затухания спектральные интенсивности имеют квазиидентичность или, по меньшей мере, большое наложение, так что они действуют как излучение одного единственного люминесцирующего вещества. Изобретение здесь идет в точности противоположным путем, в результате чего используются люминесцирующие вещества, спектральные интенсивности которых имеют степень наложения менее чем 80%, но более чем 5%. За счет комбинирования по меньшей мере двух люминесцирующих веществ с частично накладывающимися спектрами излучения и в существенной степени различными временными характеристиками (то есть, временем нарастания и/или затухания) создается общая интенсивность в определенной спектральной области (первичная область затухания), эффективное (то есть, измеренное) общее время затухания которой непрерывно варьируется с длиной волн наблюдения. Это означает, что общее время затухания непрерывно изменяется с изменением длины волн.

В принципе для копирования определенной формы полос излучения из двух люминесцирующих веществ используются комбинации из двух или более сильно или менее сильно накладывающихся друг на друга люминесцирующих веществ. Однако если для комбинации выбраны люминесцирующие вещества со значительно различающимися характеристиками времени затухания, как в случае настоящего изобретения, то обнаруженный результат измерения изменяется в зависимости от степени наложения обоих компонентов в соответственно обследованных диапазонах длин волн.

Это следует пояснить более подробно на примере фиг. 1. Фиг. 1 показывает различные диаграммы, на которых показана зависимость соответственно излученной (индивидуальной) интенсивности двух веществ в первичной области излучения от длины волн (спектральной интенсивности). Схематично наглядным образом показана временная характеристика полос излучения двух люминесцирующих веществ со значительно различающимися временами затухания, причем первое люминесцирующее вещество имеет более длительное время затухания (сплошная линия), а второе люминесцирующее вещество -более короткое время затухания (пунктирная линия). Для проверки защитного признака при помощи люминесцирующих веществ со значительно различающимися временами затухания могут быть оценены различные спектральные области (каналы обнаружения). При этом один и тот же первичный спектр излучения в трех случаях разделяется на соответственно два различных канала обнаружения A1/B1, А2/В2 или же А3/В3, причем временная характеристика спектральной интенсивности складывается из расположенных друг над другом или же друг под другом диаграмм (сверху вниз). Очевидным образом в период наблюдения спектральное время затухания полос излучения с более длительной интенсивностью остается неизменным, в отличие от чего спектральное время затухания полос излучения с более короткой интенсивностью со временем сильно сокращается.

При этом спектральные области А1 и B1, А2 и В2 или же A3 и В3 соответственно вместе образуют первичную область излучения (на диаграммах соответственно показанную заштрихованной областью А и обведенной областью В). В соответствии с этим в каналах обнаружения А1, А2, В2 и В3 по причине их различного размера соответственно содержатся различные доли полос излучения первого и второго люминесцирующих веществ. Однако каналы обнаружения В1 и A3 содержат только доли излучения более быстро или же более медленно затухающего люминесцирующего вещества. Таким образом, измеренное в канале обнаружения В1 время затухания является относительно коротким. В отличие от этого канал обнаружения В2 также содержит небольшую долю излучения первого люминесцирующего вещества с более длительным временем затухания, так что измеренное в канале обнаружения В2 время затухания дольше, чем время в канале обнаружения В1. Соответствующим образом канал обнаружения В3 демонстрирует более длительное время затухания по причине еще более высокой доли излучения первого люминесцирующего вещества с более длительным временем затухания. Для каналов обнаружения A1, А2 и A3 действительно, соответственно, противоположное, причем канал обнаружения A3 демонстрирует самое длительное время затухания.

При этом существенно, что по меньшей мере один канал обнаружения содержит по меньшей мере одну частичную область первичной области излучения. Этот канал обнаружения может (альтернативным образом) быть выполнен следующим образом:

- как частичная область первичной области излучения,

- как первичная область излучения,

- как диапазон длин волн, который содержит частичную область первичной области излучения и распространяется за пределы первичной области излучения,

- как диапазон длин волн, который содержит первичную область излучения и распространяется за пределы первичной области излучения,

Предпочтительным образом, по меньшей мере один канал обнаружения содержит по меньшей мере одну частичную область области наложения.

В смысле настоящего изобретения понятие «канал обнаружения» распространяется как на интервал длины волн, определяемый отличающимися друг от друга длинами волн, которые указывают на границы интервала, а также только на одну единственную длину волн. Канал обнаружения, таким образом, может состоять только из одной единственной длины волн. Соответствующее действительно в отношении понятия «частичная область».

Отклоняясь от этой упрощенной схемы согласно изобретению также можно работать с более чем двумя спектральными областями (каналами обнаружения), например 10-ю каналами обнаружения. Кроме того, эти каналы обнаружения, как правило, не являются строго разделенными, как показано здесь схематично, а формируются спектральной характеристикой фильтрующей кривой выбранного в детекторе фильтра.

Кроме того, возможны более сложные формы наложения или же спектральной характеристики. Например, люминесцирующее вещество может состоять не только из симметрично расположенных полос излучения, как схематично показано, а иметь в обследованной области ассиметричные полосы, основную полосу с выступом или несколько полос, таких как, например, основная полоса и несколько дополнительных полос. Кроме того, отдельные люминесцирующие вещества сами демонстрируют особенности во временной характеристике, например измеряемую характеристику нарастания с относящимся сюда временем нарастания или атипичный характер кривой затухания. Благодаря этому возможны существенно более сложные взаимосвязи между наблюдаемой спектральной областью и обнаруженным временем затухания с локальными минимумами, локальными максимумами или же одной или несколькими точками перегиба.

Для копирования непрерывно варьирующейся вместе с длиной волн кривой общего времени затухания подобных люминесцирующих веществ необходима особая комбинация из люминесцирующих веществ, так как отдельные компоненты должны не только выдавать в сумме целевой спектр, но также должны иметь соответствующие области спектрального наложения и соответствующие соотношения времени затухания. За счет этого копирование значительно усложняется.

Согласно изобретению посредством комбинации по меньшей мере двух люминесцирующих веществ с определенным частичным спектральным наложением и с особыми различными временами затухания может быть достигнута эффективная защита от копирования. Копирование путем комбинации различных люминесцирующих веществ с другими спектральными свойствами возможно здесь только в том случае, если известны точные измерительные параметры, прежде всего спектральное положение и форма фильтрующих кривых каналов обнаружения, временное считывание или же временная кривая люминесценции, а также алгоритм или же выбранные измерительные параметры для определения эффективного значения времени затухания.

В результате наложения спектральных интенсивностей люминесцирующих веществ в размере менее чем 80% и более чем 5% согласно изобретению гарантируется, что имеется достаточная вариативность в характеристике времени затухания общей интенсивности люминесцирующих веществ и, преимущественным образом, исключается, с одной стороны, наличие единственного, постоянного во всей области смешанного времени затухания (в соответствии со степенью наложения 100%, то есть идентичная спектральная форма обоих излучений), а также, с другой стороны, наличие единичных, отдельных излучений с соответственно постоянными временами затухания (в соответствии со степенью наложения 0%).

Предпочтительным образом, излучения люминесцирующих веществ и, таким образом, первичной области излучения находятся в узкой спектральной области. В преимущественной форме осуществления предлагаемого ценного документа люминесцирующие вещества для этой цели выполнены таким образом, что непосредственно или же напрямую соседние максимумы интенсивности различных спектров излучения отличаются друг от друга на менее чем 200 нм, предпочтительным образом на менее чем 100 нм.

Предпочтительным образом, непосредственно или же напрямую соседствующие максимумы интенсивности различных спектров излучения удалены друг от друга на более чем 20 нм, особо предпочтительным образом на более чем 50 нм, чтобы получить достаточно большой для защитной маркировки накладывающийся диапазон длин волн. При особенно преимущественном исполнении изобретения непосредственно или же напрямую соседствующие максимумы интенсивности различных люминесцирующих веществ имеют расстояние друг от друга соответственно менее чем 100 нм и более чем 50 нм.

При еще одной предпочтительной форме осуществления предлагаемого ценного документа, люминесцирующие вещества выполнены таким образом, что индивидуальное время затухания люминесцирующих веществ находится в диапазоне от 50 мкс до 5000 мкс, предпочтительным образом от 100 мкс до 1000 мкс. Предпочтительным образом, индивидуальное время затухания первого люминесцирующего вещества находится в диапазоне от 100 мкс до 200 мкс и индивидуальное время затухания второго люминесцирующего вещества - в диапазоне от 400 мкс до 1000 мкс, за счет чего может быть достигнута особенно хорошая защита от копирования защитной маркировки.

Прежде всего, вещества со временем затухания более 5 мс согласно изобретению не применимы при машинной оценке с высокоскоростными сенсорными устройствами для банкнот, так как здесь банкнота перемещается со скоростями вплоть до 12 метров в секунду. Обнаружение или же разделение такого длительного времени затухания не может быть выполнено, так как банкнота перемещается из измерительного поля до того, как интенсивность люминесценции существенно упадет в связи со временем затухания. Кроме того, измерение очень короткого времени затухания является технически затратным. Предпочтительным образом, ни одно из люминесцирующих веществ не имеет время затухания более 5000 мкс, особо предпочтительным образом менее 2000 мкс, самым предпочтительным образом менее 1000 мкс. В одном из исполнений ни одно из люминесцирующих веществ не имеет время затухания менее 50 мкс, особо предпочтительным образом менее 80 мкс, самым предпочтительным образом менее 100 мкс.

Предпочтительным образом, люминесцирующие вещества выполнены таким образом, что накладывающиеся излучения (индивидуальные интенсивности) люминесцирующих веществ по меньшей мере по одному каналу обнаружения или же по первичной области излучения, имеют плавную интегрированную индивидуальную интенсивность или же даже в существенной степени одинаковую интегрированную индивидуальную интенсивность. Если интегрированные индивидуальные интенсивности люминесцирующих веществ сильно отличаются друг от друга, то характеристика в существенной степени определяется лишь одним компонентом, за счет чего при определенных обстоятельствах не происходит в достаточной степени явного изменения характеристики времени затухания по подлежащей проверке спектральной области.

В преимущественной форме осуществления предлагаемого ценного документа люминесцирующие вещества для этой цели в соответствии с этим находятся в таком соотношении составляющих смеси, что их интегрированные индивидуальные интенсивности по меньшей мере по частичной области первичной области излучения, прежде всего по первичной области излучения, по отношению к самой большой интегрированной индивидуальной интенсивности люминесцирующих веществ, отличаются друг от друга на менее чем 50%, предпочтительно на менее чем 30%, предпочтительно на менее чем 15%. Предпочтительным образом, возбуждение люминесцирующих веществ осуществляется в инфракрасной области, то есть в диапазоне длин волн от 700 нм до 2000 нм, в преимущественной форме осуществления изобретения, люминесцирующие вещества являются возбуждаемыми в инфракрасной области. В особо предпочтительной форме осуществления изобретения, люминесцирующие вещества выполнены таким образом, что они вместе могут возбуждаться одной и той же длиной волн, что прежде всего делает возможным целенаправленное и относительно сильное возбуждение люминесцирующих веществ сравнительно узкополосным возбуждающим импульсом (вспышкой света). При этом преимущественным является случай, когда длина волн соответствует общему максимальному значению поглощения в возбуждающих спектрах люминесцирующих веществ или при отличающихся друг от друга различных максимальных значениях поглощения может возбуждать по меньшей мере 50% соответствующего максимального значения поглощения. Возбуждение при этом предпочтительным образом осуществляется в сильной полосе возбуждения иона редкоземельного металла, который содержится в обоих люминесцирующих веществах. За счет этого возможно эффективное общее возбуждение люминесцирующих веществ. Предпочтительным образом, в случае этой полосы возбуждения при этом речь идет одновременно о максимуме поглощения соответствующих спектров возбуждения или же о полосе возбуждения, которая достигает по меньшей мере 50% максимального значения поглощения возбуждающего спектра. При еще одной особо предпочтительной форме осуществления изобретения, люминесцирующие вещества смешиваются друг с другом в таком соотношении, что возможно одновременное возбуждение отдельных люминесцирующих веществ и отдельные люминесцирующие вещества в существенной степени одинаково сильно люминесцируют и могут эффективно возбуждаться. Таким образом, предпочтительным образом выполняются два условия:

- Интегрированная индивидуальная интенсивность каждого вещества при общем возбуждении составляет минимум 50% максимальной интегрированной интенсивности, которой это вещество достигает при оптимальном возбуждении.

- Интегрированные индивидуальные интенсивности различных веществ при общем возбуждении отличаются не более чем на 50% максимальной интегрированной индивидуальной интенсивности.

Предпочтительным образом, излучение люминесцирующих веществ осуществляется по существу в первичной области излучения, особо предпочтительным образом исключительно в первичной области излучения. Прежде всего, излучение люминесцирующих веществ осуществляется по существу в одной частичной области первичной области излучения, особо предпочтительным образом исключительно в одной частичной области первичной области излучения. Это означает, что, наряду с частично накладывающимися полосами излучения в других спектральных областях, дополнительные полосы излучения не встречаются. Благодаря этому, преимущественным образом, исключается то, что дополнительные ненакладывающиеся, изолированно встречающиеся полосы излучения в рамках копирования могут быть оценены по отдельности, чтобы получить выводы о полосах излучения первичной области излучения. В предпочтительной форме осуществления изобретения, люминесцирующие вещества с этой целью выполнены таким образом, что по меньшей мере 80%, прежде всего по меньшей мере 90%, излучений испускаются по меньшей мере в одной частичной области первичной области излучения.

Предпочтительным образом, первичная область излучения находится в инфракрасной области, то есть от 700 нм до 2000 нм, особо предпочтительным образом от 800 нм до 2000 нм. Предпочтительным образом, в случае центров излучения люминесцирующих веществ речь идет об ионах редкоземельных металлов, прежде всего об ионах редкоземельных металлов неодима (Nd), иттербия (Yb), эрбия (Er), тулия (Tm) и/или гольмия (Но).

В особо предпочтительной форме осуществления изобретения первичная область излучения находится в области от 750 нм до 1100 нм. В еще одной предпочтительной форме осуществления изобретения первичная область излучения находится в области от 800 нм до 1100 нм. В еще одной предпочтительной форме осуществления изобретения первичная область излучения находится в области от 900 нм до 1100 нм. Прежде всего, предпочтительным образом при этом как возбуждение, так и излучение люминесцирующих веществ находятся в диапазоне от 750 до 1100 нм и в случае центров излучения люминесцирующих веществ речь идет об ионах редкоземельных металлов неодима (Nd) и/или иттербия (Yb). Неодим и иттербий демонстрируют в этом диапазоне длин волн различные спектрально расположенные близко друг к другу излучения, которые, таким образом, в наибольшей степени склонны к наложению. Предпочтительным образом, люминесцирующие вещества кроме неодима и/или иттербия не содержат никаких дополнительных оптически активных катионов редкоземельных металлов, которые вызывают люминесцентное излучение.

Характеристика спектрально непрерывно варьирующегося общего времени затухания смеси люминесцирующих веществ может принимать самые различные формы. В простом варианте измеренное общее время затухания проходит через рассмотренную спектральную область, монотонно убывая или возрастая.

Однако в зависимости от спектральной формы и области наложения использованных люминесцирующих веществ также возможны значительно более сложные варианты. Предпочтительным образом, характеристика измеренного общего времени затухания имеет выраженные структуры, например локальные минимумы, максимумы или точки перегиба. Предпочтительным образом, эти структуры имеются внутри распространенного по меньшей мере на 50 нм, предпочтительным образом по меньшей мере на 100 нм диапазона длин волн. Это позволяет осуществлять легкую проверку варьирующегося измеренного (то есть, эффективного) общего времени затухания внутри рассмотренной спектральной области и улучшает надежность признака, так как индивидуальный спектральный анализ усложняется. В предпочтительной форме осуществления изобретения, люминесцирующие вещества с этой целью выполнены таким образом, что спектральная характеристика общего времени затухания имеет по меньшей мере один (глобальный или локальный) минимум и/или по меньшей мере один (глобальный или локальный) максимум и/или по меньшей мере одну точку перегиба, прежде всего внутри диапазона длин волн размером по меньшей мере 50 нм, прежде всего по меньшей мере 100 нм. Предпочтительным образом, спектральная характеристика общего времени затухания имеет по меньшей мере два (глобальных или локальных) минимума и/или по меньшей мере два (глобальных или локальных) максимума.

Дополнительное повышение сложности возможно, если используются люминесцирующие вещества с особой временной характеристикой, например, люминесцирующие вещества, которые дополнительно имеют время нарастания, которым нельзя пренебречь. В этом случае интенсивность излучения во время возбуждения люминесцирующего вещества возрастает вначале медленно и затем снова падает после окончания возбуждения. В других случаях интенсивность излучения сначала даже продолжает возрастать в определенный промежуток времени после окончания возбуждения, чтобы в заключение снова затухнуть. В предпочтительной форме осуществления изобретения по меньшей мере одно из использованных люминесцирующих веществ с накладывающимися излучениями имеет выраженную характеристику нарастания.

Предпочтительным образом, люминесцирующие вещества (<5% отн. интенсивности) в основном не демонстрируют дополнительного антистоксового излучения.

Люминесцирующие вещества защитной маркировки предлагаемого ценного документа в принципе могут быть выбраны свободно, если гарантируется, что их излучения частично накладываются, причем спектры излучений имеют степень наложения менее чем 80% и более чем 5%, и причем люминесцирующие вещества имеют значительно различающиеся времена затухания. Особо предпочтительными являются люминесцирующие вещества, которые соответственно включают в себя решетку основного кристалла, которая легирована по меньшей мере одним легирующим веществом, выбранным из редкоземельных металлов (или же их ионов).

Подходящие решетки основного кристалла представляют собой, например, оксиды, гранаты, перовскиты, сульфиды, окисульфиды, апатиты, ванадаты, вольфраматы, стекла, танталаты, ниобаты, галогениды, флуориды или алюминаты, прежде всего неорганические решетки основного кристалла, такие как YAG, ZnS, YAM, YAP, AlPO-5 Zeolith, Zn₂SiO₄, YVO₄, CaSiO₃, KMgF₃, Y₂O₂S, La₂O₂S, Ba₂P₂O₇, Gd₂O₂S, NaYW₂O₈, SrMoO₄, MgF₂, MgO, CaF₂, Y₃Ga₅O₁₂, KY(WO₄)₂, SrAl₁₂O₁₉, ZBLAN, LiYF₄, YPO₄, GdBO₃,

Согласно изобретению предпочтительными являются неорганические решетки основного кристалла.

Согласно изобретению подходящими легирующими веществами являются, например, редкие земли: Се, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, или же Bi, Pb, Ni, Sn, Sb, W, Tl, Ag, Cu, Zn, Ti, Mn, Cr и V (или же их ионы), причем предпочтительными являются Nd и Yb.

В особо предпочтительной форме осуществления изобретения в случае первого люминесцирующего вещества речь идет о легированной иттербием неорганической матрице и в случае второго люминесцирующего вещества - о легированной иттербием неорганической матрице.

В еще одной предпочтительной форме осуществления изобретения в случае первого люминесцирующего вещества речь идет о легированной как неодимом, так и иттербием неорганической матрице и в случае второго люминесцирующего вещества - о легированной как неодимом, так и иттербием неорганической матрице.

В еще одной предпочтительной форме осуществления изобретения в случае первого люминесцирующего вещества речь идет о легированной неодимом неорганической матрице и в случае второго люминесцирующего вещества - о легированной неодимом неорганической матрице.

В еще одной предпочтительной форме осуществления изобретения в случае первого люминесцирующего вещества речь идет о легированной как неодимом, так и иттербием неорганической матрице и в случае второго люминесцирующего вещества - о легированной неодимом неорганической матрице.

В еще одной предпочтительной форме осуществления изобретения в случае первого люминесцирующего вещества речь идет о легированной как неодимом, так и иттербием неорганической матрице и в случае второго люминесцирующего вещества - о легированной иттербием неорганической матрице.

В соответствии с этим является предпочтительным, чтобы люминесцирующие вещества содержали легированную по меньшей мере одним редкоземельным металлом решетку основного кристалла, причем, прежде всего, первое люминесцирующее вещество содержало легированную иттербием и/или неодимом, неорганическую решетку основного кристалла, и второе люминесцирующее вещество содержит легированную иттербием и/или неодимом, неорганическую решетку.

По причине их значительно смещенных по сравнению с другими неорганическими матрицами длин волн излучения по меньшей мере одно люминесцирующее вещество предпочтительным образом состоит из легированного неодимом и/или иттербием фосфата редкоземельного металла. В особо предпочтительной форме осуществления изобретения в случае одного люминесцирующего вещества речь идет о легированном неодимом и/или иттербием фосфате редкоземельного металла и в случае другого люминесцирующего вещества - о легированной неодимом и/или иттербием гранатовой структуре редкоземельного металла.

Оксисульфиды редкоземельных металлов также могут быть использованы, однако спектрально они подходят хуже, чем фосфаты редкоземельных металлов. В еще одной предпочтительной форме осуществления изобретения по меньшей мере одно люминесцирующее вещество предпочтительным образом состоит из легированного неодимом и/или иттербием оксисульфида редкоземельного металла. В особо предпочтительной форме осуществления изобретения в случае одного люминесцирующего вещества речь идет о легированном неодимом и/или иттербием оксисульфиде редкоземельного металла и в случае другого люминесцирующего вещества - о легированной неодимом и/или иттербием гранатовой структуре редкоземельного металла.

В особо предпочтительной форме осуществления изобретения в случае одного из люминесцирующих веществ речь идет о ниобате, танталате, ванадате или вольфрамате, который легирован неодимом и/или иттербием.

Предпочтительным образом, в случае другого люминесцирующего вещества речь идет о легированной неодимом и/или иттербием гранатовой структуре редкоземельного металла. В случае комбинации этих классов веществ рассматриваются спектральные смещения, которые особенно подходят для предлагаемой комбинации люминесцирующих веществ.

В еще одной предпочтительной форме осуществления изобретения создается различное время затухания за счет комбинации люминесцирующего вещества с низким общим содержанием оптически активных катионов редкоземельных металлов менее 3 процентов по массе, предпочтительным образом менее 2 процентов по массе, с люминесцирующим веществом с высоким общим содержанием оптически активных катионов редкоземельных металлов более 5 процентов по массе, предпочтительным образом более 8 процентов по массе. Под «оптически активными катионами редкоземельных металлов» здесь подразумеваются добавленные в неорганическую матрицу как центры для возбуждения и испускания люминесценции катионы редкоземельных металлов, такие как, например, неодим и иттербий, в отличие от оптически инертных катионов редкоземельных металлов, которые участвуют в построении матрицы и не функционируют как центры люминесценции, такие как, например, иттрий или лантан. Предпочтительным образом, в случае оптически активных катионов редкоземельных металлов речь идет о неодиме и иттербии.

В соответствии с этим является предпочтительным, чтобы люминесцирующие вещества были выполнены таким образом, чтобы общее содержание одного или нескольких оптически активных редкоземельных металлов в первом люминесцирующем веществе составляло менее 3% по массе, прежде всего менее 2% по массе, и общее содержание одного или нескольких оптически активных редкоземельных металлов во втором люминесцирующем веществе составляло более 5% по массе, прежде всего более 8% по массе.

Изобретение, кроме того, относится к способу идентификации (то есть, распознавание наличия или отсутствия) защитной маркировки выполненного, как описано выше, ценного документа. Способ включает в себя следующие шаги:

- возбуждение люминесцирующих веществ при помощи по меньшей мере одного (например, общего) возбуждающего импульса;

- обнаружение временной характеристики общей интенсивности испущенных излучений люминесцирующих веществ в одном или нескольких каналах обнаружения, причем по меньшей мере один определяемый или же определенный канал обнаружения содержит по меньшей мере одну частичную область первичной области излучения,

- определение (эффективного) времени затухания в каждом канале обнаружения,

- идентификация защитной маркировки на основании определенных одного или нескольких вариантов времени затухания.

В особо предпочтительной форме осуществления предлагаемого способа временная характеристика общей интенсивности испущенных излучений содержится в нескольких, независимых друг от друга различных каналах обнаружения. Каналы обнаружения могут содержать соответственно частичную область первичной области излучения. Однако также возможно, что часть первичной области излучения и/или дополнительные области излучения полностью располагаются за пределами всех каналов обнаружения.

В преимущественной форме осуществления предлагаемого способа по меньшей мере два канала обнаружения полностью или частично находятся внутри первичной области излучения. Например, первичная область излучения подразделяется на две одинаковые по размеру половины, причем каждая половина представляет собой канал обнаружения. Тем не менее, каналы обнаружения не должны быть расположены точно внутри первичной области излучения, а могут также быть меньше или больше и, таким образом, например, выступать за пределы первичной области излучения или же быть смещены относительно нее. Прежде всего, более двух каналов обнаружения, например три канала обнаружения или десять каналов обнаружения могут, располагаться внутри первичной области излучения.

В преимущественной форме осуществления предлагаемого способа отдельные каналы обнаружения содержат соответственно диапазон длин волн менее 400 нм, предпочтительным образом менее 200 нм, особо предпочтительным образом менее 100 нм. Согласно предпочтительной форме осуществления изобретения все каналы обнаружения в основном имеют один размер, то есть они отличаются друг от друга по своему размеру на менее чем 10%. Согласно еще одной предпочтительной форме осуществления изобретения каналы обнаружения имеют по меньшей мере частично разные размеры, то есть один канал обнаружения имеет размер 100 нм и еще один канал обнаружения имеет размер 150 нм. Согласно предпочтительной форме осуществления изобретения отдельные каналы обнаружения расположены, непрерывно следуя друг за другом, например, первый канал обнаружения измеряет диапазон длин волн от 900 нм до 1000 нм, второй канал обнаружения - диапазон длин волн от 1000 нм до 1100 нм и третий канал обнаружения - диапазон длин волн от 1100 нм до 1200 нм. Согласно еще одной предпочтительной форме осуществления изобретения один или несколько каналов обнаружения имеют промежутки друг относительно друга, в которых не расположен ни один дополнительный канал обнаружения. Например, первый канал обнаружения измеряет диапазон длин волн от 900 нм до 1000 нм, второй канал обнаружения - диапазон длин волн от 1000 нм до 1100 нм и третий канал обнаружения - диапазон длин волн от 1150 нм до 1250 нм.

В предпочтительной форме осуществления изобретения для проверки характеристики времени затухания проверяется эффективное время затухания при различных длинах волн или же диапазонах длин волн (то есть, двух или более каналах обнаружения). Затухание излучения при этом, например, может быть адаптировано при помощи использования по меньшей мере двух опорных пунктов с моноэкспотенциальной аппроксимацией формы I(t)=A⋅e^-t/τ (коэффициент затухания). При этом речь идет об очень быстром и простом способе измерения, который может быть применен посредством предлагаемого изобретением выбора люминесцирующих веществ или же свойств люминесцирующих веществ. В отличие от комбинации люминесцирующих веществ уровня техники, как они, например, известны из публикации US 9046486 В2, преимущественным образом, чтобы получить повышенную защиту, не требуются сложные способы обнаружения. Кроме того, прежде всего органические молекулы красящего вещества по сравнению с предлагаемыми люминесцирующими веществами на основании неорганических основанных на матрице фосфоров имеют более широкие спектры излучения и существенно более короткие времена затухания, которые часто находятся в диапазоне наносекунд. Кроме того, они имеют существенно меньшие стоксовы сдвиги. Эти свойства являются неблагоприятными для считывания или же проверки времени затухания. Предлагаемый способ, таким образом, делает возможным относительно простое, быстрое и надежное обнаружение защитной маркировки.

Теперь изобретение более подробно поясняется на основании примеров осуществления, причем делается ссылка на прилагаемые фигуры. На фигурах показаны:

Фиг. 1 диаграммы для наглядного представления временной характеристики спектральных интенсивностей комбинации люминесцирующих веществ со значительно различающимися временами затухания для различных каналов обнаружения.

Фиг. 2 диаграммы для наглядного представления наложения двух спектров излучения (2А), результирующей общей интенсивности (2Б) и эффективного времени нарастания (2В) и определения первичной области излучения

Фиг. 3 диаграмма для изображения общего времени затухания комбинации из двух люминесцирующих веществ Yb.

Фиг. 4 диаграмма для изображения общего времени затухания комбинации из двух люминесцирующих веществ Nd.

Фиг. 5 диаграмма для изображения общего времени затухания комбинации из одного люминесцирующего вещества Nd и одного люминесцирующего вещества Nd/Yb.

Фиг. 6 диаграмма для изображения общего времени затухания комбинации из одного люминесцирующего вещества Nd/Yb и одного люминесцирующего вещества Nd/Yb.

Подробное описание изображений

Фиг. 1, которая наглядно показывает временную характеристику спектральных интенсивностей внутри различных каналов обнаружения при комбинации люминесцирующих веществ со значительно отличающимся временем затухания, уже была описана.

Фиг. 2А схематично показывает спектры излучения двух различных люминесцирующих веществ. Спектры излучения дополняют друг друга в одной частичной области их (спектрального) расширения. Эта область показана штриховкой.

Фиг. 2Б показывает результирующую общую интенсивность. Первичная область излучения Р - это область между пунктирными линиями. Она располагается с обеих сторон от максимальной общей интенсивности вплоть до длины волн, при которой общая интенсивность в первый раз падает ниже 10% максимального значения (λ1 или же λ2).

Фиг. 2В схематично показывает эффективное время затухания t как функцию длины волн в первичной области излучения. Оно возникает в этом примере, если первое люминесцирующее вещество (сплошная линия) имеет более короткое время затухания, чем второе люминесцирующее вещество (пунктирная линия).

Сначала рассмотрим фиг. 3, на которой в качестве примера показано измерение спектрального общего времени затухания комбинации из двух люминесцирующих веществ Yb. На фиг. 3 показано общее время затухания (в микросекундах, мкс) по отношению к длине волн излучения (в нанометрах, нм) в диапазоне от 940 нм до 1065 нм. Измеренные точки на графике соединены друг с другом сплошной линией данных. В качестве первого люминесцирующего вещества используется легированный иттербием фосфат лантана с содержанием иттербия в размере 1,5 массовых процента и временем затухания 900 мкс. В качестве второго люминесцирующего вещества используется легированный иттербием иттрий-алюминиевый гранат с содержанием иттербия в размере 39 процентов по массе и временем затухания 400 мкс.

При возбуждении поглощающих полос иттербия оба люминесцирующих вещества люминесцируют в диапазоне от 940 до 1065 нм, причем соответствующие излучения частично накладываются друг на друга (степень наложения 37%). Указанный на фиг. 2 диапазон длин волн содержит первичный диапазон излучения использованных люминесцирующих веществ.

Люминесцирующие вещества смешиваются друг с другом в таком процентном соотношении, что они при одновременном возбуждении люминесцируют с одинаковой интенсивностью.

Если определить общее время затухания излучений при особых длинах волн излучений, то получают значения из фиг. 3. Для измерения общего времени затухания излучений оба люминесцирующие вещества вместе возбуждаются одним и тем же возбуждающим импульсом (вспышкой света) в полосе поглощения иттербия. Возбуждающий импульс включается в определенный момент времени и затем выключается. Временные характеристики интенсивностей обоих люминесцирующих веществ имеют соответственно фазу нарастания, в которой интенсивность повышается от нуля до максимального значения, а также фазу затухания, в которой интенсивность снижается, начиная с максимального значения. Измерения общей интенсивности происходят в определенные моменты времени, причем измерения могут осуществляться в эквидистантные моменты времени, хотя также в неэквидистантные моменты времени. Исходя из временной характеристики общей интенсивности, может быть определено общее время затухания излучений при особых длинах волн.

Для этого в рамках примеров измеряются значения интенсивности I₁₀₀ после 100 мкс и I₄₀₀ после 400 мкс и следующим образом определяется эффективное время τ затухания:

τ=-300μs/ln(I₄₀₀/I₁₀₀)

Если, например, берутся за основу значения интенсивности при двух других временах затухания или применяется другой алгоритм, то, соответственно, получаются различные кривые общего времени затухания. Поэтому для регулирования параметров измерения или же контрольных критериев таких предлагаемых признаков необходимо точно знать контрольные параметры, за счет чего существенно повышается защитный эффект.

Спектральное общее время затухания имеет локальный максимум, локальный минимум, а также точку перегиба.

Если общее время затухания излучений в первом диапазоне длин волн составляет от 960 нм до 1000 нм (в соответствии с первым каналом обнаружения), а также во втором диапазоне длин волн от 1000 нм до 1040 нм (в соответствии со вторым каналом обнаружения), то для первого канала обнаружения получают среднее значение общего времени затухания около 700 мкс и для второго канала обнаружения - среднее значение общего времени затухания ок. 550 мкс. Из обоих общих времен затухания может быть надежным и безопасным образом идентифицирована комбинация люминесцирующих веществ.

На фиг. 4-7 в качестве примера показаны измерения спектрального времени затухания комбинаций из двух различных люминесцирующих веществ. Чтобы избежать ненужных повторений, поясняются, соответственно, исключительно различия с фиг. 3 и, в остальном, делается ссылка на исполнения в этих фигурах.

На фиг. 4 показано спектральное общее время затухания комбинации из двух люминесцирующих веществ Nd. В качестве первого люминесцирующего вещества используется легированный неодимом фосфат лантана с содержанием неодима в размере 4,7 процентов по массе и временем затухания 100 мкс. В качестве второго люминесцирующего вещества используется легированный неодимом фосфат лантана с содержанием неодима в размере 1 массового процента и временем затухания 300 мкс. При возбуждении поглощающих полос неодима оба люминесцирующих вещества люминесцируют в диапазоне от 1040 до 1110 нм, причем соответствующие излучения частично накладываются друг на друга (степень наложения 43%). Указанный на диаграмме фиг. 4 диапазон длин волн содержит первичный диапазон излучения использованных люминесцирующих веществ. Спектральное общее время затухания имеет локальный максимум, локальный минимум, а также точку перегиба. Если общее время затухания излучений в первом диапазоне длин волн составляет от 1040 нм до 1075 нм (в соответствии с первым каналом обнаружения), а также во втором диапазоне длин волн от 1075 нм до 1110 нм (в соответствии со вторым каналом обнаружения), то для первого канала обнаружения получают среднее значение общего времени затухания около 190 мкс и для второго канала обнаружения - среднее значение общего времени затухания ок. 260 мкс. Если общее время затухания измеряется в нескольких более малых диапазонах (1040 нм - 1050 нм; 1050 нм - 1060 нм; 1060 нм - 1070 нм; 1070 нм -1080 нм; 1080 нм - 1090 нм; 1090 нм - 1100 нм; 1100 нм - 1110 нм), то, соответственно, получаются общие времена затухания в среднем ок. 129 мкс, 181 мкс, 244 мкс, 229 мкс, 231 мкс, 284 мкс и 289 мкс.

На фиг. 5 показано спектральное общее время затухания комбинации из люминесцирующего вещества Nd и люминесцирующего вещества Nd/Yb. В качестве первого люминесцирующего вещества используется легированный неодимом фосфат лантана с содержанием неодима в размере 4,7 процентов по массе и временем затухания 100 мкс. В качестве второго люминесцирующего вещества используется легированный в равных частях неодимом и иттербием иттрий-алюминиевый гранат с содержанием легирующего вещества в размере 19,5 процентов по массе и временем затухания 500 мкс. Первое и второе люминесцирующее вещество применяются в относительном соотношении интенсивностей от 5 до 6. При возбуждении поглощающих полос неодима оба люминесцирующих вещества люминесцируют в диапазоне от 960 до 1090 нм, причем соответствующие излучения частично накладываются друг на друга (степень наложения 12%). Указанный на диаграмме фиг. 5 диапазон длин волн содержит первичный диапазон излучения использованных люминесцирующих веществ. Спектральное общее время затухания в широких диапазонах постоянно, затем оно монотонно убывает и после этого снова возрастает.

Если общее время затухания излучений в первом диапазоне длин волн составляет от 970 нм до 1010 нм (в соответствии с первым каналом обнаружения), во втором диапазоне длин волн от 1010 нм до 1050 нм (в соответствии со вторым каналом обнаружения), а также в третьем диапазоне длин волн от 1050 нм до 1090 нм (в соответствии с третьим каналом обнаружения), то для первого канала обнаружения получают среднее значение общего времени затухания около 500 мкс, для второго канала обнаружения -среднее значение общего времени затухания - ок. 400 мкс и для третьего канала обнаружения - среднее значение в размере ок. 200 мкс.

На фиг. 6 показано спектральное общее время затухания комбинации из люминесцирующего вещества Nd/Yb и люминесцирующего вещества Nd/Yb. В качестве первого люминесцирующего вещества используется легированный неодимом и иттербием в соотношении 1:4 оксисульфид иттрия с содержанием легирующего вещества в размере 30 процентов по массе и временем затухания 120 мкс. В качестве второго люминесцирующего вещества используется легированный в равных частях неодимом и иттербием иттрий-алюминиевый гранат с содержанием легирующего вещества в размере 19,5 процентов по массе и временем затухания 500 мкс. При возбуждении поглощающих полос неодима оба люминесцирующих вещества люминесцируют в диапазоне от 940 до 1070 нм, причем соответствующие излучения частично накладываются друг на друга (степень наложения 33%). Указанный на диаграмме фиг. 6 диапазон длин волн содержит первичный диапазон излучения использованных люминесцирующих веществ. Общее спектральное время затухания имеет несколько локальных максимумов и несколько локальных минимумов.

Если общее время затухания излучений в первом диапазоне длин волн составляет от 940 нм до 1005 нм (в соответствии с первым каналом обнаружения), а также во втором диапазоне длин волн от 1005 нм до 1070 нм (в соответствии со вторым каналом обнаружения), то для первого канала обнаружения получают среднее значение общего времени затухания около 270 мкс и для второго канала обнаружения - среднее значение общего времени затухания ок. 330 мкс.

На фиг. 7 показано спектральное общее время затухания комбинации из люминесцирующего вещества Er и люминесцирующего вещества Yb. В качестве первого люминесцирующего вещества используется легированный эрбием оксисульфид лантана с содержанием легирующего вещества в размере 2 процентов по массе и временем затухания 1000 мкс. В качестве второго люминесцирующего вещества используется легированный иттербием иттрий-алюминиевый гранат с содержанием легирующего вещества в размере 39 процентов по массе и временем затухания 400 мкс. При одновременном возбуждении накладывающихся поглощающих полос иттербия и эрбия оба люминесцирующих вещества люминесцируют в диапазоне от 960 до 1050 нм, причем соответствующие излучения частично накладываются друг на друга (степень наложения 34%). Указанный на диаграмме фиг. 7 диапазон длин волн содержит первичный диапазон излучения использованных люминесцирующих веществ. Общее спектральное время затухания имеет несколько локальных максимумов и несколько локальных минимумов.

Если общее время затухания излучений в первом диапазоне длин волн составляет от 960 нм до 1005 нм (в соответствии с первым каналом обнаружения), а также во втором диапазоне длин волн от 1005 нм до 1050 нм (в соответствии со вторым каналом обнаружения), то для первого канала обнаружения получают среднее значение общего времени затухания около 710 мкс и для второго канала обнаружения - среднее значение общего времени затухания ок. 470 мкс.

Комбинации обоих люминесцирующих веществ фиг. 3-7 могут применяться, соответственно, как защитная маркировка для предлагаемого изобретением ценного документа.

Как следует из вышестоящего описания, изобретение дает большие преимущества относительно известных из уровня техники защитных маркировок и способов оценки, при которых использованные в комбинации люминесцирующие вещества обладают идентичными длинами волн излучения или, по меньшей мере, только несущественно отличающимися длинами волн излучения. Прежде всего, при помощи согласно изобретению использованных в комбинации люминесцирующих веществ может быть достигнута очень высокая степень защиты от копирования. Кроме того, они делают возможной относительно простую, быструю и надежную идентификацию защитной маркировки. Таким образом, использованная согласно изобретению защитная маркировка прежде всего также может использоваться в критических по времени случаях применения, в которых принципиальным является быстрый способ оценки, например, для анализа на высокоскоростных машинах для обработки банкнот.

Изобретение относится к технической области изготовления и проверки ценных документов и касается ценного документа с защитной маркировкой со спектрально непрерывно варьирующимся временем затухания, а также способа для идентификации последней. Ценный документ с защитной маркировкой выполнен в форме по меньшей мере двух неорганических люминесцирующих веществ, спектры излучений которых в первичной области излучения частично накладываются друг на друга, причем спектры излучения имеют степень наложения менее чем 80% и более чем 5%, причем люминесцирующие вещества в первичной области излучения имеют различные индивидуальные времена затухания, причем индивидуальные времена затухания люминесцирующих веществ, относительно наиболее короткого индивидуального времени затухания, отличаются друг от друга на более чем 50%. Предложенное изобретение обеспечивает повышенную защиту от фальсификации. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Ценный документ с защитной маркировкой в форме по меньшей мере двух неорганических люминесцирующих веществ, спектры излучений которых в первичной области излучения частично накладываются друг на друга, причем спектры излучения имеют степень наложения менее чем 80% и более чем 5%, причем люминесцирующие вещества в первичной области излучения имеют различные индивидуальные времена затухания, причем индивидуальные времена затухания люминесцирующих веществ, относительно наиболее короткого индивидуального времени затухания, отличаются друг от друга на более чем 50%.

2. Ценный документ по п. 1, в котором спектры излучения люминесцирующих веществ имеют степень наложения менее чем 65%, предпочтительным образом менее чем 50%, и/или более чем 10%, прежде всего более чем 20%.

3. Ценный документ по п. 1 или 2, в котором непосредственно соседствующие максимумы интенсивности двух различных люминесцирующих веществ отличаются друг от друга менее чем на 200 нм, прежде всего менее чем на 100 нм, и удалены друг от друга более чем на 20 нм, прежде всего более чем на 50 нм.

4. Ценный документ по одному из пп. 1-3, в котором индивидуальные времена затухания люминесцирующих веществ, в отношении наиболее короткого индивидуального времени затухания, отличаются друг от друга на более чем 75%, прежде всего по меньшей мере на 100%.

5. Ценный документ по одному из пп. 1-4, в котором индивидуальные времена затухания люминесцирующих веществ находятся в диапазоне от 50 мкс до 5000 мкс, прежде всего в диапазоне от 100 мкс до 1000 мкс, причем, прежде всего, индивидуальное время затухания первого люминесцирующего вещества находится в диапазоне от 100 мкс до 200 мкс, а индивидуальное время затухания второго люминесцирующего вещества - в диапазоне от 400 мкс до 1000 мкс.

6. Ценный документ по одному из пп. 1-5, в котором спектральная характеристика общего времени затухания в первичной области излучения комбинации люминесцирующих веществ имеет по меньшей мере один минимум и/или по меньшей мере один максимум и/или по меньшей мере одну точку перегиба, прежде всего внутри диапазона длин волн по меньшей мере 50 нм, прежде всего по меньшей мере 100 нм.

7. Ценный документ по одному из пп. 1-6, в котором люминесцирующие вещества находятся в таком соотношении составляющих смеси, что их интегрированные по первичной области излучения индивидуальные интенсивности, по отношению к самой высокой интегрированной индивидуальной интенсивности люминесцирующих веществ, отличаются друг от друга на менее чем 50%, предпочтительно на менее чем 30%, предпочтительно на менее чем 15%.

8. Ценный документ по одному из пп. 1-7, в котором люминесцирующие вещества выполнены таким образом, что по меньшей мере 90%, прежде всего по меньшей мере 99%, общего излучения люминесцирующих веществ испускается по меньшей мере в одной частичной области первичной области излучения.

9. Ценный документ по одному из пп. 1-8, в котором люминесцирующие вещества являются возбуждаемыми в первичной области излучения.

10. Ценный документ по одному из пп. 1-9, в котором люминесцирующие вещества являются возбуждаемыми при одной и той же длине волн, причем интегрированная индивидуальная интенсивность каждого люминесцирующего вещества составляет по меньшей мере 50% максимальной интегрированной индивидуальной интенсивности этого вещества при оптимальном возбуждении.

11. Ценный документ по одному из пп. 1-10, в котором люминесцирующие вещества содержат соответственно легированную по меньшей мере одним редкоземельным металлом решетку основного кристалла.

12. Ценный документ по п. 11, причем первое люминесцирующее вещество содержит легированную иттербием и/или неодимом, неорганическую решетку основного кристалла, и второе люминесцирующее вещество содержит легированную иттербием и/или неодимом, неорганическую решетку основного кристалла.

13. Ценный документ по п. 11 или 12, в котором общее содержание одного или нескольких редкоземельных металлов в первом люминесцирующем веществе составляет менее 3% по массе, прежде всего менее 2% по массе, а общее содержание одного или нескольких редкоземельных металлов во втором люминесцирующем веществе составляет более 5% по массе, прежде всего более 8% по массе.

14. Ценный документ по одному из пп. 11-13, в котором по меньшей мере одно люминесцирующее вещество содержит легированный редкоземельным металлом фосфат редкоземельного металла.

15. Ценный документ по одному из пп. 11-14, в котором по меньшей мере одно люминесцирующее вещество содержит легированный иттербием и/или неодимом фосфат редкоземельного металла, причем, прежде всего, первое люминесцирующее вещество содержит легированный иттербием и/или неодимом фосфат редкоземельного металла, а второе люминесцирующее вещество содержит легированную иттербием и/или неодимом гранатовую структуру редкоземельного металла.

16. Ценный документ по одному из пп. 11-14, в котором по меньшей мере одно люминесцирующее вещество содержит легированный редкоземельным металлом ниобат, танталат, ванадат или вольфрамат.

17. Ценный документ по одному из пп. 11-14 или 16, в котором одно люминесцирующее вещество содержит легированный иттербием и/или неодимом ниобат, танталат, ванадат или вольфрамат, причем, прежде всего, первое люминесцирующее вещество содержит легированный иттербием и/или неодимом ниобат, танталат, ванадат или вольфрамат, а второе люминесцирующее вещество содержит легированную иттербием и/или неодимом гранатовую структуру редкоземельного металла.

18. Способ идентификации защитной маркировки ценного документа по одному из пп. 1-17, который содержит следующие шаги:

- возбуждение люминесцирующих веществ по меньшей мере одним возбуждающим импульсом,

- обнаружение общей интенсивности испущенных излучений люминесцирующих веществ по меньшей мере в одном канале обнаружения, который содержит по меньшей мере одну частичную область первичной области излучения, прежде всего области наложения,

- определение времени затухания по меньшей мере в одном канале обнаружения, и

- идентификация защитной маркировки на основании определенного времени затухания.

19. Способ по п. 18, в котором сумма каналов обнаружения задана диапазоном максимально ±200 нм, прежде всего максимально ±100 нм, вокруг длины волны, при которой спектральная общая интенсивность излучений люминесцирующих веществ имеет фокус в первичной области излучения.

20. Способ по п. 18 или 19, в котором по меньшей мере для одного канала обнаружения по меньшей мере в два, предпочтительным образом в от двух до семи, особо предпочтительно точно в два, момента времени определяют интенсивность люминесценции, и время затухания определяют исходя из этих по меньшей мере двух интенсивностей.

21. Защитный признак для изготовления ценного документа по одному из пп. 1-17, содержащий по меньшей мере два неорганических люминесцирующих вещества, спектры излучений которых в первичной области излучения частично накладываются друг на друга, причем спектры излучения имеют степень наложения менее чем 80% и более чем 5%, причем люминесцирующие вещества в первичной области излучения имеют различные индивидуальные времена затухания, причем индивидуальные времена затухания люминесцирующих веществ, относительно наиболее короткого индивидуального времени затухания, отличаются друг от друга на более чем 50%.