MX2014009402A - Identificacion de documento audible para gente con vision defectuosa. - Google Patents

Abstract

Se describe un documento o artículo que lleva información para la autentificación audible de dicho documento o artículo, en donde la información está presente dentro de o en dicho documento o artículo en la forma de una función de densidad espectral de frecuencia contra tiempo (espectrograma), el espectrograma que se incluye, utilizando medios de seguridad de documento. Se describen además un método para producir dicho documento o artículo; un dispositivo lector para desplegar información de autentificación audible de dicho documento o artículo, un método para autentificar dicho documento o artículo y el uso de un espectrograma para propósitos de autentificación de documento.

Description

IDENTIFICACIÓN DE DOCUMENTO AUDIBLE PARA GENTE CON VISIÓN DEFECTUOSA ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a la identificación aural de documentos o artículos. Describe una característica de identificación de documento audible propuesta, en particular, para ayudar a la gente con visión defectuosa a identificar documentos o artículos, tales como papel moneda, documentos de identidad o acceso, así como cualquier otro tipo documentos o productos .

ESTADO DE LA TÉCNICA Un documento, particularmente identificación de papel moneda en transacciones diarias, representa un gran obstáculo para la gente con visión defectuosa o ciega, quienes deben confiar casi exclusivamente en su sentido táctil para valorar la naturaleza y genuinidad de un documento, por ejemplo, un billete.

Para valorar la genuinidad de papel moneda, la gente ciega confía en el tacto característico y firmeza de papel impreso (billete) , así como en la presencia de asistencia táctil (por ejemplo, grabado a buril) . La denominación de un billete también puede valorarse en una manera táctil al comparar la longitud del billete con algún punto de referencia táctil, por ejemplo, al doblar el billete a lo largo de un dedo estirado.

Por el otro lado, existe una falta de características particularmente diseñadas para la gente ciega. El Consejo de Investigación Nacional de E.U.A. por esta razón ha alentado el desarrollo de características particulares de papel moneda para la gente con visión defectuosa en un reporte publicado en 1995 ("Currency Features for Visually Impaired People", National Academic Press, 1995) .

Siguiendo la publicación de dicho reporte, se han hecho algunos esfuerzos para desarrollar características de autentificación táctil, particulares, tales como repujado, esquinas modificadas o agujeros perforados, que pueden percibirse por alguien con visión defectuosa a través de su sentido táctil, y que pueden llevar información acerca de la naturaleza y la denominación del billete en cuestión. Se hace referencia a US 2004/0008871 Al (Smith), EP 1 741 564 Al (Reich et al.), WO 2009/050733 A2 (Jayaraman), US 2008/0134849 Al (McGough) , y US 2010/0164216 Al (Fracek) .

Sin embargo, tales características meramente táctiles no prueban hasta ahora ser suficientemente confiables para los ciegos para distinguir documentos auténticos de falsos (por ejemplo, papel moneda), principalmente debido a la naturaleza bastante burda del sentido táctil. Por estas razones, también se han hecho esfuerzos para convertir las características de autentificación visual en auditivas, lo que proporciona una distinción mucho más fina. Tal conversión debe efectuarse por un dispositivo electrónico que sirve al propósito particular.

US 3,906,449 (Marchak) describe un identificador de papel moneda que, al escanear a lo largo de un billete, intercambia valores de traslucidez óptica en sonidos musicales de altura de tono variable. Su desventaja es que no hay correlación directa entre el sonido audible desplegado y el valor o naturaleza del documento; tal correlación debe establecerse por el usuario humano a través de una comparación con aprendizaje y espécimen auténtico.

US 5,692,068 (Bryenton) describe un lector de billete portátil que comprende medios que forman imágenes, medios de memoria y medios de procesamiento, que se habilita para comparar un patrón determinado en el billete con un patrón internamente almacenado, y comunicar al usuario humano la presencia de un billete válido por voz. Sin embargo, tiene la desventaja de no dar al usuario humano un acceso directo a características de seguridad comprendidas en el documento, es decir, la indicación por voz no es una traducción de una propiedad del documento, sino una mera indicación de un resultado de comparación.

Un aparato de lectura para la gente con visión defectuosa, que sirve para valorar billetes y otros documentos, se ha descrito en O 97/30415 Al (Sears) . El aparato decodifica la imagen obtenida del documento en su significado simbólico a través del reconocimiento de carácter óptico (OCR) , y reproduce dicho significado a través de un sintetizador de oración. Los documentos se escanean con la ayuda de un dispositivo tipo ratón, y el aparato puede utilizarse para leer cualquier información con caracteres impresos, por ejemplo, en empaques de alimentos, botellas de pildoras, etiquetas de precio, billetes, asi como en hojas impresas. Se requiere, sin embargo, que la información esté disponible en la forma de un carácter reconocible establecido y en un idioma reconocible; de otra manera, el OCR y/o el sintetizador de oración pueden no funcionar de manera apropiada para reproducir los contenidos simbólicos.

También se ha descrito en DE 197 06 966 Al ( endl) y en US 2003/0130980 Al (Gildersleeve et al.), tecnología adicional para gente con visión defectuosa.

Aún existe una necesidad de una característica de información audible, es decir, una característica en el documento que se convierte fácilmente en información audible, para la gente con visión defectuosa, y que puede implementarse en documentos de seguridad tales como billetes, documentos de valor, documentos de identidad, documentos de acceso u otros documentos que confieren derecho, asi como en cualquier clase de articulo.

Dicha característica de información audible en el documento o artículo debe ser capaz de representar cualquier idioma hablado y cualquier sonido que puede percibirse por el oído humano, y debe ser suficientemente compacta tal como para permitir la introducción de una cantidad útil de información incluso en un área pequeña del documento, tal como está típicamente disponible en un billete .

Una desventaja de muchas de las características aquí propuestas para la gente con visión defectuosa o ciega es, que además, no se basan en medios de seguridad de documento particulares, con la consecuencia de que tales características pueden imitarse fácilmente por un falsificador. Por ejemplo, una característica de autentificación de papel moneda por medio de bordes cortados o agujeros perforados, puede imitarse fácilmente con herramientas elementales.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCION Es, por lo tanto, el objeto de la presente invención proponer una característica de seguridad confiable para la gente con visión defectuosa o ciega, que no puede imitarse fácilmente por un falsificador.

La presente invención resuelve el problema técnico establecido al proporcionar información audible dentro o en el documento, que se implementa en la forma de un espectrograma, también llamado "distribución de tiempo-frecuencia" o "función de frecuencia contra tiempo", que indica cómo la densidad espectral de la señal varia con el tiempo. Ya que el espectrograma se refiere a información audible también se llama sonograma o sello de voz.

De acuerdo a la invención, un documento o artículo que lleva información para la autentificación audible de dicho documento o artículo se caracteriza en que dicha información está presente dentro de o en el documento o artículo en la forma de un espectrograma; el espectrograma que se incluye, utilizando medios de seguridad de documento.

En el contexto de la presente descripción, "medios de seguridad de documento" debe significar cualquier característica implementada por material o en base a material particular, que puede leerse por máquina en el documento o artículo, y que sirve para distinguir el documento o articulo en cuestión de un documento o artículo que no lleva tal característica.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La invención puede explicarse con la ayuda de las siguientes figuras: Figs . la y Ib ilustran la derivación, a través de STFT, de una representación de "densidad espectral como una función de frecuencia y tiempo" (Fig. Ib), también llamada "distribución de tiempo-frecuencia" o "espectrograma", de una señal de voz de amplitud contra tiempo (Fig. la) .

Fig. 2 representa de manera esquemática un billete (S) , que tiene un espectrograma impreso (A) con una referencia para el origen de la frecuencia (0) y un indicador del límite de frecuencia superior (1).

Fig. 3 representa de manera esquemática el escaneo de un billete (S) , que lleva un espectrograma invisible de acuerdo a la presente invención, con la ayuda de un dispositivo lector portátil (R) .

Fig. 4 muestra la absorción IR selectiva del ion de iterbio (3+) en Yb203 en el rango de longitud de onda espectral 900 - l'OOO nm.

Fig. 5 muestra el espectro de excitación y emisión de un luminiscente por UV.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En una primera modalidad preferida, dicho espectrograma se incluye como una marca al agua en el sustrato del documento. Una marca al agua es un medio de seguridad de documento que debe implementarse en el papel durante el proceso de fabricación de papel; el asi producido papel restante marcado con la misma.

En una segunda modalidad preferida, dicho espectrograma se incluye como un patrón de marcado con láser o como uno de microperforación perforado con láser en el sustrato del documento. Un patrón de marcado con láser puede producirse a través de la interacción de un haz de láser de longitud de onda e intensidad adecuada con un sustrato capaz de absorber energía de dicho haz de láser, alterando así su constitución física. La microperforación es un desarrollo adicional de marcado con láser, en donde se perforan agujeros microscópicos en dicho sustrato; se utiliza como un medio de seguridad de documento, que solamente puede producirse utilizando equipo láser particular, no comercialmente disponible.

En una tercera modalidad preferida, dicho espectrograma se incluye en la forma de una tinta impresa, tal como una tinta que comprende un colorante particular, o un componente reflejante o absorbente de banda estrecha particular, incluido como un pigmento o una tintura.

En una cuarta modalidad preferida dicho espectrograma se incluye en la forma de un patrón de magnetización que puede leerse utilizando una cabeza lectora magnética. Un patrón de magnetización puede producirse ya sea a través de una magnetización selectiva, en el documento o articulo, de zonas particulares en un revestimiento magnético de coercitividad no cero, uniforme, o a través de una deposición selectiva (por ejemplo, por impresión), en el documento o articulo, de zonas particulares de material magnético .

En una quinta modalidad preferida dicho espectrograma se incluye en la forma de un patrón de orientación de pigmento magnético, producido preferentemente utilizando una placa magnética grabada para orientar partículas de pigmento magnetizables o magnéticas en una composición de revestimiento o tinta aplicada, seguido por endurecimiento de dicha tinta o composición de revestimiento. WO 2005/002866 es un ejemplo para tal una placa magnética grabada. Las partículas de pigmento magnetizables o magnéticas particularmente preferidas se seleccionan de los pigmentos de interferencia de película delgada magnéticos, ópticamente variables, tal como se describe en US 4,838,648 y en WO 02/73250.

Preferentemente tal espectrograma se imprime utilizando una tinta de seguridad, gue proporciona una propiedad física detectable particular en las regiones impresas. Dicha propiedad física detectable particular se selecciona preferentemente del grupo que consiste de absorción UV en el rango de longitud de onda de 200 a 400 nm, absorción visible en el rango de longitud de onda de 400 a 700 nm, absorción IR en el rango de longitud de onda de 700 a 2500 nm, emisión de luminiscencia en los rangos de longitud de onda UV (200 a 400 nm) , visible (400 a 700 nm) , o IR (700 a 2500 nm) , propiedades ferro-o ferrimagnéticas , variaciones de permitividad dieléctrica, variaciones de conductividad eléctrica, así como variaciones de absorción de radiofrecuencia.

La propiedad particularmente preferida de emisión de luminiscencia puede incluirse utilizando compuestos bien conocidos en la materia, por ejemplo, como se describe en Kirk Othmer Encyclopaedia of Chemical Technology 4ta edición (publicada en 1994) : en el Volumen 11, páginas 227 a 241 bajo el encabezado "Fluorescent Whitening Agents" y en el Volumen 15, páginas 518 a 607 bajo el encabezado "Luminescent Materials" especialmente - Il las sub-entradas en las páginas 562 a 584 tituladas "Phosphors" y las páginas 584 a 607 tituladas "Luminescent Materials (Fluorescent) " descritas en O 03/101755, o en "Phosphor Handbook", S. Shionoya y .M. Yen (eds), CRC Press, 1999. Emisión de luminiscencia, en el contexto de la presente descripción, debe entenderse que comprende ambas, emisión rápida, también conocida como fluorescencia, y/o emisión retrasada, también conocida como fosforescencia.

El sustrato del documento o articulo se selecciona preferentemente del grupo que consiste de los sustratos no tejidos tales como papeles, cartones, fibras de polietileno de alta densidad hiladas rápidamente (Tyvek®) , etc., los sustratos tejidos tales como textiles, los papeles de metal, y los sustratos de polímero de plástico.

El documento puede ser un documento de seguridad, preferentemente seleccionado del grupo que consiste de los billetes, los documentos de valor, los documentos de identidad, los documentos de acceso, así como las partes constituyentes de los mismos.

Las partes constituyentes de dicho documento de seguridad, son, por ejemplo, ventanas, cintas o hilos de seguridad que se incorporan en el documento de seguridad, así como hojas de seguridad tales como hologramas y otros dispositivos de imagen ópticamente variables de difracción (DOVIDs) que se fijan a la superficie del documento de seguridad.

Se describe también un método para producir un documento o articulo de acuerdo a la presente invención, el documento o articulo que lleva información para su autentificación audible, el método comprendiendo las etapas de a) proporcionar información de autentificación audible; b) representar dicha información de autentificación audible en la forma de un espectrograma; c) incluir el espectrograma de la etapa b) dentro de o en el documento o articulo utilizando medios de seguridad de documento.

Se describe además un dispositivo lector para autentificar un documento o articulo de acuerdo a la presente invención, el documento o articulo que lleva información en la forma de un espectrograma para su autentificación audible, mediante el cual dicho espectrograma se incluye utilizando medios de seguridad de documento; dicho dispositivo lector comprendiendo medios sensores sensibles a dichos medios de seguridad de documento y capaces de obtener una representación digital de dicho espectrograma de dicho documento o articulo; medios de memoria capaces de almacenar dicha representación digital de dicho espectrograma; medios de procesamiento capaces de transformar dicha representación almacenada de dicho espectrograma en una representación de amplitud contra tiempo; y medios de despliegue capaces de desplegar dicha representación de amplitud contra tiempo como una señal de sonido audible.

Se describe además un método para autentificar un documento o articulo que lleva información para la autentificación audible de dicho documento o articulo de acuerdo a la presente invención, el método comprendiendo las etapas de a) proporcionar un documento o articulo que lleva información de autentificación audible en la forma de un espectrograma; b) exponer dicho documento o articulo a un dispositivo lector de acuerdo a la presente invención, para desplegar dicha información de autentificación audible como una señal de sonido.

Se describe además el uso de un espectrograma, que se incluye dentro de o en un documento o articulo utilizando medios de seguridad de documento, para la identificación o autentificación de dicho documento o articulo .

El objeto de la presente invención es incluir información en o dentro de un documento o articulo en la forma de una grabación de sonido, por ejemplo, una marca de seguridad audible. El documento o articulo puede ser un documento de seguridad tal como un billete o un documento de identidad, o cualquier otra clase de mercancía .

Una grabación de sonido en el dominio de frecuencia de la sensibilidad del oído humano, que varía de aproximadamente 10 Hz a aproximadamente 20 kHz en gente joven, es capaz de representar cualquier idioma hablado y cualquier señal de comunicación audible que puede percibirse por un humano; tal grabación puede representarse sencillamente como una función de amplitud contra tiempo, pero requiere que se almacene una enorme cantidad de información.

Una señal de voz humana inteligible puede transmitirse en ancho de banda menos espectral, aproximadamente 2 a 3 kHz, pero esto aún resulta, de acuerdo al teorema de Nyquist, en 4' 000 a 6' 000 valores de amplitud discretos que deben reproducirse en el documento, por ejemplo, como repujado o como barras de diferentes longitudes, para cada segundo de señal de voz grabada. Asumiendo una resolución de impresión o repujado de 50 µ??, cada segundo de señal de voz, de esta manera ocuparía una longitud de 20 a 30 cm en el documento, si uno reprodujera sencillamente la función de amplitud contra tiempo de la señal de voz.

Tal representación directa de una señal de voz en un documento puede reproducirse con medios simples -en caso de una señal de voz repujada, por ejemplo, por un deslizamiento simple sobre ella con una uña -, pero la señal de amplitud contra tiempo no es suficientemente compacta para permitir la introducción de una cantidad útil de información en el área pequeña disponible en un documento tal como un billete.

La representación de amplitud contra tiempo de una señal de audio o voz es además altamente sensible a cualquier pérdida de resolución, y sus partes de alta frecuencia se afectan particularmente por las imperfecciones del proceso de repujado o impresión.

De acuerdo a la presente invención, por lo tanto se implementa una representación más robusta y compacta de la señal de audio o voz en el documento o articulo. Para este objetivo, la señal de audio o voz, es decir, la marca de seguridad audible, se representa como un espectrograma, es decir, una función de densidad espectral de frecuencia contra tiempo, en lugar de como una función de amplitud contra tiempo. Un espectrograma representa la misma información de audio, pero sin requerir ninguna representación de alta resolución, ni ser sensible a pérdida de resolución.

Con referencia a las Figs. la y Ib, una señal de voz de amplitud contra tiempo ("Cien dólares americanos"; Fig. la, los golpeteos individuales de la señal no se resuelven en detalle a lo largo del eje de tiempo) se descompone en una representación de "densidad espectral de frecuencia contra tiempo", también llamada un "espectrograma" (Fig. Ib) .

El espectrograma puede obtenerse de la función de amplitud contra tiempo por medio del algoritmo de Transformada de Fourier de Tiempo Corto (STFT, por sus siglas en inglés), tal como se conoce en la materia. La Transformada de Fourier de Tiempo Corto corta la señal de audio o voz de amplitud contra tiempo continua, inicial en pequeños segmentos de tiempo de sobreposición, típicamente de aproximadamente 10 a 50 ms de longitud, después se aplica a cada segmento de tiempo una función de ventana (por ejemplo, una ventana eos = "ventana Hann") para llevar los valores de amplitud a cero en ambos extremos del segmento de tiempo, y finalmente transforma cada uno de los segmentos de tiempo en ventana en el dominio espectral a través de una Transformada de Fourier Rápida (FFT, por sus siglas en inglés), resultando en un espectro calculado. La superposición de tiempo se elige tal como para preservar la energía espectral total, es decir, como 50% en caso de una ventana eos2 (es decir, si el ancho de los segmentos de tiempo se elige que sea 40 ms, se calcula un espectro cada 20 ms) . El espectrograma se forma por la secuencia ordenada en tiempo de todos los espectros asi calculados.

El espectrograma obtenido es mucho más compacto que la función de amplitud contra tiempo original del cual se derivó, y se ajusta de esta manera fácilmente sobre el espacio disponible en un documento o articulo, por ejemplo, un billete u otro tipo de documento.

Aunque la Transformada de Fourier de Tiempo Corto (STFT) se utiliza normalmente para calcular espectrogramas, la presente invención por ningún medio se limita a espectrogramas obtenidos por este método particular .

Las maneras alternativas, conocidas en la materia, para obtener espectrogramas de una función de amplitud contra tiempo son, por ejemplo, por medio de una Transformada de Ondicula de Tiempo Corto, una Transformada Chirplet de Tiempo Corto, por aún otras transformadas matemáticas conocidas por la persona experta en procesamiento de señal, o en una manera análoga utilizando un banco de filtros que comprende una serie de filtros paso banda.

Un espectrograma, en el contexto de la presente descripción, debe significar una representación de densidad espectral variable en tiempo, también llamada "distribución de tiempo-frecuencia" o "función de frecuencia contra tiempo", que indica como la densidad espectral de la señal varia con el tiempo.

La representación del espectrograma de una señal de audio o voz tiene las ventajas de que es muy robusta contra la pérdida de resolución, tal como puede ocurrir fácilmente en un proceso de impresión, y que además hay un dominio de frecuencia no sensible que se afectaría particularmente por tal pérdida de resolución debido a las imperfecciones de impresión. El espectrograma además puede simplificarse en sus partes esenciales, suprimiendo los componentes de alta frecuencia y ruidosos, sin afectar la inteligibilidad de la oración.

De acuerdo a la presente invención, con referencia a la Fig. 2, de esta manera, una grabación de sonido se incluye dentro de o en un documento o artículo, por ejemplo, un billete, en la forma de un espectrograma, El espectrograma puede entonces leerse por un dispositivo lector (Fig. 3), que transforma a la inversa la información espectral en una representación de amplitud contra tiempo y la despliega como una señal de sonido audible. La transformación inversa de la señal se realiza en la manera inversa de la derivación del espectrograma, aplicando una transformada de Fourier inversa a cada segmento espectral grabado; los bloques resultantes de señal de amplitud contra tiempo se agregan subsiguientemente juntos de acuerdo a la superposición de tiempo que se aplicó cuando se deriva el espectrograma.

De acuerdo a la presente invención, el espectrograma se incluye en el documento preferentemente en una forma que comprende medios de seguridad de documento.

Una modalidad particularmente preferida del espectrograma es por medio de una tinta impresa, en particular una tinta de seguridad que despliega una propiedad física particular de otra manera no presente en la misma área del documento. Ejemplos de tal propiedad son: absorción específica de banda estrecha en el dominio espectral ultravioleta (UV; 200 a 400 nm) , visible (400 a 700 nm) , o infrarrojo (IR 700 a 2,500 nm) , emisión de luminiscencia UV, visible, o IR, ferro- o ferrimagnetismo, variaciones de permitividad dieléctrica, variaciones de conductividad eléctrica, y variaciones de absorción de radiofrecuencia (RF) .

Se prefiere particularmente en este contexto una tinta que comprende una absorción IR (Fig. 4), o una tinta que comprende una luminiscencia UV (Fig. 5) .

La tinta puede formularse para e imprimirse por cualquier proceso de impresión adecuado, tal como impresión offset, impresión tipográfica, serigrafia, fotograbado/flexografia, grabado a buril "placa de cobre", o impresión por inyección.

Alternativamente, el espectrograma puede imprimirse sobre un sustrato auxiliar y transferirse como una "calcomanía" a un documento o artículo en una etapa separada, tal como se describe en WO 2011/012520 del mismo solicitante.

Particularmente se prefiere una tinta de impresión que comprende un compuesto que absorbe IR de banda estrecha en la forma de un pigmento o una tintura, tal como fosfato de iterbio (YbP0 ), vanadato de iterbio (YbV04) , u otros iones de iterbio (3+ ) que contienen óxido, vidrio o compuesto orgánico. Los iones de iterbio (3+), sin embargo, no tienen propiedades colorantes en el rango espectral visible de 400 a 700 nm de longitud de onda, y muestran una banda de absorción relativamente estrecha entre 900 y 1000 nm de longitud de onda (Fig. 4), es decir, en una región espectral donde la mayoría de los materiales colorantes orgánicos, conocidos no se absorben. Esto proporciona la invención con la ventaja de ser operable en un documento de seguridad sin interferir con características visibles impresas u otros elementos de seguridad presentes en el documento.

Los diodos emisores de luz (LEDs) que proporcionan iluminación especifica en el rango de longitud de onda aproximadamente de 950 nm están comercialmente disponibles, y el rango de sensibilidad de los conjuntos fotodetectores a base de silicio, comunes se extiende hasta l'lOO nm de longitud de onda. De acuerdo a un aspecto de la invención, el equipo de escaneo comúnmente disponible, de esta manera, puede modificarse para leer la marca de seguridad audible, a través de una mera adaptación del sistema de iluminación a, por ejemplo, LEDs de 950 nm, y opcionalmente la adición de un filtro paso banda óptico de, por ejemplo, 900 a 1000 nm, en frente de la unidad fotodetectora/lectora a base de silicio. El equipo de escaneo detecta entonces específicamente los cambios de absorción en el documento en el rango de longitud de onda estrecha de típicamente entre 900 a 1000 nm, donde se absorbe el marcado a base de iterbio (3+ ), y por lo tanto, lee específicamente el espectrograma invisible que se absorbe en esta región espectral.

El espectrograma se incluye preferentemente en el documento como una capa base impresa, que puede sobreimprimirse preferentemente con capas subsiguientes, tal como una denominación de papel moneda, un retrato, un texto, o una impresión ornamental, anticipándose que las capas subsiguientes no impiden la lectura del espectrograma. Para este objetivo, las capas subsiguientes deben ser "transparentes" a los medios utilizados para leer la propiedad física particular de la tinta de seguridad utilizada para imprimir el espectrograma .

Otros compuestos que absorben IR, tales como los pigmentos o tinturas que absorben IR orgánicos, o los compuestos que absorben IR inorgánicos conocidos en la materia, también pueden utilizarse en lugar del compuesto iterbio para incluir la presente invención.

Otra modalidad particularmente preferida del espectrograma está en la forma de una tinta de impresión que comprende un emisor luminiscente UV, visible, o IR. Tal emisor luminiscente tiene preferentemente un color corporal propio, débil en el dominio visible (400 a 700 nm) , de manera que no interfiere con la percepción visual del documento de seguridad impreso. Los emisores luminiscentes adecuados comprenden, por un lado, los luminiscentes orgánicos, que pueden estar presentes en la tinta de impresión en forma disuelta o como pigmentos insolubles, y por el otro lado, los luminiscentes inorgánicos, que están presentes en la tinta de impresión como pigmentos.

Los luminiscentes orgánicos comprenden por un lado los compuestos luminiscentes puramente orgánicos tales como abrillantadores ópticos, fluoresceinas , rodaminas, o moléculas que contienen la porción de perileno, etc.; para este aspecto ver WO 03/101755 incorporada en la presente para referencia, y por el otro lado los complejos de un ión activador de tierra rara luminiscente tal como Pr3+, Nd3+, Sm3+, Eu3+, Tb3+, Gd3+, Dy3+, Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+ con ligandos orgánicos adecuados.

Los luminiscentes inorgánicos comprenden un material de cristal huésped adecuado en forma de pigmento, tal como ZnO, ZnS, A1203, YP04, YV04, Y202S, Y3AI5O12 etc., que se dopa con uno o más iones activadores seleccionados de los iones de elemento de transición, tales como Cu+, Ag+, Cr3+, Ti3+, etc., y/o de los iones de elemento de tierra rara, tales como Pr3+, Nd3+, Sm3+, Eu3+, Tb3+, Gd3+, Dy+, Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+.

El espectrograma luminiscente se proporciona preferentemente como un revestimiento superior sobre el documento de seguridad de otra manera terminado, y antes de aplicar la capa de barniz protectora final. Esto asegura que la emisión luminiscente del espectrograma se lee fácilmente, sin obstrucciones de capas adicionales sobreimpresas . El dispositivo lector correspondiente tiene una fuente de luz para excitar la emisión de luminiscente, y una unidad lectora que es sensible para la radiación emitida de luminiscente. La unidad lectora puede comprender preferentemente una cámara de plano focal 2-dimensional (CCD o CMOS de silicio) , o una cámara de escaneo lineal 1-dimensional .

Con referencia a la Fig. 2, un documento (S) de acuerdo a la invención comprende un espectrograma audible (A) , junto con otros elementos normalmente presentes en tal documento, tal como un valor de denominación (D) y un retrato (P) en caso de un billete. El espectrograma audible (S) tiene preferentemente una linea base (0) , que sirve como una referencia de frecuencia cero al dispositivo lector. Una linea indicadora de limite de frecuencia superior (1) puede estar preferentemente presente, también, para definir la escala de frecuencia del espectrograma. El limite de frecuencia superior es típicamente del orden de 2 a 3 kHz.

El espectrograma audible puede contener información adicional, por ejemplo, un patrón binario en una forma apropiada, para indicar el valor real del límite de frecuencia superior.

Adicionalmente, la escala de tiempo puede definirse también por los marcadores de tiempo apropiados. Alternativa y preferentemente, la escala de tiempo se deriva simplemente durante el escaneo de la velocidad de escaneo.

También se describe un dispositivo lector para autentificar un documento o articulo que lleva información para su autentificación audible de acuerdo a la invención, dicho dispositivo lector comprendiendo medios sensores sensibles a una propiedad física particular seleccionada, operables para obtener una representación digital de un espectrograma impreso de seguridad de dicho documento o artículo; medios de memoria operables para almacenar dicha representación digital del espectrograma; medios de procesamiento operables para transformar la representación digital, almacenada del espectrograma en una representación de amplitud contra tiempo; y medios de despliegue operables para desplegar dicha representación de amplitud contra tiempo como una señal de sonido audible.

El dispositivo lector preferentemente puede ser un escáner portátil. El dispositivo lector puede comprender además un sistema de iluminación para iluminar el espectrograma en un primer rango de longitud de onda óptico, particular, y un filtro óptico a la unidad lectora para volver a la última sensible a un segundo rango de longitud de onda óptico, particular.

Dichos rangos de longitud de onda ópticos, primero y segundo, además pueden sobreponerse o ser substancialmente los mismos, para proporcionar absorción especifica de longitud de onda, reflejo o escaneo de traslucidez .

El dispositivo lector (Fig. 3), de esta manera, se equipa para escanear el espectrograma en el documento, en base a la respuesta del documento correspondiente a una propiedad física particular seleccionada. Preferentemente se utiliza un escáner portátil, que se adapta para el propósito de leer el espectrograma impreso de seguridad. Además de la provisión de un sistema de iluminación para ajusfar, por ejemplo, un compuesto que absorbe IR particular, y la provisión de un filtro óptico correspondiente a la unidad lectora para volverla sensible, por ejemplo, a una longitud de onda de emisión o reflejo particular, el escáner también se proporciona con un programa operativo para realizar la transformación inversa del espectrograma escaneado en una representación de amplitud contra tiempo, y desplegar dicha representación de amplitud contra tiempo como una señal de sonido audible a través de un altavoz.

El espectrograma también puede incluirse en el documento en la forma de una marca al agua en papel. Las marcas al agua en papel se conocen en la materia como medios de seguridad del documento originado en papel, caracterizados por variaciones de traslucidez del papel. La introducción del espectrograma en la forma de una marca al agua debe hacerse como una parte del proceso de fabricación de papel, ya sea como una modulación del grosor de papel, producida como se sabe en la materia en la máquina de papel Foudrinier, por ejemplo, por medio de un "tambor de malla de alambre", o al aplicar un molde de cilindro apropiado, o como una modulación de traslucidez de papel, producida por ejemplo, de acuerdo a EP 0 721 531, al aplicar, en la máquina de papel, una resina de aclaramiento a partes de una hoja de papel porosa, sin terminar, y subsiguientemente impregnar la hoja porosa con una resina de dimensionamiento y procesarla como se sabe en la materia para formar una hoja de papel.

La lectura de tal espectrograma de marca al agua requiere un dispositivo lector de traslucidez. Preferentemente de nuevo, la lectura del espectrograma se efectúa en un rango espectral IR donde no se absorben muchos materiales colorantes orgánicos.

En una modalidad adicional, el espectrograma puede incluirse como un patrón de microperforación o marcado con láser; de acuerdo a por ejemplo, WO 97/18092. Tal marcado o patrón, que está solamente visible en traslucidez, se produce en el documento terminado con la ayuda de un equipo láser particularmente diseñado, normalmente no disponible al público, y por lo tanto representa un medio de seguridad valioso. Dicha microperforación puede aplicarse asi como agujeros de cualquier forma y tamaño adecuado y en cualquier dirección adecuada con respecto a la superficie de papel. De nuevo, la lectura de tal espectrograma requiere un dispositivo lector de traslucidez.

Aún en una modalidad preferida adicional, el espectrograma se incluye como una impresión magnética, utilizando un pigmento ferromagnético o ferrimagnético de tamaño de partícula apropiado. El pigmento magnético puede ser asi magnético duro (es decir, magnético permanente) o magnético suave (es decir, magnetizable) . El dispositivo lector correspondiente debe comprender un escáner de imagen magnético.

En una modalidad preferida adicional, el espectrograma se incluye en la forma de un patrón de orientación de pigmento magnético, preferentemente producido utilizando una placa magnética grabada y la combinación con imanes para orientar partículas de pigmento magnetizables o magnéticas en una composición de revestimiento o tinta aplicada, seguida por endurecimiento de dicha composición de revestimiento o tinta. Las partículas de pigmento magnetizables o magnéticas particularmente preferidas se seleccionan de los pigmentos de interferencia de película delgada magnéticos ópticamente variables. Los ejemplos pueden encontrarse en O 2005/002866, WO 2008/046702, US 4,838,648, y WO 02/73250 que se anexan en la presente para referencia.

Aún en una modalidad preferida adicional, el espectrograma se incluye como una impresión eléctricamente conductiva, utilizando un pigmento eléctricamente conductivo de tamaño de partícula y conductividad apropiada. El dispositivo lector correspondiente se diseña para escanear un patrón de imagen eléctricamente conductivo. Tal puede lograrse por varios medios, la mayoría preferentemente por un escaneo de las propiedades de transmisión/absorción de radiofrecuencia local del documento.

Se describe además un método para producir un documento o artículo que lleva información para la autentificación audible de dicho documento o artículo de acuerdo a la invención, el método comprendiendo incluir un espectrograma que representa información audible dentro de o en el documento o artículo utilizando medios de seguridad de documento.

Medios de seguridad de documento, en el contexto de la presente descripción, deben comprender cualquier característica implementada por material o a base de material legible por máquina utilizada en la producción de papel de seguridad, tal como la aplicación de marcas al agua, tablas de escritura, partículas o compuestos luminiscentes, partículas de interferencia de luz, en particular pigmentos ópticamente variables, partículas magnéticas, hilos, papel de aluminio, etc.; así como cualquier característica implementada por material o a base de material legible por máquina utilizada en la producción de documentos de seguridad, tal como impresión con tintas de seguridad, impresión por grabado a buril, repujado, microperforación, etc. La tinta de seguridad, a su vez, puede comprender sustancias de marcado, tales como absorbedores UV/Vis/IR, luminiscentes UV/Vis/IR (es decir, sustancias fluorescentes o fosforescentes, partículas de interferencia de luz, en particular pigmentos ópticamente variables, partículas magnéticas, compuestos eléctricamente conductores, etc.

El espectrograma de la Fig. 1 b) puede ya sea transferirse directamente a un sustrato utilizando un proceso de impresión de información variable, tal como impresión por inyección, impresión láser, marcado con láser, o perforación con láser. Alternativamente, el espectrograma puede transferirse sobre una placa de impresión, en una pantalla de impresión, o en un molde de marcado al agua utilizando técnicas de transferencia de imagen equivalente o fotolitográfica como se sabe por la persona experta.

Se describe además un método para autentificar un documento o articulo que lleva información para la autentificación audible de dicho documento o articulo de acuerdo a la invención, el método comprendiendo las etapas de a) proporcionar un documento o articulo que lleva información de autentificación audible en la forma de un espectrogram ; b) exponer dicho documento o articulo a un dispositivo lector de acuerdo a la invención, para desplegar dicha información de autentificación audible como una señal de sonido.

También se describe el uso de un espectrograma, que se incluye dentro de o en un documento o articulo utilizando medios de seguridad de documento, para la identificación o autentificación de dicho documento o articulo.

Ejemplos En el ejemplo esquemáticamente representado en la Fig. 2, la oración hablada "cien dólares americanos" se grabó y representó como un espectrograma, comprendiendo frecuencias en el rango entre 100 Hz y 2 kHz. El espectrograma tiene una linea base (0), representando el cero de la escala de frecuencia, y una linea superior (1), representando el límite de frecuencia superior elegido de 2 kHz.

La grabación de la oración hablada y la generación del espectrograma correspondiente se realizaron utilizando la grabación de sonido comercialmente disponible y software de edición "WavePad" para Windows®, distribuido por "Software NCH". Fig. 1 muestra la oración escrita (en la parte superior) , la marca de amplitud-tiempo de la grabación de voz hablada correspondiente (a) , y la distribución de tiempo-frecuencia correspondiente (b) . La longitud total de la grabación de voz es aproximadamente 3 segundos (ver la escala de tiempo indicada en medio de la figura) . Debe observarse que la señal de la marca de amplitud-tiempo no se resuelve completamente en la impresión, ya que comprende aproximadamente 20' 000 puntos de amplitud a través de la marca de amplitud-tiempo; de esta manera no sería posible utilizar tal impresión como una grabación para reproducir la oración hablada. Por el otro lado, la señal se representa mucho más fácil en, y se reproduce de, la distribución de tiempo-frecuencia correspondiente (espectrograma) de la Fig, 1 b) .

El espectrograma de la Fig. 1 b) puede ya sea transferirse directamente a un sustrato utilizando un proceso de impresión de información variable, tal como impresión por inyección, impresión láser, marcado con láser, o perforación con láser. Alternativamente, el espectrograma puede transferirse sobre una placa de impresión, en una pantalla de impresión, o en un molde de marcado al agua utilizando técnicas de transferencia de imagen equivalente o fotolitográfica conocidas por el experto .

El espectrograma de acuerdo a la Fig. 1 b) se transfirió fotolitográficamente en una pantalla de impresión, para utilizarse en una máquina de serigrafia de lecho plano.

Una pieza de papel de billete (S), que lleva una impresión de fondo offset de linea fina, se imprime por serigrafia con el espectrograma, utilizando una tinta para serigrafia curable por UV de la siguiente fórmula: Después de la curación por UV, las características de billete adicionales, es decir, el retrato (P) y el valor de denominación (D) , se imprimen por el proceso de impresión por grabado a buril de placa de cobre sobre las características de serigrafía y offset ya presentes, y la numeración, así como un barniz de protección final se aplican al billete.

El espectrograma impreso en el billete así obtenido se lee utilizando un escáner de línea de imagen de acuerdo a la Fig. 3, equipado con un sistema de iluminación LED de 950nm tal como para escanear específicamente en el rango de longitud de onda de 900 a 1000 nm. El programa operativo del escáner es operable para realizar la captura de imagen digital y la escala correcta del espectrograma impreso escaneado, para realizar la transformación inversa del espectrograma escaneado en una representación de amplitud contra tiempo, y desplegar dicha representación de amplitud contra tiempo como una señal de sonido audible a través de un altavoz integrado en el escáner.

En un segundo ejemplo, el papel de billete se marca al agua en la máquina de papel al imprimirlo por serigrafía de cilindro con una resina de aclaración, por ejemplo, de acuerdo a EP 0 721 531, para incluir el espectrograma de acuerdo a la Fig. 1 b) en la forma de una modulación de traslucidez. El papel de billete asi marcado al agua puede imprimirse entonces subsiguientemente con características de billete, tal como un fondo offset, una impresión de grabado a buril de placa de cobre y una numeración de tipografía, y puede aplicarse un barniz de protección final.

El espectrograma de marca al agua puede leerse en traslucidez, preferentemente en el rango espectral IR entre 900 y 1000 nm, donde los materiales colorantes usuales no se absorben. Debe tenerse cuidado, sin embargo, evitar el uso de pigmentos que absorben IR, tal como negro de carbón, en la sobreimpresión del espectrograma de marca al agua.

En un tercer ejemplo, el espectrograma de acuerdo a la Fig. 1 b) se incluye en un billete terminado como un patrón de microperforación con láser. El espectrograma de marca al agua puede leerse bajo iluminación posterior, sin ninguna longitud de onda de iluminación particular prefiriéndose, mientras permanece invisible bajo iluminación frontal. Esto sirve también como una prueba de un patrón de microperforación auténtico .

En un cuarto ejemplo, el espectrograma de acuerdo a la Fig. 1 b) se incluye por un abrillantador óptico e impreso por inyección sobre un billete terminado, pero aún sin barnizar, utilizando una fórmula de acuerdo a EP 0 730 014: Después de secar la tinta de inyección impresa a base de solvente, el espectrograma impreso es invisible bajo luz ambiente y muy resistente a agua y solventes hidroxilados ; su resistencia puede incrementarse además al revestir el billete con un barniz de protección.

El abrillantador óptico en el espectrograma es visible y legible en el rango de longitud de onda de 400 a 500 nm bajo iluminación con "UV de onda larga" en el rango de longitud de onda de 350 a 400 nm. (Fig, 5) .

El espectrograma impreso en el billete asi obtenido se lee utilizando un escáner de linea de imagen de acuerdo a la Fig. 3, equipado con un sistema de iluminación LED de 380 nm para excitar la luminiscencia del abrillantador óptico. La unidad lectora del escáner se proporciona con un filtro de transmisión óptica para el rango de longitud de onda de 450 a 500 nm, para limitar su sensibilidad al rango de emisión característico del abrillantador óptico. El programa operativo del escáner es operable para realizar la captura digital y escala correcta del espectrograma impreso escaneado, para realizar la transformación inversa del espectrograma escaneado en una representación de amplitud contra tiempo, y desplegar dicha representación de amplitud contra tiempo como una señal de sonido audible a través de un altavoz integrado en el escáner.

La aplicación del espectrograma por una técnica de impresión de información variable tal como impresión por inyección o impresión láser, tiene la ventaja de proporcionar la posibilidad de personalización del documento de seguridad. De tal manera, un documento tal como un pasaporte o una tarjeta de acceso puede personalizarse al hacer que lleve una grabación de voz de su propietario. Tal grabación de voz puede, por ejemplo, imprimirse por inyección o imprimirse por láser sobre el documento de seguridad, y asegurarse por una sobre-laminación con un papel aluminio de seguridad, tal como se utiliza en la técnica para la información de personalización de protección.

En un quinto ejemplo, el espectrograma de acuerdo a la Fig. 1 b) se incluye en la forma de un patrón de orientación de pigmento magnético en una tinta de impresión magnética ópticamente variable. Para este objetivo, el espectrograma se grabó en una placa de "plastoferrita" magnética permanente magnetizada, por ejemplo, de acuerdo a WO 2005/002865, que se utilizó para orientar hojuelas de pigmento magnético ópticamente variables en una composición de tinta curable por UV impresa por serigrafia, aplicada como un parche de tinta rectangular sobre un sustrato para billete. Las hojuelas de pigmento se fijan entonces en sus posiciones y orientaciones respectivas al curar por UV la composición de tinta aplicada.

El espectrograma, representado como un patrón de orientación de pigmento magnético ópticamente variable, es por un lado una característica decorativa visual muy atractiva. Por el otro lado, el valor de sonido del espectrograma puede desplegarse al escanear el billete con un escáner de imagen magnético.

Claims (18)

REIVINDICACIONES

1. Documento o artículo que lleva información audible para la autentificación audible de dicho documento o artículo, caracterizado porque la información audible está presente dentro de o en el documento o artículo en la forma de un espectrograma, el espectrograma que se incluye, utilizando medios de seguridad de documento, dicho espectrograma siendo una función de frecuencia contra tiempo.

2. Documento o artículo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho espectrograma se incluye como una marca al agua.

3. Documento o artículo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho espectrograma se incluye como un patrón de microperforación perforado con láser o marcado con láser.

4. Documento o artículo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho espectrograma se incluye en la forma de una tinta impresa.

5. Documento o artículo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho espectrograma se incluye en la forma de un patrón de magnetización .

6. Documento o artículo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho espectrograma se incluye en la forma de un patrón de orientación de pigmento magnético.

7. Documento o articulo de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la tinta es una tinta de seguridad que proporciona una propiedad física detectable particular seleccionada del grupo que consiste de absorción de UV, visible, e IR, emisión de luminiscencia UV, visible, e IR, ferro- y ferrimagnetismo, variación de permitividad dieléctrica, variación de conductividad eléctrica, y variación de absorción de RF.

8. Documento o artículo de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el documento o artículo comprende un sustrato seleccionado del grupo que consiste de los sustratos no tejidos tales como papeles, cartones y Tyvek, los sustratos tejidos tales como textiles, los papeles de metal, y los sustratos de polímero de plástico.

9. Documento o artículo de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el documento se selecciona del grupo que consiste de los billetes, los documentos de valor, los documentos de identidad, los documentos de acceso y las partes constituyentes de los mismos.

10. Método para producir un documento o articulo de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 9, el documento o articulo que lleva información audible para su autentificación audible, el método comprendiendo representar un espectrograma que es una función de frecuencia contra tiempo y que representa información audible dentro de o en el documento o articulo utilizando medios de seguridad de documento.

11. Método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque dicho espectrograma se transfiere directamente a un documento o articulo utilizando un proceso de impresión de información variable, tal como impresión por inyección, impresión láser, perforación con láser o marcado con láser.

12. Método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque dicho espectrograma se transfiere sobre una placa de impresión, en una pantalla de impresión, o en un molde de marcado al agua utilizando técnicas de transferencia de imagen equivalente o fotolitográfica .

13. Dispositivo lector para autentificar un documento o articulo de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 9, el documento o articulo llevando información audible en la forma de un espectrograma para su autentificación audible, mediante lo cual dicho espectrograma se incluye utilizando medios de seguridad de documento, dicho dispositivo lector comprendiendo medios sensores sensibles a dichos medios de seguridad de documento y capaces de obtener una representación digital de dicho espectrograma de dicho documento o articulo; medios de memoria capaces de almacenar dicha representación digital de dicho espectrograma; medios de procesamiento capaces de transformar la representación almacenada de dicho espectrograma en una representación de amplitud contra tiempo; y medios de despliegue capaces de desplegar dicha representación de amplitud contra tiempo como una señal de sonido audible.

14. Dispositivo lector de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el dispositivo lector es un escáner portátil.

15. Dispositivo lector de conformidad con una de las reivindicaciones 13 a 14, caracterizado porque el dispositivo lector comprende un sistema de iluminación para iluminar el documento o articulo en un primer rango de longitud de onda óptico, particular, y medios sensores ópticos capaces de leer el documento o articulo en un segundo rango de longitud de onda óptico, particular.

16. Dispositivo lector de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque dichos rangos de longitud de onda ópticos, primero y segundo, son substancialmente los mismos, para proporcionar absorción especifica de longitud de onda o escaneo de traslucidez.

17. Método para autentificar un documento o articulo que lleva información audible para la autentificación audible de dicho documento o articulo de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 9, el método comprendiendo las etapas de a) proporcionar un documento o articulo que lleva información de autentificación audible en la forma de un espectrograma que es una función de frecuencia contra tiempo; b) exponer dicho documento o articulo a un dispositivo lector de conformidad con una de las reivindicaciones 13 a 16, para desplegar dicha información de autentificación audible como una señal de sonido .

18. Uso de un espectrograma, que es una función de frecuencia contra tiempo, que se incluye dentro de o en un documento o articulo para la identificación o autentificación de dicho documento o articulo .