专利名称：有价文件的编码系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于待保护物件的编码系统。
背景技术：
为了给防伪纸提供易于机器读取的编码，印刷物WO 01/48311中提出了为防伪纸设置至少两类斑纹纤维(mottling fiber)，它们在其发光性质方面是不同的。在各个情况下，仅有所述不同斑纹纤维中的一种位于防伪纸的确定未受覆盖的局部区域中，从而该局部区域的几何结构和斑纹纤维的存在与否可以产生编码。然而，由此可产生的几何结构的数量受到限制，因为防伪纸上可利用的空间非常有限。
发明内容
鉴于此，本发明针对提出一种编码系统的问题，该编码系统结合了高防伪性和大量编码可能性。
所提出的问题可以通过具有主权利要求的特征的编码系统进行解决。本发明有利的发展是从属权利要求的主题。
根据本发明，编码系统具有发光基础物质和至少一种发光添加剂，编码系统可能的编码是通过是否存在发光添加剂和/或添加剂类型和/或添加剂数量而形成的。本发明基于以下思想，即防伪方面可以通过发光基础物质保证，同时可以通过可能的添加剂的多样性提供大量编码。
优选地，基础物质仅可以由在真实性检验上要求极高的用户组(例如，中央银行)进行识别。优选地，添加剂也可以由进行较低质量的防伪性检验并期望利用更简单更低廉的检测装置识别添加剂的用户组(例如，列车服务、百货公司等)进行识别。
在优选实施例中，发光基础物质和发光添加剂分别具有位于共同发射范围内的有关编码的发射谱线。所有有关编码的发射谱线优选地位于可见光谱范围之外，以阻碍该发射的可检测性。已证实，如果所有有关编码的发射谱线均位于从750nm至约2500nm的光谱范围内，优选位于从约800nm至约2200nm的光谱范围内，尤其优选地位于从约1000nm至约1700nm的光谱范围内，则是尤其有利的。如果有关编码的发射谱线位于约1000nm以上的范围内，其就排除了由市场上可获得的硅基红外检测器进行的相对简单的检测。
优选地，编码系统包括至少两种发光添加剂，其有关编码的发射谱线不与基础物质的有关编码的发射谱线相重叠，或者在光谱上远离基础物质的有关编码的发射谱线，从而它们可易于由测量技术进行区分。
优选地，发光基础物质和/或至少一种发光添加剂是基于掺杂的主晶格的发光物质。所述发光物质可以通过例如直接辐照至发光离子的吸收带并且所述发光离子由此发射而受到激励。在优选的变形中，也可以使用吸收性主晶格和所谓的感光剂(sensitizer)，所述感光剂吸收激励辐射并将其转移至发光离子，然后发光离子自身以其特征波长进行发射。显然，主晶格和/或掺杂剂在各个情况下可以不同，以获得对于发光物质的不同激励和/或发射范围。
在优选实施例中，主晶格在可见光谱范围内吸收，并且可选地，其在高达约1.1μm的近红外范围内附加地吸收。可以由光源(例如，卤素灯、闪光灯、LED、激光或者氙弧灯)高效地进行激励，从而仅需要少量的发光物质。少量物质防止潜在的伪造者对所使用的物质进行检测。如果主晶格在高达约1100nm的近红外下吸收，就可以抑制掺杂剂离子的易于检测的发射谱线，而仅保留在更加难以检测的更大波长下的发射。
在备选的优选实施例中，使用即使在可见光谱范围内也吸收的发光物质，优选地在可见光谱范围的大部分上，尤其优选地在近红外区域内。那么，在那些更易于接近的光谱范围内的发射也得以抑制。
在本发明编码的有利变形中，发光基础物质和/或至少一种发光添加剂是基于掺杂有稀土元素的主晶格形成的。可以在此使用的掺杂剂特别是钕、铒、钬、铥、镱、镨、镝或者所述元素的组合。
根据另一有利变形，发光基础物质和/或至少一种发光添加剂是基于掺杂有发色团(chromophore)的主晶格形成的，所述发色团是从钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜和锌组成的一组中选择出来的。WO 02/070279中所述的掺杂剂和主晶格也可以适于用作发光物质，特别是用作发光基础物质。至少一种主晶格可以掺杂有多个发色团。显而易见，可以将这两种变形进行组合，即，一种或几种发光物质是基于稀土掺杂的主晶格形成的，而其他发光物质是基于掺杂有发色团的主晶格形成的。
主晶格可以具有例如钙钛矿型结构或者石榴石型结构。至少一种主晶格也可以由混合晶体形成。主晶格和掺杂剂的其他可能的实施例在EP-B-0 052624或者EP-B-0 053 124中得到了说明，在这一方面，本申请包括其公开内容。
根据本发明编码的有利发展，在编码系统中设置第一和第二发光添加剂，其形成一对彼此关联的发光物质。第一和第二添加剂的发射光谱在共同发射范围的至少一个子范围内重叠，从而第一添加剂的发射光谱由第二添加剂的发射光谱补充。第一和第二添加剂特别是由上述类型的掺杂的主晶格形成的。这些措施提供了高质量和高防伪性编码，其中彼此补充的光发射的光谱分辨率仅可以利用巨大的技术努力才能获得。
在优选实施例中，第一和第二添加剂是基于不同主晶格形成的，所述主晶格具有不同强度的晶体场并分别掺杂有相同掺杂剂。在掺杂剂处晶体场的影响导致其电子能级相对于未受扰动状态移动。因为移动量对于不同能级发生变化，从而根据晶体场的强度和对称性，在电子能级的能量范围上产生移动，并由此在发射谱线的位置上也产生移动。如果为第一和第二添加剂选用相同掺杂剂，则通过适当选择具有不同强度晶体场的主晶格就可以按照受控的方式调整相关发射谱线相对于未受扰动发射的小的移动。
第一和第二添加剂的发光光谱补充地重叠的所述子范围优选地具有200nm或更小的宽度，优选地具有100nm或更小的宽度。在优选实施例中，所述子范围从约850nm延伸至约970nm。在其他同样有利的实施例中，该子范围从约920nm延伸至约1060nm，或者从约1040nm延伸至约1140nm，或者从约1100nm延伸至约1400nm，优选地从约1100nm延伸至约1250nm，尤其优选地从约1120nm延伸至约1220nm，或者从约1300nm延伸至约1500nm，或者从约1400nm延伸至约1700nm。
第一和第二添加剂在所述子范围内有利地具有至少一个发射谱线，在各个情况下，该发射谱线的位置具有约50nm或更小的间距，优选地具有约30nm或更小的间距，特别优选地具有约20nm或更小的间距，尤其优选地具有约10nm或更小的间距。发射谱线之间的此类小间距显著防止了检测到存在两种不同发光添加剂。在优选实施例中，发射谱线是窄带，并特别具有约50nm或更小的半宽(half-width)，优选地具有约30nm或更小的半宽，特别优选地具有约20nm或更小的半宽，尤其优选地具有约10nm或更小的半宽。
编码系统也可以具有多对彼此关联的添加剂，所述添加剂可以分别按照所述方式形成。所述多对添加剂优选地彼此一致，从而两添加剂的发射光谱补充地重叠的子范围对于不同对添加剂是不同的。也可以提供其他发光物质，其在光谱的所述子范围之一同样发射并优选进一步补充所述多对添加剂的发射光谱。通过不同掺杂剂和主晶格的变形和组合，可以产生多对添加剂或者添加剂混合物的多样性，其有关编码的发射谱线在各个情况下在不同光谱子范围内补充地重叠。这允许形成非常紧凑的编码，其在待保护物件上占据非常小的空间，同时具有高信息密度。
优选地，发光基础物质的有关编码的发射谱线位于1100nm以上的红外光谱范围内。根据本发明，“红外光谱范围”应当理解为从750nm至更长的波长范围，优选从800nm至更长的波长范围。也可以在编码系统中设置多种发光基础物质，从而例如不同用户组可以使用不同基础物质进行真实性检验。
特别地，待保护的物件可以是有价文件，例如钞票、股票、债券、证书、息票、支票、高质量入场券、信用卡、身份证、护照和其他证明文件，以及用于生产此类有价文件的防伪纸。特别地，该编码系统适于保护有价文件，例如钞票。
至少一种发光物质可以印刷在有价文件上。多种发光物质，例如一对彼此关联的发光物质也可以在印刷油墨中一起印刷在有价文件上。为此而使用的印刷油墨可以是透明的，或者包括附加的着色剂，但是其一定不能妨碍发光物质的检测。优选地，它们在发光物质的激励范围和受观察的发射范围内具有透明区域。
有价文件优选地包括基片，其由印刷的或未印刷的棉纤维纸、棉/合成纤维纸、纤维素纸或者涂覆的、印刷的或未印刷的塑料膜形成。也可以使用层叠的多层基片。
一种或更多发光物质也可以结合于有价文件的体积中，特别是有价文件的基片中。将发光物质向纸基的体积中的结合可以通过例如印刷物EP-A 0659 935和DE 101 20 818中所述的方法进行。在这一方面，上述印刷物的公开内容包含于本申请中。
或者，发光物质也可以在纸张成形前任意地添加于造纸原料中。
下文中，将结合
本发明的进一步实施例和优点。为了清楚起见，附图没有按照实际尺寸和比例示出。
附图表述如下图1是不同受保护物件的示意图，所述受保护物件分别具有根据本发明编码系统的一个实施例的编码，图2是可用于图1的编码系统的发光基础物质和三种发光添加剂的示意性发射图样，图3是设置有根据本发明编码系统的另一实施例的编码的受保护物件的示意图，以及图4是可用于图3的编码系统的发光基础物质和三种发光添加剂的示意性发射图样。
具体实施例方式
为了示出本发明，图1示出了分别设置有本发明编码系统的编码12、22和32的三个受保护物件10、20和30。
图1的编码系统包括高质量并难以伪造的发光基础物质14和三种发光添加剂16、26和36。在受到激励后，基础物质和添加剂均在1000nm和1500nm之间的红外光谱范围内进行发射。
基础物质可以由例如根据WO 02/070279的发光物质形成。如图2的右手部分所示，在该实施例中，其有关编码的发射谱线40位于约1200nm处。在可伪造性方面，添加剂不必满足任何高要求；它们可以是在所述光谱范围内发光的任何物质。在该实施例中，发光添加剂16、26和36是基于钕掺杂的主晶格形成的并且在约1064nm范围内具有有关编码的发射谱线42、44和46，如图2的左手部分所示。
添加剂16、26和36是基于不同主晶格形成的，其在钕离子处产生不同强度的晶体场。如上所示，晶体场和钕离子之间的相互作用产生发射谱线，每条发射谱线相对于未受扰动数值轻微迁移，其使得添加剂的发射得以彼此区分开。在该实施例中，第一添加剂16的发射谱线42的峰值位置位于约1065nm波长处，第二添加剂26的发射谱线44的峰值位置位于约1080nm处，而第三添加剂36的发射谱线46的峰值位置位于约1090nm处。
由于编码信息，编码12、22和32允许高质量真实性检验和不同的受保护物件的区分。各个编码12、22和32包括难以伪造的基础物质14和三种添加剂16、26和36之一。如果在读取编码时基础物质14通过其特征光发射40得以检测，则可以将特定编码归为真实的。然后，基于特别受检测的添加剂16、26或36进行不同物件的区分。因为编码的真实性已经由基础物质14进行了保证，从而在该实施例中，添加剂的可伪造性就较不重要了。
待保护物件可以是例如钞票，其真实性是借助发光基础物质进行检验的。不同发光添加剂可以表示钞票的不同面值。有利的是，基础物质和添加剂均匀分布在钞票基片的体积中，以使得编码向其他面值钞票的转移是可识别的。
在图3的实施例中，待保护物件50设置有根据本发明另一编码系统的编码51。除了上述难以伪造的发光基础物质14之外，图3的编码系统还包括两对彼此关联的发光添加剂52、53和54、55，在受到激励之后，所述发光添加剂在1000至1500nm之间的红外光谱范围内进行发射，并且其发射光谱在所述光谱范围的特定子范围内以成对的方式补充地重叠，下文中将对其进行更加详细说明。
沿着给定几何图案的具有第一对添加剂52、53的区域56，具有第二对添加剂54、55的区域57以及不具有添加剂的区域58的布置允许通过编码51表示任何信息，例如钞票的产品代码或者序列号。
图3中所示的编码可以用于产生例如三进制代码，其中状态“0”由不具有添加剂的区域表示，状态“1”由具有第一对添加剂52、53的区域表示，状态“2”由具有第二对添加剂54、55的区域表示。从而，通过适当检测器对图3中所示的编码51进行的检测将识别三进制编码“1201”。
与上述添加剂相同地，添加剂52和53是基于具有不同强度的晶体场的钕掺杂的主晶格形成的。如从图4的左手部分可以看出，两添加剂52、53的有关编码的发射谱线62、63在从约1000nm至约1150nm的子范围内彼此重叠，从而第一添加剂52的发射光谱62由第二添加剂53的发射光谱63补充。由于两条谱线之间的小距离，所以在先前不知道所采用的物质的情况下，实际上不能通过包络的发射曲线识别出存在两添加剂52和53。
图4的右手部分示出第二对添加剂54和55在与之相关的约1250nm的子范围内的发射图样64和65。在该实施例中，添加剂54、55分别基于掺杂有发色团的主晶格形成，所述发色团是从钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜和锌组成的一组中选择出来的。与第一对添加剂相同地，在没有进一步信息的情况下，实际上不可能通过两添加剂54、55的光发射的包络线推导出所使用的发光物质的类型。
图2和4的编码系统允许紧凑编码，其将由难以伪造的基础物质14提供的高防伪性和高信息密度及小空间需求相结合。显而易见，上述类型的其他对添加剂的使用允许更加密集的编码。
权利要求
1.一种编码系统，其具有发光基础物质和至少一种发光添加剂，编码系统可能的编码是通过是否存在发光添加剂和/或添加剂类型和/或添加剂数量而形成的。
2.如权利要求1所述的编码系统，其特征在于，发光基础物质和发光添加剂分别具有位于共同发射范围内的有关编码的发射谱线。
3.如权利要求2所述的编码系统，其特征在于，所有有关编码的发射谱线均位于可见光谱范围之外。
4.如权利要求2或3所述的编码系统，其特征在于，所有有关编码的发射谱线均位于从750nm至约2500nm的光谱范围内，优选位于从约800nm至约2200nm的光谱范围内，尤其优选地位于从约1000nm至约1700nm的光谱范围内。
5.如权利要求2至4中至少一项所述的编码系统，其特征在于，设置至少两种发光添加剂，在共同发射范围内，其有关编码的发射谱线不与基础物质的有关编码的发射谱线相重叠。
6.如权利要求1至5中至少一项所述的编码系统，其特征在于，发光基础物质和/或至少一种发光添加剂是基于掺杂的主晶格形成的。
7.如权利要求1至6中至少一项所述的编码系统，其特征在于，发光基础物质和/或至少一种发光添加剂是基于掺杂有稀土元素的主晶格形成的，主晶格优选地掺杂有钕、铒、钬、铥、镱、镨、镝或者所述元素的组合。
8.如权利要求1至7中至少一项所述的编码系统，其特征在于，发光基础物质和/或至少一种发光添加剂是基于掺杂有发色团的主晶格形成的，所述发色团是从钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜和锌组成的一组中选择出来的。
9.如权利要求8所述的编码系统，其特征在于，至少一种主晶格掺杂有多个发色团。
10.如权利要求6至9中至少一项所述的编码系统，其特征在于，至少一种主晶格是由混合晶体形成的。
11.如权利要求1至10中至少一项并根据权利要求2所述的编码系统，其特征在于，设置第一和第二发光添加剂，其形成一对彼此关联的发光物质，第一和第二添加剂的发射光谱在共同发射范围的至少一个子范围内重叠，从而第一添加剂的发射光谱由第二添加剂的发射光谱补充。
12.如权利要求11所述的编码系统，其特征在于，第一和第二添加剂是由根据权利要求6至9中任一项所述的掺杂的主晶格形成的。
13.如权利要求11或12所述的编码系统，其特征在于，第一和第二添加剂是基于不同主晶格形成的，所述不同主晶格具有不同强度的晶体场并且分别掺杂有相同掺杂剂。
14.如权利要求11至13中至少一项所述的编码系统，其特征在于，第一和第二添加剂的发射光谱补充地重叠的所述子范围具有200nm或更小的宽度，优选具有100nm或更小的宽度。
15.如权利要求11至14中至少一项所述的编码系统，其特征在于，第一和第二添加剂的发射光谱补充地重叠的所述子范围从约850nm延伸至约970nm，或者从约920nm延伸至约1060nm，或者从约1040nm延伸至约1140nm，或者从约1100nm延伸至约1400nm，优选地从约1100nm延伸至约1250nm，尤其优选地从约1120nm延伸至约1220nm，或者从约1300nm延伸至约1500nm，或者从约1400nm延伸至约1700nm。
16.如权利要求11至15中至少一项所述的编码系统，其特征在于，第一和第二添加剂在所述子范围内具有至少一条发射谱线，在各个情况下，所述发射谱线的位置具有约30nm或更小的间距，优选地具有约20nm或更小的间距，尤其优选地具有约10nm或更小的间距。
17.如权利要求11至16中至少一项所述的编码系统，其特征在于，编码系统具有如权利要求11至16所述的多对彼此关联的添加剂。
18.如权利要求17所述的编码系统，其特征在于，一对第一和第二添加剂的发射光谱彼此补充地重叠的子区域对于不同对彼此关联的添加剂是不同的。
19.如权利要求1至18中至少一项所述的编码系统，其特征在于，发光基础物质的有关编码的发射谱线位于1100nm以上的红外光谱范围内。
20.如权利要求1至19中至少一项所述的编码系统，其特征在于，设置了多个发光基础物质。
21.使用如权利要求1至20中至少一项所述的编码系统，以保护有价文件。
全文摘要
本发明涉及一种具有发光基础物质和至少一种发光添加剂的编码系统，编码系统可能的编码是通过是否存在发光添加剂和/或添加剂类型和/或添加剂数量而形成的。
文档编号G07D7/12GK1867945SQ200480029707
公开日2006年11月22日 申请日期2004年10月5日 优先权日2003年10月8日
发明者托马斯·吉林, 格哈德·施文克 申请人:德国捷德有限公司