(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真正物証明用セキュリティマーキングが、
波長範囲が３８０から７８０ｎｍの範囲内にある選択された波長を有し、
そして励起されたときに既知の放出特性を有している励起用放出光によって励起可能である少なくとも２つの蛍光体材料のブレンドを含み、
前記マーキングは、
第１の波長範囲に入る波長を有する励起用放出光のみにより励起可能である少なくとも１つの蛍光体材料と、
前記第１の波長範囲と重なり合い、かつ、前記第１の波長範囲を包含する第２の異なる波長範囲に入る波長を有する励起用放出光によって励起可能である少なくとも１つの蛍光体材料と
を含む、
フォトルミネセンス・セキュリティマーキングの真正物証明をする方法であって、
ａ）前記第１の波長範囲に入る波長を有する励起用放出光で前記マーキングを照射し、そして前記マーキングから放出された光の少なくとも１つの選択されたパラメータを測定するステップと、
ｂ）前記第１の波長範囲および前記第２の波長範囲の重なり合う領域の範囲に入る波長を有する励起用放出光で前記マーキングを照射し、そして前記マーキングから放出された光の少なくとも１つの選択されたパラメータを測定するステップと、
ｃ）前記第１の波長範囲と重なり合わない前記第２の波長範囲の一部分の範囲に入る波長を有する励起用放出光で前記マーキングを照射し、そして前記マーキングから放出された光の少なくとも１つの選択されたパラメータを測定するステップと、
ｄ）前記少なくとも１つの測定されたパラメータを前記既知の放出特性の対応するパラメータと比較し、そして前記パラメータが所定の範囲内に入る場合、前記マーキングの真正物性を証明するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの選択されたパラメータは、
選択された波長領域の強度と、選択された波長領域の強度の比率と、
放出ピークの強度と、放出ピークの波長と、放出ピークの立ち上がりのレートと、放出ピークの立ち下がりのレートと、放出ピーク強度の比率と、放出ピーク波長の比率と、
放出トラフの強度と、放出トラフの波長と、放出トラフ強度の比率と、放出トラフ波長の比率と、
変曲点の波長と、変曲点の強度と、変曲点強度の比率と、変曲点波長の比率と、
放出ピークの個数と、放出トラフの個数と、変曲点の個数と、
放出ピークの形状と、
これらの組み合わせとよりなるグループから選択される、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
真正物証明用セキュリティマーキングが少なくとも２つの蛍光体材料のブレンドを含み、
少なくとも１つの蛍光体材料のみが第１の波長範囲に入る波長を有する励起用放出光のみにより励起可能であり、
そして少なくとも１つの蛍光体材料が前記第１の波長範囲と重なり合い、かつ、
前記第１の波長範囲を包含する第２の異なる波長範囲に入る波長を有する励起用放出光によって励起可能である、
フォトルミネセンス・セキュリティマーキングの真正物証明をする方法であって、
ａ）前記第１の波長範囲に入る波長を有する励起用放出光で前記マーキングを照射し、そして前記マーキングから放出された光の少なくとも１つの選択されたパラメータを測定するステップと、
ｂ）前記第１の波長範囲および前記第２の波長範囲の重なり合う領域の範囲に入る波長を有する励起用放出光で前記マーキングを照射し、そして前記マーキングから放出された光の少なくとも１つの選択されたパラメータを測定するステップと、
ｃ）前記第１の波長範囲と重なり合わない前記第２の波長範囲の一部分の範囲に入る波長を有する励起用放出光で前記マーキングを照射し、そして前記マーキングから放出された光の少なくとも１つの選択されたパラメータを測定するステップと、
ｄ）ステップａ）、ｂ）およびｃ）において測定された前記選択されたパラメータを既知の放出特性の対応するパラメータと比較し、そして前記パラメータが所定の範囲内に入る場合、前記マーキングの真正物性を証明するステップと、
を含む方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの選択されたパラメータは、
選択された波長領域の強度と、選択された波長領域の強度の比率と、
放出ピークの強度と、放出ピークの波長と、放出ピークの立ち上がりのレートと、放出ピークの立ち下がりのレートと、放出ピーク強度の比率と、放出ピーク波長の比率と、
放出トラフの強度と、放出トラフの波長と、放出トラフ強度の比率と、放出トラフ波長の比率と、
変曲点の波長と、変曲点の強度と、変曲点強度の比率と、変曲点波長の比率と、
放出ピークの個数と、放出トラフの個数と、変曲点の個数と、
放出ピークの形状と、
これらの組み合わせとよりなるグループから選択される、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
真正物証明性マーキングが、
第１の波長範囲に入る波長を有する励起用放出光のみにより励起可能である少なくとも１つの蛍光体材料と、
前記第１の波長範囲と重なり合い、かつ、前記第１の波長範囲を包含する第２の異なる波長範囲に入る波長を有する励起用放出光によって励起可能である少なくとも１つの蛍光体材料と
を含む、フォトルミネセンス・セキュリティマーキングの真正物証明をする装置であって、
ｉ）前記第１の波長範囲に入る波長を有する励起用放出光を放出し、そして前記第１の波長範囲に入る波長を有する励起用放出光で前記マーキングを照射するように動作できる第１の独立に動作する励起用光源と、
ｉｉ）前記第２の波長範囲に入る波長を有する励起用放出光を放出し、そして前記第２の波長範囲に入る波長を有する励起用放出光で前記マーキングを照射するように動作できる第２の独立に動作する励起用光源と、
ｉｉｉ）前記マーキングから放出された光の少なくとも１つの選択されたパラメータを測定するように動作できる検出器と、
ｉｖ）前記少なくとも１つの選択されたパラメータを既知の放出特性を有する対応するパラメータと比較し、そして前記パラメータが所定の範囲内に入る場合、前記マーキングの真正物性を証明する処理手段と、
を含み、
前記装置は、
ａ）前記第１の波長範囲に入る波長を有する励起用放出光で前記マーキングを照射し、そして前記マーキングから放出された光の少なくとも１つの選択されたパラメータを測定するため動作し、
ｂ）前記第１の放出範囲および前記第２の放出範囲に入る波長を有する励起用放出光で前記マーキングを照射し、そして前記マーキングから放出された光の前記少なくとも１つの選択されたパラメータを測定するため動作し、
ｃ）前記第１の波長範囲と重なり合わない前記第２の波長範囲の一部分の範囲に入る波長を有する励起用放出光で前記マーキングを照射し、そして前記マーキングから放出された光の前記少なくとも１つの選択されたパラメータを測定するため動作し、
ｄ）前記少なくとも１つの選択されたパラメータの値を既知の放出特性の対応するパラメータと比較し、そして前記パラメータが所定の範囲内に入る場合、前記マーキングの真正物性を証明するように動作できる
装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの選択されたパラメータは、
選択された波長領域の強度と、選択された波長領域の強度の比率と、
放出ピークの強度と、放出ピークの波長と、放出ピークの立ち上がりのレートと、放出ピークの立ち下がりのレートと、放出ピーク強度の比率と、放出ピーク波長の比率と、
放出トラフの強度と、放出トラフの波長と、放出トラフ強度の比率と、放出トラフ波長の比率と、
変曲点の波長と、変曲点の強度と、変曲点強度の比率と、変曲点波長の比率と、
放出ピークの個数と、放出トラフの個数と、変曲点の個数と、
放出ピークの形状と、
これらの組み合わせとよりなるグループから選択される、
請求項５に記載の装置。
【請求項７】
各蛍光体材料が、
波長範囲３８０から７８０ｎｍに入る選択された波長を有する励起用放出光によって励起可能である少なくとも３つの蛍光体材料のブレンドを含み、
少なくとも１つの前記蛍光体材料が、第１の波長範囲を有する励起用放出光によって励起可能であり、
少なくとも１つの前記蛍光体材料が、前記第１の波長範囲と重なり合い、かつ、前記第１の波長範囲を包含する第２の波長範囲を有する励起用放出光によって励起可能であり、
そして少なくとも１つの前記蛍光体材料が、前記第１の波長範囲および前記第２の波長範囲と重なり合い、かつ、前記第１の波長範囲および前記第２の波長範囲を包含する第３の波長範囲を有する励起用放出光によって励起可能である
フォトルミネセンス・セキュリティマーキング。
【請求項８】
各蛍光体材料が、
波長範囲３８０から７８０ｎｍに入る選択された波長を有する励起用放出光によって励起可能である少なくとも２つの蛍光体材料のブレンドを含み、
前記少なくとも２つの蛍光体材料の前記ブレンドは、
バインダ材料と共に含まれるグループ、
インクと共に含まれるグループ、
ポリマ材料の中に含まれるグループ、
ポリマ材料のシートの中に含まれるグループ、
ポリマ材料のファイバの中に含まれるグループ、
少なくとも１つのシートが前記励起用放出光と前記蛍光体材料から放出された光とを伝送する材料のシートの間に積層されるグループ、
金属箔の表面に展着されるグループ、
金属箔の表面に展着され、および、バーコードの一部分として含まれるグループ
から選択される、
フォトルミネセンス・セキュリティマーキング。
【請求項９】
各蛍光体材料が、
波長範囲３８０から７８０ｎｍに入る選択された波長を有する励起用放出光によって励起可能である少なくとも２つの蛍光体材料のブレンドを含み、
前記蛍光体材料の各々は、５ミクロン以下、２ミクロン以下、および、１ミクロン以下よりなるグループから選択された平均粒子サイズを有している、
フォトルミネセンス・セキュリティマーキング。
【請求項１０】
各蛍光体材料が、
波長範囲３８０から７８０ｎｍに入る選択された波長を有する励起用放出光によって励起可能である少なくとも２つの蛍光体材料のブレンドを含み、
前記蛍光体材料は、アルミネート、シリケート、ニトリド、サルフェート、オキシナイトライド、オキシサルフェート、および、ガーネット材料よりなるグループから選択される、
フォトルミネセンス・セキュリティマーキング。
【請求項１１】
前記蛍光体材料は、同じホスト格子構造を有している、
請求項１０に記載のマーキング。
【請求項１２】
各蛍光体材料は、同じ波長範囲を有する励起用放出光によって励起可能である、
請求項１０に記載のマーキング。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの前記蛍光体材料は、第１の波長範囲を有する励起用放出光のみにより励起可能であり、
そして少なくとも１つの前記蛍光体材料は、前記第１の波長範囲と重なり合い、かつ、前記第１の波長範囲を包含する第２の異なる波長範囲を有する励起用放出光によって励起可能である、
請求項１０に記載のマーキング。
【請求項１４】
前記蛍光体材料は、波長範囲４００から４５０ｎｍを有する励起用放出光で励起可能である、
請求項１０に記載のマーキング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権主張
本願は、Ｙｉ−Ｑｕｎ  Ｌｉ外によって、２００９年１０月２２日付けで出願された、発明の名称が「Ｐｈｏｓｐｈｏｒ  Ｂａｓｅｄ  Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ」である米国正規特許出願第１２／６０４２６８号と、Ｙｉ−Ｑｕｎ  Ｌｉ外によって、２００８年１０月２３日付けで出願された、発明の名称が「Ｐｈｏｓｐｈｏｒ  Ｂａｓｅｄ  Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ」である米国仮特許出願第６１／１０７９２８号とに基づく優先権を主張する。両出願は、参照によって本明細書中にそっくりそのまま含まれる。
【背景技術】
【０００２】
発明の分野
本発明は、蛍光体（フォトルミネセンス）材料に基づく真正物証明システムに係わり、より詳しくは、フォトルミネセンス・セキュリティマーキングの真正物証明をする方法、フォトルミネセンス・セキュリティマーキングの真正物証明をする装置、および、フォトルミネセンス・セキュリティマーキングに関する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
関連技術の説明
真正物証明とは、何かあるものを真正物証明性があるとして、すなわち、あるものに関して行われた主張が真実であるとして、確証または確認する行為である。物品または文書の真正物証明は、通常は、１つ以上の真正物証明ファクタを用いて物品または文書の由来を確認することを必要とする。物品または文書は、多くの場合、物品／文書を１つ以上のセキュリティマーキングまたはセキュリティ機器を含むことになる。セキュリティマーキング／セキュリティ機器の実施例は、文書中の透かしと、個人小切手上の磁気印刷と、銀行券上のマイクロ印刷と、オイルおよびガス中のアンチボディと、酒類およびアルコール飲料中の分子認識試薬と、パッケージ上の熱転写インクおよび色ずれ色素と、クレジットカード上のホログラムと、フォトルミネセンス・セキュリティマーキングと、バーコードと、電子タグ機器と、薬剤カプセル上の不可視マーカなどを含む。
【０００４】
世界経済フォーラム（ＷＥＦ）によって後援された研究は、薬剤、煙草、贅沢品、電子部品、衣服、および、他の品目のような商品を偽造する割合が世界貿易の７から９％であり、総額が１年当たり７０００億ドルを超えると推定する。世界保健機関（ＷＨＯ）およびＦＤＡ（米国食品医薬品局）は、どんなものでも医薬品および関連製品の５から８％が偽物であると推定する。人々の健康を危険に晒すだけでなく、偽造は、毎年およそ３０００万ドルの収入の損失を生じさせる。
【０００５】
カラー印刷技術および画像走査技術の持続的な向上のため、例えば、銀行券、身分証明書、パスポート、運転免許証、入場券のような文書の偽造が増加する。付加的に、クレジットカード、デビットカード、および、セキュリティカードの偽造が、コンピュータおよびカードリーダの広範囲の利用可能性のため増加する。取引のグローバル化、組織犯罪、および、多くの場合に軽い罰則と一体となった高収益が偽造と関連付けられていることが原因となって、ブランド保護が非常に戦略的な課題になった。
【０００６】
偽造に対抗し、そしてブランドを保護するため、ＲＦＩＤ（無線周波数識別）と、ホログラフィと、安定同位体標識と、分子認識標識と、サーモクロミック材料と、色ずれインクと、可視蛍光色素および不可視蛍光色素付きのタグと、蛍光体材料に基づくマーキングとを含む種々のセキュリティ技術が開発されている。
【０００７】
蛍光体材料を利用するセキュリティマーキングは、励起波長と、近赤外（ＮＩＲ）までの紫外（ＵＶ）を網羅する固有のシグネチャを有する放出スペクトルと、ピーク強度と、ピーク波長と、減衰時間または期間と、スペクトル中の特有のピークの上昇および下降とを含むある程度の数の潜在的な真正物証明ファクタを提供する。物品または文書の真正物性を証明するため、蛍光体セキュリティマーキングを物品／文書に設けることが知られている。物品／文書の真正物証明性は、ＵＶランプのような励起用光源から物品に高エネルギー放出光を照射し、そして物体から反射されたＵＶ光の強度と、蛍光体セキュリティマーキングによって発生された蛍光の量とを測定することにより証明される。光沢特性（反射および放出）が所定の境界内に入る場合、物品は真正物証明性があるとして証明される。
【０００８】
蛍光体（フォトルミネセンス）材料は、ｉ）ダウンコンバートおよびｉｉ）アップコンバートの２つのカテゴリに特徴付けることができる。ダウンコンバート型フォトルミネセンス材料の場合、材料は、ＵＶのような高エネルギー光子、または、Ｘ線またはγ線のような高イオン化放出光で励起され、可視またはＮＩＲスペクトル領域で発光する。逆に、アップコンバート型またはアンチストークス型フォトルミネセンス材料は、ＮＩＲ、特に、９８０ｎｍ放出光のような２つ以上の低エネルギー光子を吸収し、そしてＩＲ光子を合計する工程によって、より波長の短い単一の高エネルギー光子（例えば、可視光）を放出する。
【０００９】
以下、ＵＶ蛍光体と称する大部分のＵＶ励起可能ダウンコンバート蛍光体は、低圧水銀蒸気ランプからの２５４ｎｍ線または３６５ｎｍ線によって励起することができる。放出（フォトルミネセンス）スペクトルを分析することにより、蛍光体の正体を決定することができる。ＵＶ蛍光体は、１９８０年代および１９９０年代にセキュリティ市場で広範囲に亘って使用された。ＵＶ蛍光体の欠点は、これらのＵＶ蛍光体の大半が紙に基づく基材上で強く蛍光発光し、そしてこの蛍光発光が蛍光マーキングの有効性を低下させる可能性があることである。ＵＶ蛍光体に伴うさらなる問題は、ＵＶ励起用放出光が人の目に有害であることである。安全性の観点から、電磁スペクトルの可視部分の範囲内、すなわち、３８０から７００ｎｍに含まれる励起用放出光によって励起することができる蛍光体が理想的であると考えられる。
【００１０】
アップコンバージョン工程は、１つの吸収体Ｙｂ３＋（イッテルビウム）と、典型的に、青Ｔｍ３＋（ツリウム）領域、緑Ｅｒ３＋（エルビウム）領域、または、赤Ｙｂ３＋領域における３種類の放出体のうちの１つ以上とに依存する。最初の赤外光子の吸収は、希土類イオンを比較的長寿命の第１の励起状態に促す。後続の赤外光子がこの励起されたイオンに衝突する場合、赤外光子は、吸収確率に依存して、吸収されることがあり、それによって、このイオンを第２のより高い励起状態に促す。第２の状態から基底状態へのイオンの遷移は、より高いエネルギー（すなわち、より短い波長）を有する光子の放出を生じる。アップコンバート蛍光体材料は、Ｙｂ３＋の吸光度に依存するので、アップコンバート蛍光体材料の１つずつは、９８０ｎｍ（ＩＲ）レーザダイオードによって励起することができる。アップコンバート蛍光体の実施例は、Ｅｕ３＋、Ｙｂ３＋賦活酸硫化イットリウムＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｒ，Ｙｂである。ＩＲ（９８０ｎｍ）励起可能蛍光体の他の実施例は、米国特許第６６８６０７４号および米国特許第６８４１０９２号に記載されているようにＹｂ３＋、Ｔｍ３＋賦活酸硫化ガドリニウムである。
【００１１】
アップコンバート蛍光体に伴う問題は、これらのアップコンバート蛍光体の比較的低い効率に起因して、アップコンバート蛍光体がレーザによって発生された高強度ＩＲ放出光によって励起される必要があり、そしてこのような放出光が人の目に有害であるということである。目の損傷の可能性を低くするため、国際特許出願公開第２０００／６０５２７号は、蛍光体材料の中に検出可能な放出光を誘起するために十分なピークパワーを有するようにパルス型動作モードで動かされるＮＩＲレーザを用いてアップコンバート蛍光体材料を励起することと、レーザ放出光の平均パワーが目の損傷を生じないために十分に低くなるようにパルス繰り返し周波数および期間が選択されることとを教示する。
【００１２】
ＵＶ蛍光体を含有するインクは、比較的低コストでセキュリティ産業において容易に入手可能である。しかし、このようなインクの広範囲に亘る使用により、偽造者は、様々なインクおよびインクの使用に関して精通するようになる。さらに、偽造者は、製品サンプルからの蛍光体を含むインクの特性と一致するＵＶ蛍光体と同じインクを複製または調達し、そして偽造品に同じインクを適用することができる。この問題を解決するため、８００ｎｍから１６００ｎｍまで変化するＩＲ部分の中の光によって励起可能であるアップコンバート蛍光体を含むインクが開発された。米国特許５７６６３２４号は、ＩＲ波形範囲の中の光を吸収しない黒色着色剤と組み合わされたＩＲ蛍光体を含むＩＲセキュリティ・インクについて記載する。
【００１３】
米国特許第７０３０３７１号は、ルミネセンス放出が、励起用放出光への露光中または露光後のいずれかの固有の時間間隔中に測定されるフォトルミネセンス・セキュリティマーキングの特性を測定する方法を開示する。一方の時間間隔中に測定された強度値が他方の時間間隔中に測定された強度値から減算され、この減算の結果がルミネセンス・セキュリティマーキングから放出された光を表す。一方の時間間隔の期間は、励起用放出光への露光時間の２５％より短い。
【００１４】
米国特許第５３３１１４０号は、蛍光バーコードを読み取るバーコード読み取りシステムを開示する。バーコードは、高調波関係にない２つの周波数で正弦波または矩形波変調された放出光で照射され、そして２つの変調周波数の和および差に対応する周波数でバーコードによって照射された放出光が検出される。
【００１５】
高度のセキュリティを提供し、そして携帯可能な真正物証明機器を用いて証明することができる費用のかからない真正物証明システムの必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の実施形態は、好ましくは、各蛍光体材料が波長３８０ｎｍから７８０ｎｍを有する可視光を含む「目に安全」な励起用放出光によって励起可能である２つ以上の蛍光体材用のブレンドを含むフォトルミネセンス・セキュリティマーキングを利用する蛍光体に基づく真正物証明システムを対象にする。好ましくは、励起されたとき、セキュリティマーキングは、可視光をさらに放出し、それによって、励起用放出光および／またはフォトルミネセンス・マーキングによって発生された光への偶発的な露光の場合にオペレータの目への損傷の危険性を実質的に最小限に抑える。
【００１７】
本発明によれば、真正物証明用セキュリティマーキングが波長範囲が３８０から７８０ｎｍの範囲内にある選択された波長を有し、そして励起されたときに既知の放出特性を有している励起用放出光によって励起可能である少なくとも２つの蛍光体材料のブレンドを含む、フォトルミネセンス・セキュリティマーキングの真正物証明をする方法であって、ａ）選択された波長を有する励起用放出光でマーキングを照射するステップと、ｂ）マーキングから放出された光の少なくとも１つの選択されたパラメータを測定するステップと、ｃ）少なくとも１つの測定されたパラメータを既知の放出特性の対応するパラメータと比較し、そしてパラメータが所定の範囲内に入る場合、マーキングの真正物性を証明するステップと、を含む方法が提供される。
【００１８】
一装置では、マーキングは、第１の波長範囲に入る波長を有する励起用放出光のみにより励起可能である少なくとも１つの蛍光体材料と、第１の波長範囲と重なり合い、かつ、第１の波長範囲を包含する第２の異なる波長範囲に入る波長を有する励起用放出光によって励起可能である少なくとも１つの蛍光体材料とを含み、この方法は、ａ）第１の波長範囲に入る波長を有する励起用放出光でマーキングを照射し、そしてマーキングから放出された光の少なくとも１つの選択されたパラメータを測定するステップと、ｂ）第１の波長範囲および第２の波長範囲の重なり合う領域の範囲に入る波長を有する励起用放出光でマーキングを照射し、そしてマーキングから放出された光の少なくとも１つの選択されたパラメータを測定するステップと、ｃ）第１の波長範囲と重なり合わない第２の波長範囲の一部分の範囲に入る波長を有する励起用放出光でマーキングを照射し、そしてマーキングから放出された光の少なくとも１つの選択されたパラメータを測定するステップと、ｄ）少なくとも１つの測定されたパラメータを既知の放出特性の対応するパラメータと比較し、そしてパラメータが所定の範囲内に入る場合、マーキングの真正物性を証明するステップと、を含む。
【００１９】
都合の良いことに、選択されたパラメータは、１つ以上の選択された波長範囲に入る放出された光の強度を含み、典型的に、波長範囲は、蛍光体材料のうちの１つから生じる予想放出ピークを含む。一装置では、マーキングの真正物証明性は、選択された範囲に入る放出された光の相対強度（すなわち、比率）を既知の放出特性の対応する比率と比較することによって証明される。代替的に、および／または、付加的に、選択されたパラメータは、放出ピークの強度および／または波長と、放出ピークの立ち上がりレートおよび／または立ち下がりレートと、放出ピーク強度および／または波長の比率と、放出トラフの強度および／またはと、放出トラフ強度および／または波長の比率と、変曲点の波長および／または強度と、変曲点強度および／または波長の比率と、放出ピーク、放出トラフ、および／または、変曲点の個数と、放出ピーク若しくは放出トラフの形状、または、放出スペクトルの全体形状および／または形式と、を含むことができる。
【００２０】
第１の蛍光体材料が第１の波長範囲を有する励起用放出光によって励起可能であり、そして第２の蛍光体材料が第１の波長範囲と重なり合い、かつ、第１の波長範囲を包含する第２の異なる波長範囲を有する励起用放出光によって励起可能である２つの蛍光体材料のブレンドまたは混合物を含むフォトルミネセンス・マーキングを使用する考え方は、それ自体で新規性があると考えられる。したがって、本発明の第２の態様によれば、真正物証明用セキュリティマーキングが少なくとも２つの蛍光体材料のブレンドを含み、少なくとも１つの蛍光体材料のみが第１の波長範囲に入る波長を有する励起用放出光のみにより励起可能であり、そして少なくとも１つの蛍光体材料が第１の波長範囲と重なり合い、かつ、第１の波長範囲を包含する第２の異なる波長範囲に入る波長を有する励起用放出光によって励起可能である、フォトルミネセンス・セキュリティマーキングの真正物証明をする方法であって、第１の波長範囲に入る波長を有する励起用放出光でマーキングを照射し、そしてマーキングから放出された光の少なくとも１つの選択されたパラメータを測定するステップと、第１の波長範囲および第２の波長範囲の重なり合う領域の範囲に入る波長を有する励起用放出光でマーキングを照射し、そしてマーキングから放出された光の少なくとも１つの選択されたパラメータを測定するステップと、第１の波長範囲と重なり合わない第２の波長範囲の一部分の範囲に入る波長を有する励起用放出光でマーキングを照射し、そしてマーキングから放出された光の少なくとも１つの選択されたパラメータを測定するステップと、測定された少なくとも１つの選択されたパラメータを既知の放出特性の対応するパラメータと比較し、そしてパラメータが所定の範囲内に入る場合、マーキングの真正物性を証明するステップと、を含む方法が提供される。
【００２１】
本発明の第３の態様によれば、真正物証明用セキュリティマーキングが波長範囲３８０から７８０ｎｍの範囲内にある選択された波長を有し、そして励起されたときに既知の放出特性を有している励起用放出光によって励起可能である少なくとも２つの蛍光体材料のブレンドを含む、フォトルミネセンス・セキュリティマーキングの真正物証明をする装置であって、選択された波長を有する励起用放出光を放出し、そしてマーキングを照射するように動作できる少なくとも１つの励起用光源と、マーキングから放出された光の少なくとも１つの選択されたパラメータを測定するように動作できる検出器と、少なくとも１つの測定されたパラメータを既知の放出特性の対応するパラメータと比較し、そして少なくとも１つの測定されたパラメータが所定の範囲内に入る場合、マーキングの真正物性を証明する処理手段と、を含む装置が提供される。
【００２２】
一実施では、この装置は、フォトルミネセンス・セキュリティマーキングから放出された光を選択された波長領域に分割する波長分離手段をさらに含み、そして検出器は、選択された波長領域毎に強度を測定するように動作できる。この波長分離手段は、ゲルフィルタ、光ファイバ・グレーティング、グレーティング、または、プリズムのような１つ以上の光フィルタを含むことができる。
【００２３】
本発明の別の態様によれば、第１の波長範囲に入る波長を有する励起用放出光のみにより励起可能である少なくとも１つの蛍光体材料と、第１の波長範囲と重なり合い、かつ、第１の波長範囲を包含する第２の異なる波長範囲に入る波長を有する励起用放出光によって励起可能である少なくとも１つの蛍光体材料とを含むタイプのフォトルミネセンス・セキュリティマーキングの真正物証明をする装置であって、第１の波長範囲に入る波長を有する励起用放出光を放出し、そしてマーキングを照射するように動作できる第１の独立に動作する励起用光源と、第２の波長範囲に入る波長を有する励起用放出光を放出し、そしてマーキングを照射するように動作できる第２の独立に動作する励起用光源と、フォトルミネセンス・セキュリティマーキングから放出された光の少なくとも１つの選択されたパラメータを測定するように動作できる検出器と、少なくとも１つの選択されたパラメータを既知の放出特性を有する対応するパラメータと比較し、そしてパラメータが所定の範囲内に入る場合、マーキングの真正物性を証明する処理手段と、を含み、ａ）第１の波長範囲の放出光でマーキングを照射し、そしてマーキングから放出された光の少なくとも１つの選択されたパラメータを測定するため動作し、ｂ）第１の放出範囲および第２の放出範囲の励起用放出光でマーキングを照射し、そしてマーキングから放出された光の少なくとも１つの選択されたパラメータを測定するため動作し、ｃ）第１の波長範囲と重なり合わない第２の波長範囲の一部分の範囲に入る放出光でマーキングを照射し、そしてマーキングから放出された光の少なくとも１つの選択されたパラメータを測定するため動作し、ｄ）少なくとも１つの選択されたパラメータの値を既知の放出特性の対応するパラメータと比較し、そしてパラメータが所定の範囲内に入る場合、マーキングの真正物性を証明するように動作できる装置が提供される。
【００２４】
本発明の方法と同様に、本発明の装置は、選択された波長領域の強度と、選択された波長領域の強度の比率と、放出ピークの強度および／または波長と、放出ピークの立ち上がりおよび／または立ち下がりのレートと、放出ピーク強度および／または波長の比率と、放出トラフの強度および／または波長と、放出トラフ強度および／または波長の比率と、変曲点の波長および／または強度と、変曲点強度および／または波長の比率と、放出ピーク、放出トラフ、および／または、変曲点の個数と、または、放出ピークの形状と、を含むことができる１つ以上の選択されたパラメータに基づいてフォトルミネセンス・セキュリティマーキングの真正物性を証明（認証）する。
【００２５】
好ましくは、励起されたとき、セキュリティマーキングは、可視光を放出し、それによって、励起用放出光および／またはフォトルミネセンス・マーキングによって発生された光への偶発的な露光の場合にオペレータの目への損傷の危険性を最小限に抑える。蛍光体材料は、好ましくは、ダウンコンバート材料を含むので、少なくとも１つの励起用光源は、好ましくは、波長範囲４００から４５０ｎｍを有する励起用放出光を発生するように動作できる。典型的に、少なくとも１つの励起用光源は、１つ以上の発光ダイオードを含む。
【００２６】
本発明のさらなる態様によれば、フォトルミネセンス・セキュリティマーキングは、各蛍光体材料が波長範囲３８０から７８０ｎｍに入る選択された波長を有する励起用放出光によって励起可能である少なくとも２つ、好ましくは、少なくとも３つの蛍光体材料のブレンドを含む。一装置では、蛍光体材料は、同じホスト格子構造を有している。同じホスト格子を有している蛍光体材料のブレンドの利点は、このような組成が、フォトルミネセンス・セキュリティマーキングを偽造するために正確な蛍光体ブレンドを分析し決定することをより困難にさせることである。
【００２７】
一実施形態では、蛍光体材料は、同じ選択された波長範囲を有する励起用放出光によって励起可能である。別の実施形態では、少なくとも１つの蛍光体材料は、第１の波長範囲を有する励起用放出光のみにより励起可能であり、少なくとも１つの蛍光体材料は、第１の波長範囲と重なり合い、かつ、第１の波長範囲を包含する第２の異なる波長範囲を有する励起用放出光によって励起可能である。
【００２８】
好ましくは、マーキングが少なくとも３つの蛍光体材料のブレンドを含むとき、少なくとも１つの蛍光体材料は、第１の波長範囲を有する励起用放出光によって励起可能であり、少なくとも１つの蛍光体材料は、第１の波長範囲と重なり合い、かつ、第１の波長範囲を包含する第２の波長範囲を有する励起用放出光によって励起可能であり、そして少なくとも１つの蛍光体材料は、第１の波長範囲および第２の波長範囲と重なり合い、かつ、第１の波長範囲および第２の波長範囲を包含する第３の波長範囲を有する励起用放出光によって励起可能である。
【００２９】
好ましくは、励起されたとき、セキュリティマーキングは、可視光を放出し、それによって、励起用放出光および／またはフォトルミネセンス・マーキングによって発生された光への偶発的な露光の場合にオペレータの目への損傷の危険性を最小限に抑える。したがって、蛍光体材料は、好ましくは、波長範囲４００から４５０ｎｍを有する励起用放出光によって励起可能であるダウンコンバート材料を含む。
【００３０】
蛍光体材料の完全な混合を可能にするため、各蛍光体材料は、好ましくは、平均粒子サイズ５ミクロン以下、好ましくは、２ミクロン以下、または、１ミクロン以下を有している。
【００３１】
フォトルミネセンス・セキュリティマーキングは、無機蛍光体材料、または、アルミネート、シリケート、ニトリド、サルフェート、オキシナイトライド、オキシサルフェート、および、ガーネットに基づく蛍光体材料を含む有機蛍光体材料のブレンドを含むことができる。マーキングは、対応する励起用光源によって励起可能であるダウンコンバート蛍光体材料およびアップコンバート蛍光体材料のブレンドを含むことができる。
【００３２】
蛍光体材料のブレンドは、インクのようなバインダ材料と共に含ませることが可能であり、例えば、インクジェット印刷、活版印刷、凹版印刷、スクリーン印刷、または、他の印刷堆積方法によって、混合物がその後に物品または文書の表面に展着される。代替的に、蛍光体材料のブレンドは、例えば、ポリカーボネート材料、アクリル材料、または、シリコン材料のようなポリマ材料の中に含ませることができ、ポリマ材料がその後にシートまたはファイバ（スレッド／フィラメント）に加工され、シートまたはファイバをその後に文書、または、贅沢品もしくはブランド衣服のような他の物品に含ませることができる。少なくとも１つのシートが励起用放出光および蛍光体材料から放出された光を伝送する紙またはポリマのような材料のシートの間に蛍光体材料のブレンドを積層することも考えられる。積層されたシートは、その後に、例えば、クレジットカード／キャッシュカード／ストアカード、または、積層されたシートで構成されたカードの一部に展着させることができる。代替的に、蛍光体材料が紙シートの間に積層されるとき、マーキングは、フォトルミネセンス「透かし」の形式を含むことができるか、または、ラベルの形式で文書に展着させることができる。さらに別の装置では、蛍光体材料が、金属箔、金属ワイヤ、または、金属片の表面に展着され、そして箔／ワイヤ／片が物品の表面に展着されるか、または、銀行券のような文書の中に含まれる。
【００３３】
フォトルミネセンス・マーキングのセキュリティをさらに向上させるため、蛍光体材料がバーコードまたは他の符号化スキームの一部として含まれることがさらに考えられる。一装置では、バーコードの線（バー）は、異なる蛍光体ブレンドを含み、そして異なる蛍光体材料からなる一連の線が符号化のさらなる形式として使用されることができる。
【００３４】
本発明のさらに別の態様によれば、少なくとも１つの蛍光体材料が第１の波長範囲を有する励起用放出光のみにより励起可能であり、そして少なくとも１つの蛍光体材料が第１の波長範囲と重なり合い、かつ、第１の波長範囲を包含する第２の波長範囲を有する励起用放出光によって励起可能である、少なくとも２つの蛍光体材料のブレンドを含むフォトルミネセンス・セキュリティマーキングが提供される。
【００３５】
本発明がより良く理解されるように、本発明の実施形態が添付図面を参照して、単に一例として次に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による真正物証明システムの概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による検出器装置の略図である。
【図３】本発明の第２の実施形態による光ファイバに基づく検出器装置の略図である。
【図４】本発明の第３の実施形態による光ファイバに基づく検出器装置の略図である。
【図５】本発明の第４の実施形態による分光計検出器装置の略図である。
【図６】蛍光体ブレンドの真正物証明をする際に用いられるパラメータを示す放出スペクトルの概略図である。
【図７ａ】異なるブレンドを有する３つの蛍光体材料フォトルミネセンス・セキュリティマーキングのための正規化放出スペクトル（強度対波長）を表す図である。
【図７ｂ】図７ａのスペクトルのより長い波長部分を表す図である。
【図８ａ】第１の波長および第２の波長を有する励起用放出光によって励起されたフォトルミネセンス・セキュリティマーキングの概略的な放出スペクトル（強度対波長）を表す図である。
【図８ｂ】第１の波長のみを有する励起用放出光によって励起されたフォトルミネセンス・セキュリティマーキングの概略的な放出スペクトル（強度対波長）を表す図である。
【図８ｃ】第２の波長のみを有する励起用放出光によって励起されたフォトルミネセンス・セキュリティマーキングの概略的な放出スペクトル（強度対波長）を表す図である。
【図９ａ】バーコードの形式をしたフォトルミネセンス・マーキングの略図である。
【図９ｂ】バーコードの形式をしたフォトルミネセンス・マーキングの略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
発明の実施形態は、少なくとも２つ、好ましくは、３つ以上の蛍光体材料のブレンド（混合物）が真正物証明されるべき物品／文書に展着され、および／または、真正物証明されるべき物品／文書の内部に含まれるフォトルミネセンス・セキュリティマーキングとして用いられる蛍光体（フォトルミネセンス）材料に基づく真正物証明システムを対象にする。好ましくは、蛍光体材料は、各蛍光体材料が波長３８０ｎｍから７８０ｎｍを有する可視光を含む「目に安全」な励起用放出光によって励起可能である。さらに、励起されたとき、セキュリティマーキングは、好ましくは、可視光をさらに放出し、それによって、励起用放出光および／またはフォトルミネセンス・マーキングによって発生された光への偶発的な露光の場合にオペレータの目への損傷の危険性を実質的に除去する。典型的に、フォトルミネセンス・セキュリティマーキングは、２つ以上のピークを有する固有の放出スペクトルを有し、そして物品／文書は、セキュリティマーキングから放出された光の１つ以上の選択されたパラメータを真正物証明用蛍光体ブレンドの固有の放出スペクトルの対応するパラメータと比較することにより、蛍光体の組成の検定によって証明（認証）することができる。
【００３８】
本明細書では、選択された波長範囲に入る励起用放出光によって励起可能である蛍光体材料とは、この蛍光体がフォトダイオードのような光検出器によって測定できるような十分な強度を有する光を放出するように、この蛍光体が選択された波長範囲に入る波長を有する励起用放出光によって励起される能力を有することを意味する。励起用放出光の波長範囲が最大スペクトル効率のための波長範囲であることは要求されない。
【００３９】
図１は、物品１２の真正物性を証明する本発明による真正物証明システム１０の概略図である。例えば、銀行券、パスポート、身分証明書、入場券（例えば、抽選券、コンサートチケットなど）、または、セキュリティカード、クレジットカード、もしくは、身分証明カードのようなカードといった文書を含むことができる物品１２は、物品の表面にフォトルミネセンス・セキュリティマーキング１４を有している。フォトルミネセンス・セキュリティマーキング１４は、インクのようなバインダ材料２２の中に含まれた３つの蛍光体材料１６、１８、２０のブレンドを含み、そして混合物が、その後に、例えば、インクジェット印刷、活版印刷、凹版印刷、スクリーン印刷、または、他の印刷もしくは堆積方法によって、物体１２の表面に展着される。蛍光体材料のブレンドは、インクのようなバインダ材料と共に含ませることが可能であり、混合物が、その後に、例えば、インクジェット印刷、活版印刷、凹版印刷、スクリーン印刷、または、他の印刷堆積方法によって、物品または文書の表面に展着される。代替的に、蛍光体材料のブレンドは、例えば、ポリカーボネート材料、アクリル材料、または、シリコン材料のようなポリマ材料の中に含ませることができ、ポリマ材料がその後にシートまたはファイバ（スレッド／フィラメント）に加工され、シートまたはファイバをその後に文書、または、贅沢品もしくはブランド衣服のような他の物品に含ませることができる。少なくとも１つのシートが励起用放出光および蛍光体材料から放出された光を伝送するポリマまたは紙のような材料のシートの間に蛍光体材料のブレンドを積層することも考えられる。積層されたシートは、その後に、例えば、クレジットカード／キャッシュカード／ストアカード、または、積層されたシートで構成されたカードの一部に展着させることができる。代替的に、蛍光体材料が紙シートの間に積層されるとき、マーキングは、フォトルミネセンス「透かし」の形式を含むことができるか、または、ラベルの形式で文書に展着させることができる。さらに別の装置では、蛍光体材料が、金属箔、金属ワイヤ、または、金属片の表面に展着され、そして箔／ワイヤ／片が物品の表面に展着されるか、または、銀行券のような文書の中に含まれる。
【００４０】
図１では、蛍光体材料がそれぞれ円形シンボル１６、三角形シンボル１８、および、正方形シンボル２０によって示される。各蛍光体材料は、好ましくは、同じホストマトリックスを有しているダウンコンバート蛍光体を含み、そして波長λｅｘを有する励起用放出光によって励起されたとき、蛍光体材料ブレンドの放出特性においてそれぞれの波長λａ、λｂ、λｃでそれぞれの放出ピーク「ａ」、「ｂ」、「ｃ」を生じる。フォトルミネセンス・セキュリティマーキングの内部で蛍光体材料によって吸収されない励起用放出光λｅｘは、反射され、波長λｅｘに放出ピーク「ｄ」を生じることになる。
【００４１】
物品１２の真正物証明性は、フォトルミネセンス・セキュリティマーキング１４の固有の放出スペクトルの１つ以上の選択されたパラメータを通じて、フォトルミネセンス・セキュリティマーキング１４の真正物性を証明することにより、携帯型、好ましくは、ハンドヘルド型真正物証明機器２４（図１では破線ボックスによって示される）を用いて証明される。真正物証明機器２４は、波長λｅｘを有する励起用放出光２８でフォトルミネセンス・セキュリティマーキング１４を照射するように動作できる励起用光源２６と、フォトルミネセンス・セキュリティマーキング１４のフォトルミネセンスによって発生された放出光３２を測定する検出器装置３０とを含む。励起用光源２６および検出器装置３０は、マイクロプロセッサまたはＦＰＧＡ（フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ）のような専用回路を含むことができるコントローラ３４の制御下で動かされる。励起用光源２６は、好ましくは、オペレータの目が励起用放出光２８に露光された場合にオペレータの目への損傷を最小限に抑えるために、「目に安全」であり、かつ、電磁スペクトルの可視部分の範囲（すなわち、３８０から７８０ｎｍ）に入る励起用放出光２８を発生する１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。励起用放出光λｅｘの選定は、蛍光体ブレンドの組成および蛍光体材料がダウンコンバートであるか、または、アップコンバートであるかに依存することになる。好ましくは、励起されたとき、セキュリティマーキングは、可視光を放出し、それによって、励起用放出光および／またはフォトルミネセンス・マーキングによって発生された光への偶発的な露光の場合にオペレータの目への損傷の危険性を実質的に除去する。より高い効率のため、蛍光体材料は、好ましくは、ダウンコンバート材料を含み、そして波長範囲４００から５００ｎｍにおいて青色光で構成された励起用放出光によって励起される。アップコンバート蛍光体が用いられるとき、励起用放出光は、波長範囲λｅｘ＝６５０から１０００ｎｍに入る赤色からＮＩＲ（近赤外）までの光を含むことができる。
【００４２】
図２は、本発明の第１の実施形態による検出器装置３０の略図であり、受光アパーチャ３６と、コリメータレンズ３８と、第１および第２の光スプリッタ４０および４２と、第１、第２および第３の光帯域通過（ＢＰ）フィルタ４４、４６および４８と、第１、第２および第３の光検出器５０、５２および５４と、第１、第２および第３のアナログ・デジタル（ＡからＤ）変換器７４、７６および７８とを含む。物品１２から放出／反射された光３２が受光アパーチャ３６によって受信され、そしてコリメータレンズ３８によって、第１のビームスプリッタ４０に入射する実質的に平行なビーム５６に平行光化される。物品１２から放出された光３２は、物品／マーキングによって反射された励起用放出光２８と、フォトルミネセンス・セキュリティマーキング１４の内部の蛍光体材料のフォトルミネセンスによって発生された光との組み合わせを含むことになる。光スプリッタ４０は、例えば、ビーム５６が角度４５°で鏡に衝突し、強度が実質的に等しい２つのビーム５８および６０に分割されるように構成されたハーフ・シルバー・ミラーのような部分反射鏡を含むことができる。一方のビーム５８が光スプリッタ４０によって伝送され、そしてもう一方のビーム６０がスプリッタによって反射される。光スプリッタ４０によって伝送されたこの光５８は、第１の光帯域通過（ＢＰ）フィルタ４４によって濾波され、そしてフィルタによって伝送された濾波光が第１の光検出器５０によって検出される。第１の光帯域通過フィルタ４４は、動作中に、第１の光検出器５０が第１の放出ピーク「ａ」に対応する光、すなわち、波長λａに中心が位置している光の強度を測定することになるように、予想される第１の放出ピーク「ａ」に対応する光伝送通過帯域を有している。第１の光検出器は、このようにして、大きさ（電圧）が波長λａでの光の強度に関係付けられた電気信号（Ｖａ）６６を生じる。
【００４３】
各光帯域通過フィルタ４４、４６、４８は、ガラスまたはプラスチック材料、典型的に、ポリカーボネートまたはアクリルの中に含まれた様々な無機または有機化合物を含むゲルフィルタを含むことができる。代替的に、フィルタ４４、４６、４８は、複数の光学層が透明基材、典型的に、ガラス基材に堆積したダイクロイックフィルタを含むことができる。ダイクロイックフィルタは、非常に厳密な通過帯域の観点で優れた光学性能を提供するが、ダイクロイックフィルタは、製造するためより費用がかかり、適当であるときはいつでもコスト節約のためゲルフィルタを使用することが好ましい。
【００４４】
第１の光スプリッタ４０によって反射された光６０は、第２の光スプリッタ４２によって、１つが反射光６２であり、そして１つが伝送光６４である実質的に等しい強度を有する２つのビーム６２、６４にさらに分割される。第２のスプリッタ４２によって反射された光６２は、第２の光帯域通過フィルタ４６によって濾波され、そしてフィルタによって伝送された濾波光は、第２の光検出器５２によって検出される。第２の光帯域通過フィルタは、動作中に、第２の光検出器５２が第２の放出ピーク「ｂ」に対応する光、すなわち、波長λｂに中心が位置している波長を有する光の強度を測定することになるように、第２の放出ピーク「ｂ」に対応する光通過帯域特性を有している。第２の光検出器５２は、このようにして、大きさ（電圧）が波長λｂでの光の強度に関係付けられた電気信号（Ｖｂ）６８を生じる。
【００４５】
第２の光スプリッタ４２によって伝送された光６４が第３の光帯域通過フィルタ４８によって濾波され、そしてフィルタによって伝送された濾波光が第３の光検出器５４によって検出される。第３の光帯域通過フィルタ４８は、動作中に、第３の光検出器５４が第３の放出ピーク「ｃ」に対応する光、すなわち、波長λｃに中心が位置している光の強度を測定することになるように、第３の放出ピーク「ｃ」に対応する光通過帯域特性を有している。第３の光検出器は、このようにして、大きさ（電圧）が波長λｃでの光の強度に関係付けられた電気信号（Ｖｃ）７０を生じる。
【００４６】
光検出器５０、５２、５４によって発生され、電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｂを含み、波長λａ、λｂ、λｃに中心が位置している光の強度にそれぞれ関係付けられた電気信号６６、６８、７０は、対応するアナログ・デジタル（ＡからＤ）変換器７４、７６、７８によって、測定強度を表す数値に変換される。数値はデータバス８０を介してプロセッサ３４によって読み取られる。
【００４７】
動作中に、プロセッサ３４は、３つの数値の比率（例えば、電圧Ｖａ：Ｖｂ、Ｖｂ：Ｖｃ、Ｖａ：Ｖｃ、Ｖａ：Ｖｂ：Ｖｃ）を真正物証明用蛍光体ブレンドのために予想された対応する比率と比較し、そしてこれらの比率が予め選択された境界（余裕）の範囲内で対応する場合、フォトルミネセンス・セキュリティマーキング１４は、従って、物品１２は、真正物証明されるべきであると判断される。真正物証明機器２４は、マーキングが可聴インジケータ（ビープ音）、特有の色灯（例えば、緑色）のような可視インジケータなどのインジケータ３５（図１を参照のこと）を用いて、または、オペレータが感じることができる低周波振動のような別の物理的インジケータによって真正物証明されることをユーザに示す。測定された比率が所定の範囲内に入らない場合、機器は、好ましくは、対応する否定的インジケータ３５（例えば、緑色灯）を発生する。
【００４８】
場合によっては、検出器装置３０は、励起用放出光λｅｘを阻止する光フィルタ８２をさらに含むことができる。図２に示されるように、フィルタ８２は、コリメータレンズ３８と第１の光スプリッタ４０との間に設けることができるか、または、受光アパーチャ３６の一部として設けることができる。フォトルミネセンス・マーキングがダウンコンバート蛍光体材料のブレンドを含むとき、フィルタ８２は、実質的に減衰されないλｅｘより長い波長を有する光を伝送するが、しかし、λｅｘ以下の波長を有する光を実質的に阻止する光学特性を有している。
【００４９】
測定される光３２は、強度（パワー）に基づいて分割（分離）されるので、光検出器５０、５２、５４によって測定された光強度は、絶対強度値ではなくなることが分かるであろう。例えば、第１の光スプリッタ４０の結果として、光検出器５０によって測定された強度値は、受光アパーチャ３６によって受信された光のおよそ半分の値であるが、光検出器５２、５４によって測定された強度値は、第２の光スプリッタ４２の影響のため、これらの実際値のおよそ４分の１である。その結果、値は、ピーク強度の相対比率を計算する前に、プロセッサ３４によって拡大縮小することが可能であり、または、真正物証明機器２４は、真正物証明用蛍光体のブレンドで構成された基準セキュリティマーキングを用いて校正することができる。さらに、光パワー分割装置により、第１の光帯域通過フィルタ４４の帯域通過は、最低予想強度を有するピークに対応するように選択される。
【００５０】
他の実施形態では、検出器装置３０は、付加的な光スプリッタ、光帯域通過フィルタ、および、励起波長λｅｘに対応する光の強度を測定する光検出器をさらに含むことができる。このような装置を用いて、機器は、励起用放出光ピークの大きさに正規化された放出ピーク「ａ」、「ｂ」、「ｃ」の大きさに基づいて放出スペクトルの真正物性を証明することができる。
【００５１】
図２に示された光学系のような自由空間光学系を用いる検出器装置３０と同様に、他の実施形態では、光が光ファイバまたは固体導波路のような光媒体の内部に案内される光学装置を使用することがさらに考えられる。導波路型装置の利点は、これらの導波路装置が振動または衝撃の影響を受ける程度が少ないより小型検出器装置の製造を可能にすることである。このような検出器装置３３０の実施例が図３に示される。所与の実施形態に対応する最初の図番が先行する類似した符号は、類似した部品を指し示すため使用される。例えば、図２の光検出器５０、５２、５４は、それぞれ、図３では、３５０、３５２、３５４として指し示される。
【００５２】
図３は、図２の検出器装置３０と機能的に等価である光ファイバに基づく検出器装置３３０の略図である。受光アパーチャ３６によって受信された光３２が、コリメータレンズ３３８によって、第１の光ファイバ３８４に結合される、光３５６は、第１の光ファイバ３８４によって、この光が第２の光フィルタ３８６と第３の光フィルタ３８８との間で均等に分割される第１の光スプリッタ３４０に案内される。光スプリッタ３４０は、典型的に、石英ファイバスプリッタ／カプラを含む。第２の光ファイバ３８６の内部の光３５８は、第１の光帯域通過フィルタ３４４によって濾波され、そしてフィルタによって伝送された光が第１の光検出器３５０によって検出される。
【００５３】
好ましくは、光帯域通過フィルタ３４４、３４６、３４８は、光ファイバ・ブラック・グレーティングを含む。周知のとおり、ファイバ・ブラッグ・グレーティングは、光ファイバのコアの中に実効屈折率の周期的な摂動を含む。典型的に、摂動は、ある一定の長さ（例えば、数メートルまたは数センチメートル）に亘っておよそ周期的であり、そしてこの周期は、およそ数百ナノメートルである。ファイバ・ブラッグ・グレーティングは、屈折率の構造的な変化、従って、永続的な変更を誘起するＵＶレーザ（例えば、ＫｒＦまたはＡｒＦエキシマレーザ）のような強い紫外線（ＵＶ）源を用いて屈折率の周期的な変動を光ファイバのコアに「刻む」または「書き込む」ことによって作成される。光ファイバ・グレーティングを使用する利点は、検出器装置が接近した波長間隔を有するピークとピークとを識別することを可能にする非常に狭い通過帯域（およそ１ｎｍ）を有する帯域通過フィルタを製造できることである。
【００５４】
第１のファイバ・ブラッグ・グレーティング３４４は、予想される第１の放出ピーク「ａ」に対応する波長を有する実質的に減衰しない光の伝送を可能にするが、他の波長を有する光（すなわち、放出ピーク「ｂ」、「ｃ」および「ｄ」を含む光）を反射する（グレーティング構造によって決定された）光伝送通過帯域特性を有している。その結果、動作中に、第１の光検出器３５０は、波長λａに中心が位置している波長を有する光である第１の放出ピーク「ａ」に対応する光の強度を測定することになる。第１の光検出器３５０は、このようにして、大きさ（電圧）が波長λａでの光の強度に関係付けられた電気信号（Ｖａ）３６６を生じる。
【００５５】
第３の光ファイバ３８８の中の光３６０は、第２の光スプリッタ３４２によって、第４の光ファイバ３９０および第５の光ファイバ３９２に均等にさらに分割される。第４の光ファイバ３９０の中の光３６２は、第２の光帯域通過フィルタ（ファイバ・ブラッグ・グレーティング）３４６によって濾波され、そしてフィルタによって伝送された濾波光は、第２の光検出器３５２によって検出される。第２の光帯域通過フィルタ３４６は、動作中に、第２の光検出器３５２が第２の放出ピーク「ｂ」に対応する光、すなわち、波長λｂに中心が位置している波長を有する光の強度を測定することになるように、第２の放出ピーク「ｂ」に対応する（グレーティング構造によって決定された）光通過帯域特性を有している。第２の光検出器３５２は、このようにして、大きさ（電圧）が波長λｂでの光の強度に関係付けられた電気信号（Ｖｂ）３６８を生じる。
【００５６】
第５の光ファイバ３９２の中の光３６４は、第３の光帯域通過フィルタ３４８によって濾波され、そしてファイバによって伝送された濾波光が第３の光検出器３５４によって検出される。第３の光帯域通過フィルタ（ファイバ・ブラッグ・グレーティング）３４８は、動作中に第３の光検出器３５４が第３の放出ピーク「ｃ」に対応する光、すなわち、波長λｃに中心が位置している波長を有する光の強度を測定することになるように、第３の放出ピーク「ｃ」に対応する光通過帯域特性を有している。第３の光検出器３５４は、このようにして、大きさ（電圧）が波長λｃでの光の強度に関係付けられた電気信号（Ｖｃ）３７０を生じる。
【００５７】
光検出器３５０、３５２、３５４によって発生され電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｂを含み、波長λａ、λｂ、λｃに中心が位置している光の強度にそれぞれ関係付けられた電気信号３６６、３６８、３７０は、対応するアナログ・デジタル（ＡからＤ）変換器３７４、３７６、３７８によって、測定強度を表す数値に変換される。数値はデータバス８０を介してプロセッサ３４によって読み取られる。
【００５８】
動作中に、プロセッサ３４は、３つの数値の比率（例えば、電圧Ｖａ：Ｖｂ、Ｖｂ：Ｖｃ、Ｖａ：Ｖｃ、Ｖａ：Ｖｂ：Ｖｃ）を真正物証明用蛍光体ブレンドのため予想された比率と比較し、そしてこれらの比率が予め選択された境界（余裕）の範囲内で対応する場合、フォトルミネセンス・セキュリティマーキング１４は、従って、物品１２は、真正物証明されるべきであると判断される。
【００５９】
検出された光が強度（パワー）に基づいて分割（分離）される検出器装置に加えて、他の実施形態では、波長範囲に基づいて、測定された光を分割することがさらに考えられる。図４は、光サーキュレータ４９４およびファイバ・ブラッグ・グレーティング・フィルタ４４４、４４６、４４８が、強度ではなく、波長範囲に基づいて、受信された光３２を分割するため使用される、光ファイバに基づく検出器装置３７０の略図である。図番が先行する類似した符号は、類似した部品を指し示すため使用される。例えば、図３の光検出器３５０、３５２、３５４は、それぞれ、図４では、４５０、４５２、４５４として示される。
【００６０】
受光アパーチャ４３６によって受信された光３２は、コリメータレンズ４３８によって、第１の光ファイバ４８４の中に結合される。光４５６は、第１の光ファイバ４８４によって、４ポート光サーキュレータ４９４の第１のポート１に案内される。周知の通り、光サーキュレータは、光が一方向のみに、例えば、ポート１からポート２へ、次に、ポート２からポート３へ、そして以下同様に進行することを可能にするマルチポート光ファイバ部品である。その結果、ポート２から放出された光がサーキュレータへ反射される場合、光は元のポート１へ向けられるのではなく、ポート３へ向けられる。光サーキュレータの利点は、入力と反射された光パワーの高いアイソレーションと、非常に低い挿入損失とを有していることである。
【００６１】
光４５６は、光サーキュレータ４９４の第２のポート２から出て、そして第２の光ファイバ４８６に沿って第１のファイバ・ブラッグ・グレーティング４４４まで進行する。第１のファイバ・ブラッグ・グレーティング４４４は、予想される第１の放出ピーク「ａ」に対応する光の実質的に減衰しない伝送を可能にするが、他の波長を有する光４９６（すなわち、放出ピーク「ｂ」、「ｃ」および「ｄ」を含む光）を反射する（グレーティング構造によって決定された）光伝送通過帯域特性を有している。その結果、動作中に、第１の光検出器４５０は、波長λａに中心が位置している波長を有する光である第１の放出ピーク「ａ」に対応する光の強度を測定することになる。第１の光検出器４５０は、このようにして、大きさ（電圧）が波長λａでの光の強度に関係付けられた電気信号（Ｖａ）４６６を生じる。
【００６２】
第１のファイバ・ブラッグ・グレーティング４４４によって反射された光４９６は、第１のファイバ４８６に沿って、光サーキュレータ４９４の第２のポート２まで戻り、そして光サーキュレータの第３のポート３から出て第４の光ファイバ４９０に入る。光４９６は、第４の光ファイバ４９０に沿って、第２のファイバ・ブラッグ・グレーティング４４６まで進行する。第２のファイバ・ブラッグ・グレーティング４４６は、予想される第２の放出ピーク「ｂ」に対応する光の実質的に減衰しない伝送を可能にするが、他の波長を有する光４９８（すなわち、放出ピーク「ｃ」および「ｄ」を含む光）を反射する（グレーティング構造によって決定された）光伝送通過帯域特性を有している。その結果、動作中に、第２の光検出器４５２は、第２の放出ピーク「ｂ」に対応する光、すなわち、波長λｂに中心が位置している波長を有する光の強度を測定することになる。第２の光検出器４５２は、このようにして、大きさ（電圧）が波長λｂでの光の強度に関係付けられた電気信号（Ｖｂ）４６８を生じる。
【００６３】
第２のファイバ・ブラッグ・グレーティング４４６によって反射された光４９８は、第４の光ファイバ４９０に沿って、光サーキュレータ４９４の第３のポート３まで戻り、そして光サーキュレータの第４のポート４から出て第５の光ファイバ４９２に入る。光４９８は、第５の光ファイバ４９２に沿って、第３のファイバ・ブラッグ・グレーティング４４８まで進行する。第３のファイバ・ブラッグ・グレーティング４４８は、予想される第３の放出ピーク「ｃ」に対応する光の実質的に減衰しない伝送を可能にするが、他の波長を有する光（すなわち、放出ピーク「ｄ」を含む光）を反射する（グレーティング構造によって決定された）光伝送通過帯域特性を有している。その結果、動作中に、第３の光検出器４５４は、波長λｃに中心が位置している波長を有する光である第３の放出ピーク「ｃ」に対応する光の強度を測定することになる。第３の光検出器４５４は、このようにして、大きさ（電圧）が波長λｃでの光の強度に関係付けられた電気信号（Ｖｃ）４７０を生じる。
【００６４】
光検出器４５０、４５２、４５４によって発生され、波長λａ、λｂ、λｃでの光の強度にそれぞれ関係付けられた電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを含む電気信号４６６、４６８、４７０が対応するアナログ・デジタル（ＡからＤ）変換器４７４、４７６、４７８によって、測定強度を表す数値に変換される。数値はデータバス８０を介してプロセッサ３４によって読み取られる。
【００６５】
動作中に、プロセッサ３４は、３つの数値の比率（例えば、電圧Ｖａ：Ｖｂ、Ｖｂ：Ｖｃ、Ｖａ：Ｖｃ、Ｖａ：Ｖｂ：Ｖｃ）を真正物証明用蛍光体ブレンドのため予想された対応する比率と比較し、そしてこれらの比率が予め選択された境界（余裕）の範囲内で対応する場合、フォトルミネセンス・セキュリティマーキング１４は、従って、物体１２は、真正物証明されるべきであると判断される。
【００６６】
他の検出器装置では、複屈折光スプリッタのような他の光学部品を用いて波長範囲に基づいて測定光を分割することがさらに考えられる。
【００６７】
説明された検出器装置（すなわち、図２、３および４の検出器装置）のそれぞれでは、フォトルミネセンス・セキュリティマーキング１４の真正物証明性は、測定された放出ピークの比率および／または正規化された大きさを真正物証明用蛍光体ブレンドの放出ピークの比率および／または正規化された大きさと比較し、これらが予め選択された余裕の範囲に入ることを証明することによって証明される。このような検出器装置は、実施するために比較的簡単であり、かつ、費用がかからないが、検出器装置が光強度を測定する波長（λａ、λｂ、λｃ）は、帯域通過フィルタの光学特性によって固定されることが分かる。その結果、このような検出器装置は、単一蛍光体ブレンドを含むフォトルミネセンス・セキュリティマーキングを証明する場合に限り適している。他の実施形態では、検出器装置は、フォトルミネセンス標識から放出された光３２の放出スペクトル（強度対波長）を測定する能力を備えた分光計装置を含むことが考えられる。このような検出器装置において説明されるように、プロセッサ３４は、フォトルミネセンス・セキュリティマーキングを証明するため、放出スペクトルの他の選択されたパラメータを真正物証明用蛍光体ブレンドから予想された対応するパラメータと比較することができる。さらに、このような検出器装置は、この分解能に依存して、ほとんどすべての蛍光体ブレンドで構成されたフォトルミネセンス・セキュリティマーキングの真正物性を証明するため使用できることが分かる。
【００６８】
図５は、測定光３２の波長成分を分離するためプリズム５１００を使用する分光計検出器装置５３０の略図である。検出器装置は、典型的にスロット（スリット）の形をした受光アパーチャ５３６と、凸円柱レンズ５３８と、プリズム５１００と、画像センサ５１０２とを含む。物体１２から放出された光３２が受光アパーチャ５３６によって受信され、そしてレンズによって平行光化され、この光５５６がプリズム５１００の面に入射する。周知の通り、プリズムは、光の波長に応じて光をスペクトル成分５１０４に分解し、そしてこれらの成分が画像センサ５１００によって検出される。電荷結合デバイス（ＣＣＤ）または相補的金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）デバイスを含むことができる画像センサ５１００は、典型的にスペクトルの可視部分に対応する波長範囲に亘って光の強度を測定する。画像センサ５１００によって測定された放出スペクトルは、データバス８０を介して、プロセッサ３４へ送られ、このプロセッサがその後にこの放出スペクトルを分析、そして物体の真正物証明をするためにスペクトルの選択されたパラメータを標準スペクトルの対応するパラメータと比較する。他の装置では、測定光が光グレーティングまたはアレイ導波路グレーティング（ＡＷＧ）を使用してスペクトル成分に空間的に分解できることが分かる。付加的に、センサ上で光を走査するためにプリズムまたはグレーティングが移動させられる走査分光計装置が使用できる。このような装置では、センサは、この場合、簡単な光検出器を含むことができる。
【００６９】
放出ピークの比率は、好ましい真正物証明パラメータであるが、他のパラメータがフォトルミネセンス・マーキングから放出された光の真正物性を証明するため使用できる。このようなパラメータの実施例が図６に示される。図６におけるスペクトルは、波長（λａ、λｂ、λｃ）およびピーク強度（Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ）に３つのピーク「ａ」、「ｂ」、「ｃ」と、波長（λｄ、λｅ、λｆ）およびトラフ強度（Ｉｄ、Ｉｅ、Ｉｆ）に３つのトラフ「ｄ」、「ｅ」、「ｆ」と、波長（λｇ）および強度（Ｉｇ）に１つの変曲点「ｇ」とを有している。選択されたパラメータは、
・放出ピークの実際の波長（λａ、λｂ、λｃ）および／または強度（Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ）
・放出トラフの実際の波長（λｄ、λｅ、λｆ）および／または強度（Ｉｄ、Ｉｅ、Ｉｆ）
・放出スペクトル中の変曲点に対応する波長（λｇ）および／または強度（Ｉｇ）
・放出ピークの立ち上がりのレート（δＩ／δλ）
・放出ピークの立ち下がりのレート（δＩ／δλ）
・放出ピーク強度の比率（例えば、Ｉａ：Ｉｂ：Ｉｃ、Ｉａ：Ｉｂ、Ｉｂ：Ｉｃ、Ｉａ：Ｉｃ）
・放出ピーク波長の比率（例えば、λａ：λｂ：λｃ、λａ：λｂ、λｂ：λｃ、λａ：λｃ）
・放出トラフ強度に対する放出ピーク強度の比率（例えば、Ｉａ：Ｉｄ、Ｉｂ：Ｉｄ、Ｉｂ：Ｉｅ、Ｉｃ：Ｉｅ、Ｉｃ：Ｉｆ、Ｉａ：Ｉｅ、Ｉａ：Ｉｆ、Ｉｂ：Ｉｆ）
・放出トラフ波長に対する放出ピーク波長の比率（例えば、λａ：λｄ、λｂ：λｄ、λｂ：λｅ、λｃ：λｅ、λｃ：λｆ、λａ：λｅ、λａ：λｆ、λｂ：λｆ）
・ピーク線幅（すなわち、半値全幅ＦＷＨＭ）
・ピーク線幅の比率、および、
・励起用光源のスイッチが切られたときの蛍光体フォトルミネセンスの減衰のレート（図６に示されず）
を含むがこれらに限定されない。
【００７０】
前述の通り、本発明によるフォトルミネセンス・セキュリティマーキングは、「目に安全」である励起用放出光によって励起されたときにブレンドが同定可能な放出スペクトルを生じるように、少なくとも２つ、好ましくは、少なくとも３つの蛍光体材料のブレンドを含む。好ましくは、異なる蛍光体材料が異なるアクチベータおよび／またはコアクチベータまたは異なる濃度を含む同じホストマトリックスを有している。同じホストマトリックスを有している蛍光体材料のブレンドの利点は、このような組成がフォトルミネセンス・セキュリティマーキングを偽造するために蛍光体ブレンドを分析し、リバースエンジニアリングすることをより困難にすることである。
【００７１】
構成蛍光体材料は、様々な材料の間でより優れた混和性を確保するために小さい粒子サイズを有していることが好ましい。好ましくは、本発明の蛍光体ブレンドは、平均粒子サイズ（径）が５ミクロン（μｍ）未満、好ましくは、２μｍ未満、そして場合によっては、１μｍ未満である蛍光体粒子で構成される。
【００７２】
図７ａおよび図７ｂは、３つの蛍光体材料ＰＲ、ＰＧ、ＰＢを含む４種類の重量比率ブレンドの正規化された放出スペクトルを示す。蛍光体材料は、それぞれ、（ｉ）ＰＲ  波長λＲ＝６１２ｎｍである赤色光を発生するユーロピウム（Ｅｕ）賦活イットリウムオキサイドＹ１．９４Ｅｕ０．０６Ｏ３と、（ｉｉ）ＰＧ  波長λＧ＝５１４ｎｍである緑色光を発生するユーロピウム／マンガン（Ｍｎ）賦活バリウム・マグネシウム・アルミネートＢａ０．９Ｅｕ０．１Ｍｇ０．６Ｍｎ０．４Ａｌ１０Ｏ７と、（ｉｉｉ）ＰＢ  波長λＢ＝４４４から４４５ｎｍである青色光を発生するユーロピウム賦活バリウム・マグネシウム・アルミネートＢａ０．９Ｅｕ０．１ＭｇＡｌ１０Ｏ１７とを含む。４つの蛍光体ブレンドは、それぞれ、ブレンド１−４／１／１、ブレンド２−８／１／１、ブレンド３−８／２／１、および、ブレンド４−１６／２／１である蛍光体ＰＲ、ＰＧ、ＰＢの重量比率ブレンドを含む。フォトルミネセンス・セキュリティマーキングをインジウム・ガリウム・ナイトライド（ＩｎＧａＮ）に基づくＬＥＤによって発生させた波長λｅｘ＝４００ｎｍを有する励起用放出光を用いて励起した。放出スペクトルを緑色蛍光体ＰＧ（Ｂａ０．９Ｅｕ０．１Ｍｇ０．６Ｍｎ０．４Ａｌ１０Ｏ７）によって発生させた光に対応する第２の放出ピークに正規化した。図７ｂは、第３の放出ピークを詳細に示すより長い波長でのスペクトルの一部である。表１は、放出ピークの正規化強度ＩＢ、ＩＧ、ＩＲ、および、第１の放出ピークと第２の放出ピークとの間のトラフの正規化強度ＩＲ／Ｇに対するそれぞれの値を放出ピーク間の比率および放出トラフに対する放出ピークの比率と共に表形式にする。
【００７３】
【表１】
0005529878.tif 000002
【００７４】
各蛍光体ブレンドは、パラメータの特性集合（すなわち、正規化強度の比率）を有することが表１から分かる。図７は、蛍光体材料の様々な重量比率ブレンドが、ピークおよび／またはトラフの波長が実質的に変化しないが、放出ピーク強度の固有の比率および／またはトラフ強度に対する放出ピークの固有の比率を有するそれぞれの放出スペクトルをどのように生じるかを示す。同じ蛍光体材料の様々な重量比率ブレンドを使用する特有の利点は、各ブレンドが実質的に同じ波長でピークおよび／またはトラフを生じるので、図２、３および４に示された波長範囲のような選択された波長範囲のための強度を測定する簡単な光検出器装置が利用できることである。
【００７５】
本発明の真正物証明システムは、例えば、Ｓｉがシリコン、Ｏが酸素であり、Ａがストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、マグネシウム（Ｍｇ）またはカルシウム（Ｃａ）を含み、Ｄが塩素（Ｃｌ）、フッ素（Ｆ）、窒素（Ｎ）または硫黄（Ｓ）を含むとき、一般組成式Ａ３Ｓｉ（Ｏ，Ｄ）５またはＡ２Ｓｉ（Ｏ，Ｄ）４を有するシリケートに基づく蛍光体のような無機蛍光体と共に用いるため特に適している。シリケートに基づく蛍光体の実施例は、（同様にＩｎｔｅｍａｔｒｉｘ  Ｃｏｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡された）本出願人の同時係属中の米国特許出願第２００６／０１４５１２３号、米国特許出願第２００６／０２６１３０９号、米国特許出願第２００７／００２９５２６号、および、米国特許出願第７３１１８５８号に開示され、各出願の内容が参照によって本明細書に含まれる。
【００７６】
米国特許出願第２００６／０１４５１２３号において教示されるように、ユーロピウム（Ｅｕ２＋）賦活シリケートに基づく緑色蛍光体は、一般式（Ｓｒ，Ａ１）ｘ（Ｓｉ，Ａ２）（Ｏ，Ａ３）２＋ｘ：Ｅｕ２＋を有し、式中、Ａ１は、例えば、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、亜鉛（Ｚｎ）、ナトリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ）、ビスマス（Ｂｉ）、イットリウム（Ｙ）、または、セリウム（Ｃｅ）のような２＋陽イオン、１＋陽イオンと３＋陽イオンとの組み合わせのうちの１つであり、Ａ２は、例えば、ホウ素、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、炭素（Ｃ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、Ｎ、または、リン（Ｐ）のような３＋、４＋または５＋陽イオンであり、Ａ３は、例えば、Ｆ、Ｃｌ、臭素（Ｂｒ）、ＮまたはＳのような１−、２−または３−陰イオンである。この式は、Ａ１陽イオンがＳｒを置換し、Ａ２陽イオンがＳｉを置換し、そしてＡ３陰イオンが酸素を置換することを示すため記述された。ｘの値は１．５と２．５との間に入る整数または非整数である。
【００７７】
米国特許第７３１１８５８号は、式Ａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋Ｄを有し、式中、ＡがＳｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎまたはカドミウム（Ｃｄ）よりなる二価金属のうちの１つであり、そしてＤがＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、ヨウ素（Ｉ）、Ｐ、ＳおよびＮよりなるドーパントであるシリケートに基づく黄緑色蛍光体を開示する。ドーパントＤは、約０．０１から２０モルパーセントまで変化する量で蛍光体中に存在してもよく、ドーパントの少なくとも一部が酸素陰イオンと置き換わり、蛍光体の結晶格子の中に含まれる。蛍光体は、（Ｓｒ１−ｘ−ｙＢａｘＭｙ）ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋Ｄを含むことができ、式中、Ｍは、Ｃａ、Ｍｇ、ＺｎまたはＣｄを含み、そして０≦ｘ≦１かつ０≦ｙ≦１である。
【００７８】
米国特許出願第２００６／０２６１３０９号は、（Ｍ１）２ＳｉＯ４の結晶構造と実質的に同じ結晶構造を有する第１の相と、（Ｍ２）３ＳｉＯ５の結晶構造と実質的に同じ結晶構造を有する第２の相とを有し、式中、Ｍ１およびＭ２がそれぞれにＳｒ、Ｂａ、Ｍｇ、ＣａまたはＺｎを含む、２相シリケートに基づく蛍光体を教示する。少なくとも一方の相が二価ユーロピウム（Ｅｕ２＋）で活性化され、少なくとも一方の相がＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＳまたはＮを含むドーパントＤを含有する。少なくとも一部のドーパント原子は、ホストシリケート結晶の酸素原子格子部位に位置していると考えられる。
【００７９】
米国特許出願第２００７／００２９５２６号は、式（Ｓｒ１−ｘＭｘ）ｙＥｕｚＳｉＯ５を有し、式中、ＭがＢａ、Ｍｇ、ＣａまたはＺｎからなる二価金属のうちの少なくとも１つであり、０＜ｘ＜０．５、２．６＜ｙ＜３．３、および、０．００１＜ｚ＜０．５であるシリケートに基づく有機蛍光体を開示する。この蛍光体は、約５６５ｎｍより長いピーク放出波長を有する可視光を放出するように構成されている。
【００８０】
蛍光体は、本出願人の同時係属中の米国特許出願第２００６／０１５８０９０号および米国特許７３９０４３７号（同様にＩｎｔｅｍａｔｉｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡されている）において教示されているようなアルミネートに基づく材料、または、同時係属中の米国特許出願第２００８／０１１１４７２号において教示されているようなアルミニウム−シリケート蛍光体をさらに含むことができ、これらの１つずつの内容は参照によって本明細書中に含まれる。
【００８１】
米国特許出願第２００６／０１５８０９０号は、式Ｍ１−ｘＥｕｘＡｌｙＯ［１＋３ｙ／２］を有し、式中、ＭがＢａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｃｄ、Ｓｍまたはツリウム（Ｔｍ）からなる二価金属のうちの１つであり、そして０．１＜ｘ＜０．９かつ０．５≦ｙ≦１２であるアルミネートに基づく緑色蛍光体を教示する。
【００８２】
米国特許第７３９０４３７号は、式（Ｍ１−ｘＥｕｘ）２−ｚＭｇｚＡｌｙＯ［２＋３ｙ／２］を有し、式中、Ｍが二価金属ＢａまたはＳｒのうちの少なくとも１つであるアルミネートに基づく青色蛍光体を開示する。一組成では、蛍光体は、約２８０ｎｍから４２０ｎｍまで変化する波長中の放出光を吸収し、約４２０ｎｍから５６０ｎｍまで変化する波長を有する可視光を放出するように構成され、そして０．０５＜ｘ＜０．５または０．２＜ｘ＜０．５であり、３≦ｙ≦１２であり、０．８≦ｚ≦１．２である。蛍光体は、Ｃｌ、ＢｒまたはＩのようなハロゲンドーパントＨをさらに添加することができ、一般組成式（Ｍ１−ｘＥｕｘ）２−ｚＭｇｚＡｌｙＯ［２＋３ｙ／２］：Ｈを有することができる。
【００８３】
米国特許出願第２００８／０１１１４７２号は、混合された二価陽イオンおよび三価陽イオンを含み、一般式（Ｓｒ１−ｘ−ｙＭｘＴｙ）３−ｍＥｕｍ（Ｓｉ１−ｚＡｌｚ）Ｏ５を有し、式中、Ｍは、量が０≦ｘ≦０．４であるＢａ、ＭｇまたはＣａから選択された少なくとも１つの二価金属であり、Ｔは、量が０≦ｙ≦０．４であるＹ、ランタン（Ｌａ）、Ｃｅ、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホロミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、Ｔｍ、イッテルビウム（Ｙｔ）、ルテチウム（Ｌｕ）、トリウム（Ｔｈ）、プロトアクチウウム（Ｐａ）またはウラニウム（Ｕ）から選択された三価金属であり、ｚおよびｍが範囲０≦ｚ≦０．２および０．００１≦ｍ≦０．５であるアルミニウム−シリケート橙赤色蛍光体を教示する。この蛍光体は、シリケート結晶の内部でハロゲンが酸素格子部位に存在するように構成されている。
【００８４】
蛍光体は、内容が参照によって本明細書中に含まれる本出願人の同時係属中の仮特許出願第６１／０５４３９９号において教示されるように、ナイトライドに基づく赤色蛍光体材料をさらに含むことができる。仮特許出願６１／０５４３９９号は、式ＭｍＭａＭｂＤ３ＷＮ［（２／３）ｍ＋ｚ＋ａ＋（４／３）ｂ−ｗ］Ｚｘを有し、式中、Ｍｍがベリリウム（Ｂｅ）、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄまたは水銀（Ｈｇ）から選択された二価元素であり、ＭａがＢ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｙ、Ｓｅ、Ｐ、Ａｓ、Ｌａ、Ｓｍ、アンチモン（Ｓｂ）、または、Ｂｉから選択された三価元素であり、ＭｂがＣ、Ｓｉ、Ｇｅ、スズ（Ｓｎ）、Ｎｉ、ハフニウム（Ｈｆ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、Ｃｒ、Ｐｂ、Ｔｉまたはジルコニウム（Ｚｒ）から選択された四価元素であり、ＤがＦ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩから選択されたハロゲンであり、ＺがＥｕ、Ｃｅ、Ｍｎ、ＴｂまたはＳｍから選択されたアクチベータであり、Ｎが窒素であり、量は０．０１≦ｍ≦１．５、０．０１≦ａ≦１．５、０．０１≦ｂ≦１．５、０．０００１≦ｗ≦０．６、および、０．０００１≦ｚ≦０．５である、ナイトライドに基づく赤色蛍光体を教示する。この蛍光体は、６４０ｎｍより長い放出ピーク波長を有する可視光を放出するように構成されている。
【００８５】
蛍光体は、本明細書中に記載された実施例に限定されることなく、有機蛍光体材料、または、例えば、ナイトライドおよび／またはサルフェート蛍光体材料、オキシナイトライドおよびオキシサルフェート蛍光体、または、ガーネット材料（ＹＡＧ）のような無機蛍光体材料であるアップコンバート蛍光体またはダウンコンバート蛍光体の両方を含むどのような蛍光体材料でも含むことができることが分かる。
【００８６】
他の実施形態では、異なる波長の励起用放出光でフォトルミネセンス・セキュリティマーキングを励起し、そして励起用光源の動作の様々な組み合わせに対する放出スペクトルおよび／または放出スペクトルの選択された（複数の）パラメータを測定するため、２つ以上の個別に動作可能である励起用光源（ＬＥＤ）２６を使用することが考えられる。励起用光源を異なる組み合わせ／順列で作動させることと、放出スペクトルおよび／または選択された（複数の）パラメータを測定することとは、フォトルミネセンス・セキュリティマーキングの真正物性を証明するさらなるレベルのセキュリティを提供する。このような装置では、各励起用光源２６は、作動されたとき、それぞれの波長λｅｘ１、λｅｘ２を有する励起用放出光を発生し、例えば、励起用放出光４００ｎｍおよび４６５ｎｍを放出するＬＥＤを含むことができる。ＬＥＤおよびＬＥＤの放出波長の実施例が表２に掲載される。
【００８７】
【表２】
0005529878.tif 000003
【００８８】
このようなシステムでは、フォトルミネセンス・セキュリティマーキングは、（ｉ）第１の波長λｅｘ１（例えば、４００ｎｍ）を有する励起用放出光のみにより励起可能である少なくとも１つの蛍光体材料と、（ｉｉ）両方の励起波長λｅｘ１およびλｅｘ２を有する放出光（例えば、波長範囲４００から４６５ｎｍに入る励起用放出光）によって励起可能である少なくとも１つの蛍光体材料とのブレンドを含む。換言すると、１つの蛍光体材料は、第１の波長範囲を有する励起用放出光のみにより励起可能であり、そして１つの蛍光体材料は、第１の波長範囲と重なり合い、かつ、第１の波長範囲を含む第２の波長範囲を有する励起用放出光によって励起可能である。各蛍光体材料は、励起されたとき、それぞれの異なる波長でそれぞれの放出ピーク（Ｐ１、Ｐ２）を有する光を放出する。適当な蛍光体材料の実施例が表３および表４に掲載される。
【００８９】
【表３】
0005529878.tif 000004
【００９０】
【表４】
0005529878.tif 000005
【００９１】
このような真正物証明システムの動作が（ａ）第１および第２の波長λｅｘ１およびλｅｘ２を有する励起用放出光と、（ｂ）第１の波長λｅｘ１のみを有する励起用放出光と、（ｃ）第２の波長λｅｘ２のみを有する励起用放出光とによって励起されたフォトルミネセンス・セキュリティマーキングのための概略的な放出スペクトルを表す図８を参照して以下に記載される。動作中に、両方の励起用光源が作動され、そしてフォトルミネセンス・セキュリティマーキングが両方の波長λｅｘ１およびλｅｘ２を有する励起用放出光で照射されるとき、（図８ａに示されるように）放出スペクトルは２つの蛍光体材料からの放出の和であり、この場合、第２の蛍光体材料は、両方の波長を有する励起用放出光によって励起可能であるため、第２の蛍光体材料からの比例的により大きい寄与が存在する。フォトルミネセンス・セキュリティマーキングが第１の波長のみを有する励起用放出光で照射されたとき、（図８ｂに示されるように）放出スペクトルは、この場合も第１の蛍光体材料および第２の蛍光体材料からの放出の和であるが、第２の蛍光体材料からの寄与は比較的弱い。最後に、フォトルミネセンス・セキュリティマーキングが第２の波長のみを有する励起用放出光で照射されるとき、（図８ｃに示されるように）放出スペクトルは、第２の蛍光体材料からの寄与のみを含有している。このように、励起用光源を異なる組み合わせ／順列で動かし、そして放出スペクトル、および／または、例えば、第１の放出ピークの強度と第２の放出ピークの強度の比率のような放出スペクトルの選択された（複数の）パラメータを測定することによって、フォトルミネセンス・セキュリティマーキングの真正物性を証明するためのさらなるレベルのセキュリティを提供する。２つの励起用光源に対する「オン」および「オフ」の様々な組み合わせをマイクロプロセッサの中にプログラムすることができる。
【００９２】
さらなる実施形態では、フォトルミネセンス・セキュリティマーキングを励起し、そして作動された励起用光源の様々な組み合わせに対して放出スペクトルおよび／または放出スペクトルの選択されたパラメータを測定するために、３つの個別に動作する励起用光源を使用することが考えられる。例えば、各励起用光源は、それぞれの励起波長λｅｘ１、λｅｘ２およびλｅｘ３（例えば、４００ｎｍ、４６５ｎｍおよび５２５ｎｍ）の励起用放出光を発生するように動作できるＬＥＤを含むことができる。このような装置では、フォトルミネセンス・セキュリティマーキングは、（ｉ）第１の波長λｅｘ１（例えば、４００ｎｍ）を有する放出光のみにより励起可能である少なくとも１つの蛍光体材料と、（ｉｉ）第１および第２の波長λｅｘ１およびλｅｘ２の両方を有する放出光（例えば、波長範囲４００から４６０ｎｍを有する励起用放出光）によって励起可能である少なくとも１つの蛍光体材料と、（ｉｉｉ）すべての励起波長λｅｘ１、λｅｘ２およびλｅｘ３を有する放出光（例えば、波長範囲４００から５１０ｎｍを有する励起用放出光）によって励起可能である少なくとも１つの蛍光体材料とのブレンドを含む。一般に、蛍光体材料は、それぞれが、対応する異なる波長に放出ピークを有している。
【００９３】
【表５】
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【００９４】
３つの励起用光源を用いると、励起用光源を動かすことができる７つの異なる組み合わせが存在し、これらの組み合わせは、
・励起用光源１のみ（λｅｘ１）
・励起用光源２のみ（λｅｘ２）
・励起用光源３のみ（λｅｘ３）
・励起用光源１および２（λｅｘ１＋λｅｘ２）
・励起用光源１および３（λｅｘ１＋λｅｘ３）
・励起用光源２および３（λｅｘ２＋λｅｘ３）、および、
・３つすべての励起用光源（λｅｘ１＋λｅｘ２＋λｅｘ３）
である。
【００９５】
動作中に、３つすべての励起用光源が動作し、フォトルミネセンス・セキュリティマーキングが３つすべての波長λｅｘ１、λｅｘ２およびλｅｘ３を有する励起用放出光で照射されるとき、放出スペクトルは、３つの蛍光体材料からの放出の和であり、この場合、第２の蛍光体材料および第３の蛍光体材料のそれぞれは、少なくとも２つの波長（λｅｘ１およびλｅｘ２）を有する励起用放出光によって励起可能であるため、第２の蛍光体材料および第３の蛍光体材料からの比例的により大きい寄与が存在する。第１の励起用光源のみが動かされるとき、フォトルミネセンス・セキュリティマーキングは、第１の波長λｅｘ１のみを有する励起用放出光で照射され、そして放出スペクトルは、この場合も、３つの蛍光体材料からの放出の和であるが、第２の蛍光体材料および第３の蛍光体材料からの寄与は比較的弱い。第２の励起用光源のみが動かされるとき、フォトルミネセンス・セキュリティマーキングは、第２の波長λｅｘ２のみを有する励起用放出光で照射され、そして放出スペクトルは、第２の蛍光体材料および第３の蛍光体材料のみからの放出の和である。第３の励起用光源のみが動かされるとき、フォトルミネセンス・セキュリティマーキングは、第３の波長λｅｘ３のみを有する励起用放出光で照射され、そして放出スペクトルは、第３の蛍光体材料のみからの放出に対応する。第１の励起用光源および第２の励起用光源が動作するとき、フォトルミネセンス・セキュリティマーキングは、波長λｅｘ１およびλｅｘ２を有する励起用放出光で照射され、そして放出スペクトルは、３つの蛍光体材料からの放出の和であり、第３の蛍光体からの寄与は、３つすべての励起用光源が動作する状況より低くなる。第１の励起用光源および第３の励起用光源が動作するとき、フォトルミネセンス・セキュリティマーキングは、波長λｅｘ１およびλｅｘ３を有する励起用放出光で照射され、そして放出スペクトルは、３つの蛍光体材料からの放出の和であり、第３の蛍光体からの寄与は、第１の励起用光源および第２の励起用光源が動作する状況より高くなる。最後に、第２の励起用光源および第３の励起用光源が動作するとき、フォトルミネセンス・セキュリティマーキングは、波長λｅｘ２およびλｅｘ３を有する励起用放出光で照射され、そして放出スペクトルは、第２の蛍光体材料および第３の蛍光体材料からの放出の和であり、第２の蛍光体が単一波長の放出光によって励起され、そして第３の蛍光体が２つの波長の放出によって励起されるので、各寄与の大きさはより低くなる。その結果、フォトルミネセンス・マーキングは、どの励起用光源が動作するかに依存して、最大で７つの異なる放出スペクトルを生じることができる。
【００９６】
本発明が説明された特定の実施形態に限定されないこと、および、本発明の範囲に含まれる変形を行えることが分かる。例えば、他の実施形態では、フォトルミネセンス・セキュリティマーキング１４は、例えば、バーコードのようなさらなるセキュリティ機器を含ませることが考えられる。バーコードの形をしたフォトルミネセンス・セキュリティマーキングが図９ａおよび９ｂに示される。周知のように、バーコードは、データを符号化するため使用される幅および／または間隔を有する一連の平行線（バー）を含む。図９ａに示されるように、そして本発明によれば、フォトルミネセンス・バーコード・マーキングは、少なくとも２つの蛍光体材料のブレンドを含有するインクで構成された一連の平行線１０６を含む。フォトルミネセンス・バーコード・マーキング１４は、蛍光体材料を励起しない光を使用する従来型のバーコード・スキャナ装置を用いて読み取ることができ、そして蛍光体マーキングは、前述の真正物証明機器を用いて証明することができる。他の装置では、図９ｂに示されるように、バーコードは、異なる蛍光体および／または蛍光体ブレンドを含有する一連のバー１０６、１０８、１１０を含むことができる。このようなフォトルミネセンス・セキュリティマーキングと一体となって、真正物証明機器は、好ましくは、励起用放出光を使ってバーコードを走査し、そして放出スペクトルが個別のバーおよび／または選択されたバーのグループに対して測定される。異なる蛍光体材料を含有するバー１０６、１０８、１１０は、設定された順序で装置することができるか、または、バーの順序は、例えば、バーの順序をバーの符号化に連結することにより符号化することができる。一装置では、特定の幅を有するバーは、それぞれの蛍光体または蛍光体ブレンドを含むことができる。他の装置では、フォトルミネセンス・マーキングは、バーコードの線と線との間の空間の中に設けることができる。本発明のフォトルミネセンス・マーキングは、本質的に２次元バーコードであるマトリックス符号のような他の符号化の形式に含ませることができ、データがドット、正方形、および、他の幾何学的シンボルのパターンの形式で符号化されることが分かる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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