Método para codificar materiales con una etiqueta luminiscente y aparato para leer la misma.

Un método para codificar una etiqueta luminiscente que comprende una composición de al menos dos compuestosluminiscentes,

cada uno de los cuales emite luminiscencia dentro de al menos una banda de luminiscencia,comprendiendo dichos compuestos luminiscentes al menos un compuesto donador y al menos un compuesto aceptor,solapándose un espectro de emisión de dicho compuesto donador con un espectro de absorción de dicho compuestoaceptor, comprendiendo el método las etapas de:

proporcionar una etiqueta de referencia representativa de intensidades de la luz relativas de referencia emitidas dentrode al menos dos bandas de luminiscencia;

irradiar inicialmente dicha etiqueta luminiscente con una fuente de energía baja de radiación electromagnética demanera que dicha etiqueta luminiscente emite intensidades de luz relativas iniciales y

codificar dicha etiqueta luminiscente por irradiación de dicha etiqueta luminiscente con una fuente de alta energía deradiación electromagnética y ajustar una energía de dicha fuente de alta energía de radiación electromagnética demanera que cuando dicha etiqueta luminiscente se irradie con posterioridad con una fuente de baja energía posteriorde radiación electromagnética se modifiquen las intensidades de luz relativas ajustadas emitidas por la etiquetaluminiscente con respecto a las intensidades de luz relativas iniciales para igualar a dichas intensidades de luzrelativas de referencia de dicha etiqueta de referencia, comprendiendo dicha fuente de alta energía de radiaciónelectromagnética una longitud de onda que se encuentra dentro de un espectro de absorción de dicho compuestodonador.

Método para codificar materiales con una etiqueta luminiscente y aparato para leer la misma.

Referencia a aplicaciones relacionadas Esta solicitud reivindica prioridad en la Solicitud de Patente Provisional de EE.UU. Nº 60/653.980, presentada el 18 de febrero de 2005, cuyo contenido completo se incorpora en la presente memoria por referencia.

Campo de la invención La invención se refiere a un método para codificar materiales con una etiqueta luminiscente y un aparato para leer la misma. La invención también se refiere a un método y sistema para verificar la autenticidad de un objeto.

Antecedentes de la invención Los materiales que emiten fluorescencia cuando se exponen a luz UV son conocidos en la técnica. Dichos materiales fluorescentes absorben radiación UV de una longitud de onda y emiten radiación UV o térmica a una longitud de onda mayor. Los materiales fluorescentes están encontrando muchos usos en la lucha contra la falsificación proporcionando un medio para imprimir o etiquetar objetos o materiales de una manera que sólo es visible cuando se ilumina mediante luz UV.

También se conoce en la técnica el efecto de la Transferencia de Energía por Resonancia de fluorescencia (FRET, por sus siglas en inglés) donde se absorbe luz UV por un primer material fluorescente que emite radiación a una longitud de onda dentro del espectro de absorción de un segundo material fluorescente. Dependiendo del tipo de materiales fluorescentes toda o una porción de la radiación emitida por el primer material fluorescente es absorbida por el segundo material fluorescente, que a su vez emite radiación a una tercera longitud de onda mayor.

Los documentos de la técnica anterior que discuten diversos aspectos de dichos materiales y su uso son la Patente de EE.UU. Nº. 3.801.782 por Dorion, la solicitud de patente internacional publicada con el número WO 98/22291 por Cyr, et al., y la Solicitud de Patente Canadiense Nº 2.449.171 por Smuk, et al.

La Patente de EE.UU. Nº 5.918.960 se refiere a un método para detectar billetes falsos, en el que la detección se consigue dirigiendo luz ultravioleta a una muestra de una fuente y midiendo el nivel de luz ultravioleta reflejada de la muestra usando una primera fotocélula y la cantidad de luz fluorescente generada por la muestra usando una segunda fotocélula. Los niveles detectados se comparan con niveles de referencia y sólo si se satisfacen ambos criterios reflectante y fluorescente se declara el billete auténtico. La muestra, durante el ensayo, se pasa por una ventana de vidrio, preferiblemente bajo una cubierta suprayacente.

La publicación de la solicitud de patente francesa Nº 2.813.134 desvela un método para autentificar documentos sensibles. El método comprende incorporar al menos un material luminiscente en el documento, exponiendo el documento a radiación de excitación láser para generar una respuesta en la forma de un espectro de emisión que comprende al menos una línea; codificar la respuesta y comparar la respuesta con una respuesta esperada En memoria.

Sumario de la invención Para estudiar las anteriores y otras desventajas de técnicas conocidas, se proporciona, según la presente invención, un método para codificar una etiqueta luminiscente que comprende las características y las etapas definidas en la reivindicación 1.

También según la presente invención se proporciona un método para verificar la autenticidad de un objeto, comprendiendo el método las características y las etapas definidas en la reivindicación 9.

Además según la presente invención, se proporciona un sistema para verificar la autenticidad de un objeto, comprendiendo el sistema las características definidas en 24.

Aún además según la presente invención, se proporciona un uso de dicho sistema para anti-falsificación.

Otros objetos, ventajas y características de la presente invención llegarán a ser más evidentes con la lectura de la siguiente descripción no restrictiva de las realizaciones ilustrativas de la misma, proporcionadas como ejemplo sólo con referencia a los dibujos adjuntos.

Breve descripción de los dibujos En los dibujos adjuntos:

La Figura 1 muestra el espectro de luminiscencia de una composición luminiscente mixta;

La Figura 2 muestra la variación de las intensidades luminiscentes relativas de un compuesto donador y un compuesto aceptor en dos composiciones luminiscentes mixtas ejemplares;

La Figura 3 muestra un diagrama de bloque de un sistema para leer etiquetas codificadas por FRET según una realización ilustrativa de la presente invención;

La Figura 4 muestra una vista en planta desde arriba de un aparato para leer etiquetas codificadas por FRET según la realización ilustrativa de la Figura 3;

La Figura 5 muestra una vista en planta desde arriba de un aparato alternativo para leer etiquetas codificadas por FRET según la realización ilustrativa de la Figura 3;

La Figura 6 muestra los espectros luminiscentes de la composición luminiscente que contiene tris (dibenzoilmetano) mono (fenantrolin) europio (III) , UVITEX OB y poli (metacrilato de metilo) que se recubrió sobre película de poliéster y se exploró con un triple láser Nd:YAG a (a) 0 mJ/cm2, (b) 57, 0 mJ/cm2, (c) 95, 0 mJ/cm2, (d) 142, 5 mJ/cm2 y (e) 190, 0 mJ/cm2;

La Figura 7 muestra los cambios en la intensidad de los picos luminiscentes de (a) tris (dibenzoilmetano) mono (fenantrolin) -europio (III) a !=612 nm y (b) de UVITEX OB a !=432 nm;

La Figura 8 muestra los espectros luminiscentes de la composición luminiscente que contiene tris (dibenzoilmetano) mono (fenantrolin) europio (III) y polivinilcarbazol que se recubrió sobre película de poliéster y se exploró con un triple láser Nd:YAG a (a) 0 mJ/cm2, (b) 19, 0 mJ/cm2, (c) 47, 5 mJ/cm2, (d) 95, 0 mJ/cm2, (e) 142, 5 mJ/cm2 y (f) 190, 0 mJ/cm2;

La Figura 9 muestra los cambios en la intensidad del pico luminiscente a !=612 nm de (a) la composición luminiscente que contiene tris (dibenzoil-metano) mono (fenantrolin) europio (III) y (b) la composición luminiscente que contiene tris (dibenzoilmetano) mono (fenantrolin) europio (III) y polivinilcarbazol y

La Figura 10 muestra un diagrama esquemático de un sistema de identificación y posición de contrabando/falsificación que integra el sistema de la Figura 3.

Descripción detallada de las realizaciones ilustrativas En términos generales, la presente invención se refiere parcialmente a un método para grabar una etiqueta luminiscente en o sobre un objeto para aplicaciones tales como impresión de seguridad, anti-falsificación, identificación automática, sensores químicos; bio-sensores, marcación por láser, formación de imágenes por láser y dispositivos indicadores. Las composiciones luminiscentes usadas en la presente invención constan de una combinación de dos o más materiales que fluorescen, fosforecen o emiten radiación infrarroja (IR) , cada uno, de una longitud de onda particular o dentro de una banda de luminiscencia particular, cuando se excita mediante ondas de luz de una diferente longitud de onda o por una corriente eléctrica aplicada.

Las composiciones luminiscentes usadas en las realizaciones ilustrativas presentadas a continuación se irradian con una fuente de fotones de una energía determinada para proporcionar composiciones luminiscentes que emitan radiación a múltiples longitudes de onda e intensidades relativas predefinidas vía emisiones fluorescente s, fosforescentes y/o IR en la exposición a radiación con una longitud de onda más corta que la longitud de onda luminiscente.

Como se usa en la presente memoria, el término "luminescente" se refiere a un material o una composición que puede emitir luz por exposición a ondas de luz, tales como radiación UV de baja intensidad (fotoluminiscencia) y bajo corriente eléctrica aplicada (electroluminiscencia) . El término "luminiscente" también incluye en la presente memoria radiación fluorescente, fosforescente e IR.

En términos generales, un método ejemplar para grabar una etiqueta luminiscente sobre o en un material según las realizaciones ilustrativas de la presente invención, puede comprender las siguientes etapas básicas de:

a) proporcionar una composición luminiscente que comprende al menos dos compuestos luminiscentes en un portador o diluyente adecuado;

b) combinar la composición luminiscente con un sustrato, a fin de que al menos una porción de la composición esté disponible para exposición a una fuente de fotones y

c) ajustar las intensidades de emisión relativas de al menos dos compuestos luminiscentes por exposición a una fuente de fotones;

dando como resultado la etapa... [Seguir leyendo]

1. Un método para codificar una etiqueta luminiscente que comprende una composición de al menos dos compuestos luminiscentes, cada uno de los cuales emite luminiscencia dentro de al menos una banda de luminiscencia, comprendiendo dichos compuestos luminiscentes al menos un compuesto donador y al menos un compuesto aceptor, solapándose un espectro de emisión de dicho compuesto donador con un espectro de absorción de dicho compuesto aceptor, comprendiendo el método las etapas de:

proporcionar una etiqueta de referencia representativa de intensidades de la luz relativas de referencia emitidas dentro de al menos dos bandas de luminiscencia;

irradiar inicialmente dicha etiqueta luminiscente con una fuente de energía baja de radiación electromagnética de manera que dicha etiqueta luminiscente emite intensidades de luz relativas iniciales y

codificar dicha etiqueta luminiscente por irradiación de dicha etiqueta luminiscente con una fuente de alta energía de radiación electromagnética y ajustar una energía de dicha fuente de alta energía de radiación electromagnética de manera que cuando dicha etiqueta luminiscente se irradie con posterioridad con una fuente de baja energía posterior de radiación electromagnética se modifiquen las intensidades de luz relativas ajustadas emitidas por la etiqueta luminiscente con respecto a las intensidades de luz relativas iniciales para igualar a dichas intensidades de luz relativas de referencia de dicha etiqueta de referencia, comprendiendo dicha fuente de alta energía de radiación electromagnética una longitud de onda que se encuentra dentro de un espectro de absorción de dicho compuesto donador.

2. El método según la reivindicación 1, en el que dicha etiqueta de referencia comprende una relación de referencia de dichas intensidades de referencia y en el que dicha etapa codificadora comprende ajustar la energía de dicha fuente de alta energía de radiación electromagnética según una relación de dichas intensidades medidas emitidas con posterioridad por la etiqueta luminiscente a fin de que se iguale a dicha relación de referencia de dichas intensidades de referencia.

3. El método según la reivindicación 1, en el que dichas intensidades de referencia y dichas intensidades medidas respectivamente comprenden intensidades de emisión máximas de referencia y medidas dentro de al menos dichas dos bandas de luminiscencia de dicha etiqueta de referencia.

4. El método según la reivindicación 3, en el que dicha etiqueta de referencia comprende una longitud de onda representativa para cada una de dichas intensidades de referencia máximas.

5. El método según la reivindicación 1, en el que dicha fuente de baja energía de radiación electromagnética es una fuente de radiación UV.

6. El método según la reivindicación 1, en el que al menos dichas dos bandas de luminiscencia comprenden al menos una de una banda UV y una banda IR.

7. El método según la reivindicación 1, en el que dicha etiqueta de referencia es representativa de intensidades de luz relativas de referencia emitidas en bandas de luminiscencia plurales.

8. El método según la reivindicación 1, en el que dicha etapa proporcionada comprende proporcionar etiquetas de referencia plurales cada una representativa de intensidades de luz relativas de referencia respectivas y en el que dicha etapa codificadora incluye ajustar la energía de dicha fuente de alta energía de radiación electromagnética según intensidades medidas emitidas con posterioridad por la etiqueta luminiscente para igualar a cualquiera de dichas intensidades de luz relativas de referencia respectivas.

9. Un método para verificar la autenticidad de un objeto, comprendiendo el método las etapas de:

asociar una etiqueta luminiscente con el objeto, comprendiendo dicha etiqueta luminiscente una composición de al menos dos compuestos luminiscentes, cada uno de los cuales emite luminiscencia dentro de una banda de luminiscencia, comprendiendo dichos compuestos luminiscentes al menos un compuesto donador y al menos un compuesto aceptor, solapándose un espectro de emisión de dicho compuesto donador con un espectro de absorción de dicho compuesto aceptor, siendo irradiada inicialmente dicha etiqueta luminiscente con una fuente de baja energía de radiación electromagnética de manera que dicha etiqueta luminiscente emite intensidades de luz relativas iniciales;

codificar dicha etiqueta luminiscente irradiando dicha etiqueta luminiscente con una fuente de alta energía de radiación electromagnética y ajustando una energía de dicha fuente de alta energía de radiación electromagnética de manera que cuando dicha etiqueta luminiscente se irradia con posterioridad con una fuente de baja energía posterior de radiación electromagnética se modifican las intensidades de luz relativas ajustadas emitidas por la etiqueta luminiscente con respecto a las intensidades de luz relativas iniciales para igualar las intensidades de luz de referencia dentro de al menos dichas dos bandas de luminiscencia y

autentificar el objeto excitando dicha etiqueta luminiscente, midiendo un espectro de luz emitido de ese modo y comparando dicho espectro medido con un espectro de referencia;

en el que si dicho espectro medido equivale a dicho espectro de referencia, el objeto es autentificado.

10. El método según la reivindicación 9, en el que dicha etapa codificadora comprende además retener un espectro de dichas intensidades de luz ajustadas como dicho espectro de referencia.

11. El método según la reivindicación 9, en el que dicho espectro de referencia se predetermina y en el que dicha etapa codificadora comprende además ajustar dichas intensidades de luz relativas ajustadas para que equivalga a dicho espectro de referencia.

12. El método según la reivindicación 9, comprendiendo el método además la etapa de generar una etiqueta de referencia representativa de dicho espectro de referencia, identificando dicha etiqueta de referencia dichas intensidades ajustadas, en el que dicha etapa de medida del espectro de luz comprende medir intensidades de luz emitidas dentro de dichas bandas de luminiscencia por dicha etiqueta excitada y en el que dicha etapa de comparación comprende comparar dichas intensidades medidas con dichas intensidades ajustadas y además en el que si dichas intensidades medidas equivalen a dichas intensidades ajustadas, el objeto es autentificado.

13. El método según la reivindicación 9, comprendiendo el método además la etapa de generar una etiqueta de referencia representativa de dicho espectro de referencia, identificando dicha etiqueta de referencia una relación de referencia de dichas intensidades ajustadas, en el que dicha etapa de medida del espectro de luz comprende medir intensidades de luz emitida dentro de dichas bandas de luminiscencia por dicha etiqueta excitada y calcular una relación de las mismas y en el que dicha etapa de comparación comprende comparar dicha relación calculada con dicha relación de referencia y además en el que si dicha relación calculada equivale a dicha relación de referencia, el objeto es autentificado.

14. El método según la reivindicación 9, en el que dicha etiqueta luminiscente se codifica para identificar al menos uno de: una autenticidad del objeto específico, una autenticidad de la calidad del objeto, una autenticidad del origen del objeto y una autenticidad del tipo de objeto.

15. El método según la reivindicación 9, en el que dicha etapa de comparación comprende comparar dicho espectro medido con espectros de referencia plurales y en el que el objeto es autentificado si dicho espectro medido equivale a cualquiera de dichos espectros de referencia.

16. El método según la reivindicación 9, en el que dicha etapa de autentificación se realiza en una posición de vigilancia remota, proporcionando acceso dicha posición de vigilancia remota a dicho espectro de referencia de al menos una de una posición de vigilancia central y una posición de vigilancia remota vía una red de comunicación.

17. El método según la reivindicación 9, en el que dicho compuesto donador y dicho compuesto aceptor emiten fluorescencia en la banda UV.

18. El método según la reivindicación 9, en el que dicho compuesto donador emite fluorescencia en la banda UV y dicho compuesto aceptor emite fluorescencia en la banda infrarroja.

19. El método según la reivindicación 9, en el que dicha etapa de asociación comprende imprimir dichos compuestos sobre un material comprendido en al menos uno de: el objeto, un envoltorio del objeto y un envase del objeto.

20. El método según la reivindicación 9, en el que dicha etapa de asociación comprende suspender dichos compuestos en un material comprendido en al menos uno de: el objeto, un envoltorio del objeto y un envase del objeto.

21. El método según la reivindicación 9, comprendiendo el método además después de dicha etapa de autentificación, comunicar un indicador a al menos uno de: una estación de vigilancia central y una estación de vigilancia remota cuando dicho espectro medido no equivale a dicho espectro de referencia.

22. El método según la reivindicación 21, comprendiendo dicha etapa de comunicación además comunicar una posición desde la que se comunica dicho indicador.

23. El método según la reivindicación 9, comprendiendo el método además la etapa después de dicha etapa de autentificación de indicar si el objeto se autentificado vía un indicador seleccionado del grupo que consiste en: un indicador simbólico visual, un indicador de texto, un indicador óptico y un indicador de audio.

24. Un sistema para verificar la autenticidad de un objeto, comprendiendo el sistema:

una etiqueta luminiscente que se tiene que asociar con el objeto, comprendiendo dicha etiqueta luminiscente una composición de al menos dos compuestos luminiscentes, cada uno de los cuales emitiendo luminiscencia dentro de al menos una de banda de luminiscencia, comprendiendo dichos compuestos luminiscentes al menos un compuesto donador y al menos un compuesto aceptor, solapándose un espectro de emisión de dicho compuesto donador con

un espectro de absorción de dicho compuesto aceptor, irradiándose inicialmente dicha etiqueta luminiscente con una fuente de baja energía de radiación electromagnética tal que dicha etiqueta luminiscente emite intensidades de luz relativas iniciales, estando codificada dicha etiqueta luminiscente irradiando dicha composición con una fuente de alta energía de radiación electromagnética, comprendiendo dicha fuente de alta energía de radiación electromagnética una longitud de onda que se encuentra dentro de un espectro de absorción de dicho compuesto donador, ajustándose una energía de dicha fuente de alta energía de radiación electromagnética de manera que cuando dicha composición se irradia con posterioridad con una fuente de baja energía posterior de radiación electromagnética entonces dicha etiqueta luminiscente emite luz dentro de al menos dos bandas de luminiscencia a intensidades de luz relativas predeterminadas que se modifican con respecto a las intensidades de luz relativas iniciales; una etiqueta de referencia representativa de dichas intensidades predeterminadas y

una estación de vigilancia con acceso a dicha etiqueta de referencia, comprendiendo dicha estación un espectrómetro, un procesador de datos y un dispositivo de salida dicho espectrómetro para medir intensidades de luz emitidas al mismo tiempo dentro de dichas dos bandas de luminiscencia por dicha etiqueta codificada como respuesta a una sola fuente de radiación electromagnética iluminando a dicha etiqueta codificada y estando configurada dicha estación de vigilancia para comparar dichas intensidades medidas con dichas intensidades predeterminadas e indican vía dicho dispositivo de salida si dichas intensidades medidas igualan a dichas intensidades predeterminadas.

25. El sistema según la reivindicación 24, en el que dicha etiqueta de referencia comprende una relación de referencia de dichas intensidades predeterminadas, estando adaptada dicha estación de vigilancia para calcular una relación de dichas intensidades medidas y compara dicha relación calculada con dicha relación de referencia.

26. El sistema según la reivindicación 24, en el que dicha etiqueta codificada se codifica para identificar al menos uno de: una autenticidad del objeto específico, una autenticidad de la calidad del objeto, una autenticidad del origen del objeto y una autenticidad del tipo de objeto.

27. El sistema según la reivindicación 24, teniendo acceso dicha estación de vigilancia a etiquetas de referencia plurales cada una representativa de intensidades de luz predeterminadas respectivas y estando configurada para indicar si dichas intensidades medidas equivalen a cualquiera de dichas intensidades de luz predeterminadas respectivas.

28. El sistema según la reivindicación 24, comprendiendo el sistema además una estación central, comprendiendo además dicha estación de vigilancia un dispositivo de comunicación para comunicar con dicha estación central, proporcionando acceso dicha estación de vigilancia a dicha etiqueta de referencia desde dicha estación central vía dicho dispositivo de comunicación.

29. El sistema según la reivindicación 24, comprendiendo el sistema además una estación central, comprendiendo además dicha estación de vigilancia un dispositivo de comunicación para comunicar una indicación a la misma cuando dichas intensidades medidas no equivalgan a dichas intensidades predeterminadas.

30. El sistema según la reivindicación 29, comprendiendo dicha estación de vigilancia además un dispositivo de posicionamiento para comunicar a dicha estación central una posición desde la que se comunica dicha indicación.

31. El sistema según la reivindicación 30, en el que dicha posición se usa para producir un mapeo de objetos no autentificados indicados.

32. El sistema según la reivindicación 24, en el que dicha estación de vigilancia comprende la fuente de radiación de baja energía para iluminar y de ese modo excitar a dicha etiqueta codificada.

33. El sistema según la reivindicación 32, en el que dicha radiación comprende radiación UV.

34. El sistema según la reivindicación 24, en el que dichas bandas de luminiscencia comprenden al menos una de una banda UV y una banda IR.

35. El método según la reivindicación 1, en el que la etiqueta luminiscente comprende un material que incorpora un código luminiscente, comprendiendo dicho método las etapas de:

combinar una sustancia luminiscente donadora con una sustancia luminiscente aceptora, en el que un espectro de emisión de dicha sustancia donadora se solapa con un espectro de absorción de dicha sustancia aceptora;

irradiar inicialmente dichas sustancia combinadas con una fuente de baja energía de radiación electromagnética de manera que dichas sustancia combinadas emitan intensidades de luz relativas iniciales;

irradiar dichas sustancias combinadas con una fuente de alta energía de radiación ultravioleta, comprendiendo dicha fuente de alta energía de radiación ultravioleta una longitud de onda que se encuentra dentro de un espectro de absorción de dicha sustancia donadora;

ajustar una energía de dicha fuente de alta energía de radiación ultravioleta para codificar dichas sustancias combinadas de manera que cuando dichas sustancias combinadas se irradian con posterioridad con una fuente de baja energía posterior de radiación ultravioleta, una intensidad de emisiones medibles de dicha sustancia donadora frente a una intensidad de emisiones medibles máximas de dicha sustancia aceptora es de una relación predeterminada y

combinar dichas sustancias combinadas con dicho material.

36. El método según la reivindicación 35, en el que dicha sustancia luminiscente donadora y dicha sustancia luminiscente aceptora emiten fluorescencia en la banda UV.

37. El método según la reivindicación 35, en el que dicha sustancia luminiscente donadora emite fluorescencia en la 10 banda UV y dicha sustancia luminiscente aceptora emite fluorescencia en la banda infrarroja.

38. El método según la reivindicación 35, en el que dicha etapa de combinación comprende imprimir dichas sustancias combinadas sobre dicho material.

39. El método según la reivindicación 35, en el que dicha etapa de combinación comprende suspender dichas sustancias combinadas en dicho material.

40. El método según la reivindicación 35, en el que dicha etapa de combinación se realiza previamente a dichas etapas de irradiación y ajuste.

41. Un uso de un sistema como se describe en una cualquiera de las reivindicaciones 24 a 34, para antifalsificación.