CN104011777A - 用于检验具有带一个或多个空腔的防伪特征的片状或卡状有价文件的方法和装置 - Google Patents

用于检验具有带一个或多个空腔的防伪特征的片状或卡状有价文件的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种检验具有防伪特征的片状或卡状有价文件的方法，防伪特征具有形成在有价文件中的一个或多个空腔，一个或多个空腔在至少一个指定方向上的宽度超过10μm，其中，以空间解析方式确立处于指定频率范围中的超声波透射的透射率值，以及其中透射率值用于检查指定数量的透射率值是否大于指定透射率阈值。

Description

用于检验具有带一个或多个空腔的防伪特征的片状或卡状有价文件的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于检验具有防伪特征的片状或卡状有价文件的方法，以及用于实施该方法的对应设备，该防伪特征具有构造在有价文件中的一个或多个空腔。
背景技术
有价文件在此理解为表示例如币值或授权的片状或卡状物体，并因此不应被未授权人员随意制造。这种有价文件具有不易制造或复制的特征，所述特征的存在是对真实性的指示，即由授权机构制造。这种有价文件的重要示例是芯片卡、息票、收据、支票，尤其是钞票。
发明内容
本发明基于防止制造和/或使用伪造的有价文件的目的。
该目的通过如权利要求1所述的方法，尤其通过一种用于检验具有防伪特征的指定类型片状或卡状有价文件的方法来实现，该防伪特征具有构造在有价文件中的一个或多个空腔，所述一个或多个空腔在至少一个相应指定方向上的宽度超过10μm，其中，以局部解析方式确立指定频率范围中的超声波透射的透射率值，并且其中，采用透射率值检查指定数量的透射率值是否小于指定透射率阈值的标准，指定透射率阈值对应于比有价文件的至少一个参考区域或不具有空腔的至少一个参考有价文件的透射率小的透射率，比有价文件的至少一个参考区域或不具有空腔的至少一个参考有价文件的透射率小的透射率。根据检查结果，那么优选地形成表示有价文件真实性指示和/或表示有价文件伪造品指示的信号。该信号可以形成为当满足所述标准时，其仅表示有价文件真实性指示，和/或当不满足所述标准时，总表示伪造存在的指示。特别地，该信号还可用于在检测时所用的数据处理装置的存储器中存储对应的真实性值，所述值表示对应指示，并可随后使用。
根据本发明的方法用于检验一定类型的有价文件，即具有至少一个防伪特征的有价文件，至少一个防伪特征具有一个空腔或多个空腔。当防伪特征具有多个空腔时，它们可具有相同或不同的形式和尺寸。所述一个或多个空腔在指定用于所述空腔或相应空腔的至少一个方向上具有至少10μm的延伸范围。用于本发明目的的所述空腔是封闭的。
优选地，所述一个或多个空腔在指定用于相应空腔的、平行于有价文件表面的所述或另一方向上的延伸范围大于100μm。
所述一个或多个空腔在垂直于有价文件表面的方向上的延伸范围优选地大于有价文件在所述一个或多个空腔区域中的总厚度的30％和/或大于20μm。
优选地，所述空腔或所述空腔中的至少两个具有线状构造。所述线状空腔优选地具有介于0.05mm和1mm之间的宽度。最近的相邻线状空腔的中心到中心距离有利地位于0.05mm和1mm之间，尤其位于0.3mm和0.7mm之间，由此，中心到中心距离可以不变(等距空腔)或变化(发散空腔)。
在利用超声波进行检验时，为了能够特别良好地识别防伪特征，表示一个或多个空腔在有价文件表面上的正交投影的表面具有大于10％、优选大于30％的防伪特征表面比例。防伪特征的表面在此理解为有价文件表面的由至少一个封闭曲线形成的最小区域的表面，其中，空腔的投影位于该封闭曲线中。该最小表面优选地大于5mm2。
所陈述的尺寸和形状允许一方面利用超声波良好地识别防伪特征，另一方面允许简单的制造。
所述一个或多个空腔原则上可以任何方式制造。优选地，有价文件包括对于空腔或每个空腔而言具有部分穿孔或特别优选完全穿孔的基体，所述穿孔的两侧由保持在基体上的盖层覆盖，使得被覆盖的穿孔形成所述空腔。这使得有价文件的防伪特征的制造特别简单。例如，基体可包括至少一层钞票纸/或聚合箔片，盖层可包括聚合箔片或聚合膜。或者，基底可例如由至少一种聚合材料或塑料形成，盖层可由纸制成。钞票纸或纸可由天然纤维和/或合成纤维制成，或者包含天然纤维和/或合成纤维。
所述穿孔可以布置在有价文件的图案区域中，优选地，所述图案区域具有在入射光和/或透射光下改变的视觉印象，和/或构造成图形、标志或编码的形式。在入射光和/或透射光下改变的视觉印象在此理解为意味着当在入射光下观看与在透射光下观看时，视觉印象改变。这使得可用肉眼简单地视觉检查防伪特征。
特别优选地，所述穿孔可具有线状构造，并优选地具有介于0.05mm和1mm之间的宽度。特别地，这使得可简单地制造空腔。
在优选的实施例中，图案区域具有部分穿孔，即凹陷，这些部分穿孔由基体中的许多薄化线形成。然后，这导致线状空腔。在部分穿孔区域中，图案区域则显示出水印状外观，其中，所表示的图案在入射光下，即在反射光下难以识别，而其在透射光下因部分穿孔区域的较高光透射率而清楚地显示。
在基体的层厚度SD处，部分穿孔可具有根据下列关系式：0<Ti<SD的深度Ti。即，部分穿孔的深度Ti可达到仅稍微小于基体层厚度SD的值。
当穿孔不可触觉检测时，根据光学设计，防伪特征可仅用机器测试。然而，优选地，穿孔是可触觉检测的。为了确保图案区域的触知性，部分穿孔具有约10μm或更大的深度。应明白的是，材料的触知性不仅取决于(部分)穿孔的深度T，而且还例如取决于(部分)穿孔的宽度B。实际中明白的是，在约10μm或更大的深度以及约100μm或更大的宽度下确保图案区域的触知性。
替代地或额外地，图案区域可具有完全穿孔，特别优选地，这些完全穿孔由基体中的许多切割线形成。在完全穿孔区域中，图案区域则在有价文件中构成透视区域，该透视区域在俯视和透视时均可识别。特别地，由切割线形成的穿孔形成线状空腔。图案区域优选地具有至少4mm2的表面积。这允许利用处于优选频率范围中的超声波可靠地检测。
在所有设计中，切割线或薄化线优选地具有介于0.05mm和1mm之间的宽度。中心到中心距离有利地位于0.05mm和1mm之间，尤其位于0.3mm和0.7mm之间，由此，中心到中心距离可以不变(等距切割线或薄化线)或变化(发散切割线或薄化线)。
有价文件的基体可由塑料箔片形成，尤其由PET、PP、PE、PA、PC(聚碳酸脂)或PVC的不透明塑料箔片形成。如果基体根据下面给出的定义是透明的，则其可有利地具有小于10％的透射比，或甚至构造成非透明的。(不透明)塑料箔片的层厚度通常位于4μm和100μm之间，尤其为约50μm。应明白，特别地，基体的层厚度根据采用的箔片材料和聚合物钞票的层构造的属性进行选择。
聚合盖层有利地构造成透明的或半透明的。为了尽可能最大程度地保留图案区域的触知性，聚合盖层构造成十分薄，优选地12μm或更小的厚度，尤其具有约6μm或更小的厚度。例如，聚合盖层可仅具有约4.5μm的厚度，从而十分良好地保留图案区域的触知性。
特别地，聚合盖层优选地由PET、PP、PE、PA、PC或PVC的塑料箔片形成，PET的塑料箔片目前是特别优选的。
有利地，在至少一个聚合盖层上设置布置在一些区域或整个表面上的油墨接收层，其用于通过印刷技术对有价文件的进一步形成图案。油墨接收层有利地具有不透明的构造。可与这种不透明的油墨接收层相关联的是第三光学透射比，而可与基体相关联的是第一光学透射比，与基体中的穿孔区域相关联的是大于第一光学透射比的第二光学透射比。如果第三光学透射比小于第二光学透射比，则导致当观看有价文件的图案区域时，在入射光和/或透射光下改变的视觉印象。
为了本专利申请的目的，光学透射比(transmittance)指的是对光的透射系数(transmissivity)，尤其是对处于400nm和800nm之间的可见波长区域中的光(即通常由观看者感知的光)的透射系数。然而，根据应用，光学透射比还可仅指代为单个波长或其它波长区域，例如邻接可见光谱区域的近UV或IR波长区域。非透明层理想地具有0％的光学透射比，该值在实际中通常不能精确地达到。透明层理想地具有100％的光学透射比，该值在实际中通常不能精确地达到。
在本专利申请的框架内，半透明层优选地具有使观看者可明白地区分半透明层与非透明和透明层的光学透射比。相应地，半透明层具有与非透明和透明层的光学透射比足够明显区分的光学透射比。在本专利申请的框架内，因此，半透明层优选地具有10％至90％的光学透射比，尤其优选地具有20％至80％的光学透射比。当光学透射比不仅指代为单个波长，而且指代为波长区域(例如可见光谱区域)时，光学透射比描述位于波长区域内的不同波长的光学透射比(在相应波长区域内平均化)。优选地，波长区域中的光学透射比对波长区域的每种波长呈现相同值。层的光学透射比描述了例如在层的正交方向上，当穿过所述层时透过光与入射光的比率。
不透明层，尤其是用于本申请目的的不透明油墨接收层是在入射光下观看时至少基本上但是理想上完全隐藏在观看方向上位于该层之后的结构的层(例如另外层)，使得进一步位于后方的这些结构不再被观看者感知到。换言之，术语“不透明”主要涉及在入射光下观看，该光学性能再次涉及相关波长或相关波长区域。相关波长区域通常是400nm和800nm之间的可见光谱区域，但是可替代地或额外地还涉及位于近UV区域或IR区域的边界波长区域。
另外，不透明层并非必须是非透明的，而是可具有大于0％的光学透射比。不透明层，尤其是位于有价文件的至少一个聚合盖层上的不透明油墨接收层具有这种性能。为此，不透明层、尤其是不透明油墨接收层的材料、层厚度和其它性能恰当地进行选择。因此，不透明油墨接收层优选地是使油基印刷油墨和/或水性和/或包含有机溶剂和/或阳离子或辐射固化的印刷油墨物理干燥或膜形成的层。不透明油墨接收层可以基于水性和/或基于有机溶剂制造。不透明油墨接收层可另外作为单个层存在，或以多个单个层(相对于它们的材料构成而不同)的形式构成。不透明油墨接收层的总层厚度可优选地位于2μm至15μm的范围中。不透明油墨接收层优选地包含自交联树脂和/或彼此交联的至少两种组分。第一组分可优选地在烷氧基硅烷、异氰酸盐、二酰亚胺、氮丙啶和缩水甘油醚之间选择。第二组分可优选地在聚亚安酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯、聚醚、聚乙烯醇、顺丁烯二酸(maleinates)、丙烯酸盐和它们的共聚物之间选择。而且，特别地，不透明层可包含填料，比如硅胶、金属氧化物、金属氢氧化物；金属氧化物水合物、无机酸盐。在足够小的层厚度下，油墨接收不透明层在透射光下显得乳状或朦胧状。
当然，有价文件还可具有其它层，比如保护层，或者具有其它防伪元件的功能层。有利地，聚合盖层相应地经由层压粘合层连接到基体。
在有利实施例中，图案区域的内部具有至少一个区域(不具有基体的穿孔)，其以图案、标志或编码的形式构造。
这种有价文件可以例如这样制成：用钞票纸和/或聚合材料制成基体、在基体中形成图案区域(在图案区域中，可触觉检测到的、部分或完全穿孔在基体中以图案、标志或编码的形式制成，从而生成具有在入射光和/或透射光下改变的视觉印象的图案区域)、通过盖层(优选通过聚合盖层)相应地覆盖基体(至少图案区域)的两侧。
穿孔可例如用打孔机制成，但是由于较高的空间分辨率，它们优选地通过激光，尤其借助CO2激光器制成。
有利地，聚合盖层层压在基体上，至少位于图案区域中，这优选地在生成部分或完全穿孔之后进行。
在该方法中，为了检查防伪特征，优选地采用频率在50kHz至800kHz范围中的超声波。而且，优选地，超声波脉冲用于确立透射率值。在该情况下，超声波的频率理解为在脉冲频率内的算术平均值。
在本发明的框架内，当提及超声波时，透射率值理解为位于指定频率范围中的超声波的透射率值，除非另外描述为其它情况。
特别地，在该方法中，所述一个或多个空腔相应在平行于有价文件表面的指定方向上的延伸范围优选地小于超声波在空气中的波长。
为了确立超声波透射率值，可采用局部解析超声波透射传感器，其构造用于指定频率范围中。其可优选地具有彼此相对的超声波发射器和超声波接收器，为了检测透射率值，有价文件借助传输装置传输通过超声波发射器和超声波接收器之间，透射率值是在传输期间被检测的。相应地形成在超声波发射器和超声波接收器之间的超声波路径可以对准以关于传输平面倾斜或优选地基本正交于传输平面，在传输平面中，有价文件传输通过超声波透射传感器。
在检查时，关于指定数量的透射率值是否低于透射率阈值而测试透射率值。透射率阈值在此选择成对应于以指定方式小于不具有空腔的至少一个参考区域的透射率的透射率。指定用于指定类型有价文件的参考区域可以是具有当前检查的有价文件或指定类型参考文件的参考区域。参考区域的透射率在此理解为参考区域的平均透射率，优选为算术平均值。指定数量优选地根据防伪特征的延伸范围或有价文件类型以及超声波传感器的局部分辨率或透射测量值进行选择。优选地，所述数量大于1。
可借助电路或优选借助数据处理装置实现所述检查，数据处理装置可具有例如FPGA和/或微控制器和/或处理器。通过直接比较相应透射率值与透射率阈值、通过比较相应透射率值的透射率值相关值范围中的单调(优选严格单调)函数值与对应于透射率阈值的函数值的一个阈值来实现所述检查，或者以另一间接方式实现所述检查。在第二情况下，透射率阈值不必被指定其本身，其可替代地足以陈述阈值即可。所述函数不必单调增加，其还可单调减小。在后一情况下，则检查相应透射率值的函数值是否小于阈值。
原则上，透射率阈值可以任意方式指定。其不必精确对应于参考区域的所陈述透射率，而是还可例如选择得更小，例如小于1和20％之间。
因此，可在采用针对检查的有价文件确立的透射率值的同时确立透射率阈值。优选地，可确立有价文件的不具有空腔的参考区域的这种透射率值。
作为透射率阈值，可例如采用这种透射率值的平均值，尤其为算术平均值。
然而，例如，还可通过检验相同类型的参考有价文件来确立第一透射参考值。相同类型的参考有价文件在钞票的情况下理解为具有相同货币和面额的真实有价文件(具有防伪特征)。这允许特别可靠地确立合适的透射率阈值。
当在所述方法中，在检查所述标准时确立相应透射率值是否位于上限为透射率阈值的区间内时，得到特别可靠的检测。下限优选地根据在检测两个指定类型有价文件的重叠部分(重迭但并不粘在一起)时得到的透射率值进行选择。优选地，下限选择成小于用于借助超声波透射传感器识别指定类型有价文件(在至少部分重迭布置中传输)的透射率值的双倍去除阈值(double removal threshold value)。优选地，所述界限位于双倍去除阈值上方至少5％。
原则上，在所述方法中，整个有价文件可用于检查。然而，在所述方法中，仅用于有价文件指定区域的透射率值还可用于检查。特别地，所述区域可以根据有价文件的类型指定。例如，其可以是位于指定类型真实的有价文件中的、必须存在空腔的区域。
原则上，在所述方法中，足够的是，在检查时仅检查指定数量的透射率值的存在。然而，在所述方法中，在检查时，还可额外考虑透射率值在指定区域中的分布和/或小于透射率阈值的那些透射率值在指定区域中的分布。仅当所述分布满足指定分布标准时，所述检查才可归类为成功的。另外必须满足关于数量的标准。特别地，分布标准可以是透射性能的指定图案或透射率值或可检测空腔存在的标准。
根据空腔的位置和形状，在所述方法中，可额外地检查对应于指定数量的透射率值或低于透射率阈值的透射率值的地点是否形成连续结构的另一标准。优选地，所述信号形成为仅当满足另一标准时，其表示有价文件真实性的指示，或者不满足另一标准时，其表示伪造品的存在的指示。
本发明的主题还是一种用于检验具有防伪特征的片状或卡状有价文件的设备，该防伪特征具有构造在有价文件中的一个或多个空腔，所述一个或多个空腔在至少一个相应指定方向上的宽度超过10μm，所述设备具有用于检测指定频率范围中的超声波穿过有价文件的透射的局部解析透射率值的超声波透射传感器以及经由信号连接件连接到超声波透射传感器的控制和评估装置，控制和评估装置构造用于实施根据本发明的方法。优选地，所述设备还包括用于传输有价文件通过超声波透射传感器的传输装置，所述设备构造成在有价文件传输通过超声波透射传感器期间检测透射率值。特别地，控制和评估装置可具有数据处理装置，数据处理装置具有例如FPGA和/或微控制器和/或处理器和存储器(数据处理程序存储在存储器中)，特别地，数据处理装置实施所述检查，如上所述。
附图说明
下文中，参考附图以示例的方式进一步说明本发明。附图中：
图1是具有图案区域的聚合物钞票的示意图；
图2是沿线II-II穿过图1的聚合物钞票的横截面；
图3是图1的钞票的透视区域的详细平面图；
图4是对于根据另一示例性实施例的聚合物钞票，仅穿过图案区域中的聚合物基体的横截面；
图5是图4的完成的聚合物钞票的图案区域的外观；
图6是对于根据本发明的另一示例性实施例的聚合物钞票，仅穿过图案区域中的聚合物基体的横截面；
图7是对于根据又一示例性实施例的聚合物钞票，(a)仅聚合物基体的横截面，(b)图案区域的视觉印象的平面图，以及(c)图案区域的视觉印象的透视图；
图8和9是根据另一示例性实施例的完成的聚合物钞票的图案区域的视觉外观；
图10是钞票处理设备的示意图；
图11是具有控制和评估装置的图10的钞票处理设备的超声波传感器沿有价文件传输方向的示意图；
图12是图11的超声波传感器在平行于待检验有价文件平面的平面中的超声波发射器的示意图；
图13是具有斑点或感测区域的有价文件(由图11的超声波传感器的超声波发射器声辐射)的部分示意图；
图14是具有地点或感测区域的有价文件的示意图，对于地点或感测区域，已借助图12的超声波传感器确立透射率值；
图15是根据本发明优选实施例的借助图11的超声波传感器以及控制和评估装置检验片状或卡状有价文件的方法的简化流程图；
图16是根据本发明另一优选实施例的借助图11的超声波传感器以及控制和评估装置检验片状或卡状有价文件的方法的简化流程图；以及
图17是根据本发明另一优选实施例的借助图11的超声波传感器以及控制和评估装置检验片状或卡状有价文件的方法的简化流程图。
具体实施方式
现在以聚合物钞票形式的有价文件为例说明本发明。因此，图1和2示出根据本发明的聚合物钞票10的示意图，其具有透视区域12形式的图案区域。图2更精确地示出聚合物钞票10的透视区域12沿线II-II的横截面，图3示出聚合物钞票10的透视区域12的详细平面图。
参见图2和3，钞票10具有不透光或甚至不透明的50μm厚的PET箔片形式的基体20。在不透光或甚至不透明的聚合物基体20中，暴露于CO2激光辐射会制成由许多平行贯穿切割线22形成的线网格(line grid)。为了更好的可辨认性，聚合物基体20的切出区域在图2的横截面中显示为未填充的，而切出线22在图3的平面图中以阴影线示出。
在所示示例性实施例中，切割线22的线网格在0.25mm的切割线的切割宽度处具有0.75mm的周期长度。因此，线网格的表面覆盖度等于33％，使得在平面图或透视图观看时均可以辨认出透视区域12。
如从图3中最好地识别出，切割线22布置成线网格构成呈图形、标志或编码形式的图案。在所示示例性实施例中，透视区域12及其外部轮廓24构成盾形纹章，盾形纹章在其内部包含聚合物钞票10的面额“20”形式的未切割区域26。图中由虚线示出的盾形纹章24和面额26的轮廓仅用于显示附图中的构成形式，并不一定对应于实际存在于钞票上的轮廓。
返回图2，透视区域12的两个相对侧借助两个层压粘合层32分别层压有仅6μm厚的透明、半透明聚合盖层30。因此，穿孔或切割线22形成闭合的线状空腔。在这些盖层30上，布置有油墨接收层34，尤其是不透明的油墨接收层，以用于通过印刷技术对聚合物钞票10作进一步设计。在所示示例性实施例中，该油墨接收层34布置在盖层30的全部表面上。然而，原则上，还可想得到的是，油墨接收层仅设置在盖层的一些区域中，例如，油墨接收层34未设置在透视区域12的整个或部分区域中。
在视觉上，透视区域12显示出具有面额26的盾形纹章24作为图案，外观在入射光和透射光时发生改变。另外，由切割线22形成的线网格使图案区域具有触觉可检测性，因为在用手指触摸钞票时易于感受到切割线22的印记。盖层30保护线网格免受外部影响，尤其免受污染的影响，但是因它们的小层厚度而保留图案区域12的触知性。聚合盖层在穿孔的两侧还形成了适合的连续表面，以用于其它层的布置，尤其是油墨接收层的布置。由于聚合盖层的通常存在的弹性属性，可确保的是，可以用手指感受到穿孔，尤其当深度等于约10μm或更大且宽度等于约100μm或更大时。
除了视觉可检查性，图案区域12的触觉可检测性由此构成另一鉴定特征，其甚至易于被外行验证，并不能通过复制机进行仿制，因此提供了高质量防伪。
还可参考为相应层或区域提供的光学透射比来理解图2的有价文件的视觉可检查性。这通过对应于图2的变型例来说明。在变型例中，非透明基体20在全表面的两侧层压有透明的聚合盖层30，透明的聚合盖层分别具有全表面的不透明油墨接收层34。非透明基体20类似地构造在全部表面上，除了切割线22的区域。切割线22在非透明基体20中构成贯穿凹槽。在以入射光观看有价文件时，从两侧仅能识别分别位于观看方向前方的不透明油墨接收层34。然而，以入射光不能识别位于观看方向后方的非透明箔片的切割线22。在以透射光观看时，由于不透明油墨接收层34的非零透射比，观看者可识别不透明基体20中的穿孔，即切割线22。因此，得到隐藏的防伪特征。当切割线22的宽度小于非透明基体5的层厚度时，如图2示意性所示，在基本垂直观看时，仅能以透射光觉察切割线22，这构成另一防伪特征。应明白，当代替非透明基体20，仅提供不透明基体(即具有大于零的光学透射比的基体)或者甚至仅提供半透明基体(即，具有介于约10％至90％之间的光学透射比的基体)时，对于观看者，根据上述描述说明的目的还具有在入射光和/或透射光中的改变的视觉印象。然而，必须总确保的是，基体在穿孔区域中的光学透射比大于不具有穿孔的基体的光学透射比，且大于油墨接收层的光学透射比。
在图2和3的示例性实施例中，切割线22构成聚合物基体20的完整穿孔，除了触觉可检测的切割线网格，聚合物基体的完整穿孔还提供钞票中的透视区域。然而，图案区域12还可仅包括基体的部分穿孔，如图4至7的示例性实施例所示。在此，为了清楚起见，在所示横截面中分别仅表示出具有图案区域的聚合物基体20。该情况对应于在光激射之后且在层压聚合盖层之前的基体状态。然而，应明白，在完成的聚合物钞票中，图案区域的两侧分别覆盖有薄的聚合盖层，并还可提供相应地设置在一些区域或甚至整个表面上的油墨接收层、保护层或其它功能层。特别地，对于根据本发明的所有实施例，提供具有第三透射比的不透明油墨接收层，第三透射比小于与基体中的穿孔区域相关联的第二透射比。根据本发明，基体中的穿孔区域的第二透射比大于基体的位于这些穿孔区域之外的第一透射比。对于具有这种不透明油墨接收层的有价文件，那么可产生关注的入射光和/或透射光效果，即，对于观看者，有价文件的图案区域的视觉印象在入射光和/或透射光中是不同的，从而明显增加了识别价值以及由此增加了这种有价文件的防伪造安全性。
在图4的示例性实施例中，通过激光辐射的作用在不透明或甚至非透明聚合物基体20中的图案区域40中产生仅基体20的部分穿孔42形式的线网格。部分穿孔形成大量薄化线42，在薄化线的区域中，由于较小的局部层厚度，提高了基体20的光透射。在50μm厚的聚合物基体20的情况下，部分穿孔42通常具有介于10μm和40μm之间的深度。在根据图4的示例性实施例中，优选深度由此位于基体层厚度的20％和80％之间。如上述所提及的，图案区域的触知性还受到例如部分穿孔42的宽度的影响。
在观看时，由此形成的图案区域40显示出水印状外观，其中，在入射光下很难识别所示图案，而由于薄化区域的较高透射率，在透射光下清楚呈现所示图案。为了说明，图5示出附属完成的聚合物钞票的图案区域40在透射光下的视觉外观。在该示例性实施例中，图案区域通过具有增加的线间隔的笔直发散薄化线42形成。图案区域40的外部轮廓再次表示几何图形，例如盾形纹章44，其内部包含聚合物钞票的面额“20”形式的非薄化区域46。
还可经由由层压盖层的薄化线42和小层厚度在基体中形成的印记来触觉地检测图案区域40。除了水印状俯视/透视区域，图案区域40的触知性构成聚合物钞票的另一鉴定特征，其甚至可易于被外行检查。
当激光能量(更确切地，激光辐射，即，每单元表面面积内的激光能量)在光激射时恰当地变化，则还可产生具有不同深度的部分穿孔52的凸版结构，如图6的示例性实施例所示。当保留图案区域50的触知性时，由此产生多色调水印状俯视/透视效果，其中，在以入射光观看时实际上不能识别形成的图案，并且由于不同光透射角度，形成的图案在透射光下看上去具有不同的亮度值。这种多色调俯视/透视效果特别适用于比较复杂的图案，比如肖像表示，因为半色调表示由此成为可能。
参考图6的示例性实施例描述的俯视/透视效果还可通过与相应区域和层相关联的透射比从另一优势来解释。如上所提及的，代替完全穿孔，图6的变型例仅具有部分穿孔52，其减小了非透明基体20的层厚度。在部分穿孔52的区域中，非透明基体20的层厚度由此变化，如果适用的话，减少至零(见图7(a)，穿孔62)。相应地，非透明箔片20的透射比在部分穿孔52的区域中改变，使得非透明箔片在那儿是半透明的或甚至透明的(图7(a)中的完全穿孔62)。在以透射光观看时，由此在穿孔52的区域上产生与纸基中的水印类似的透射图形。在以入射光观看时，非透明箔片20的穿孔52被不透明的油墨接收层遮蔽。应明白，当代替非透明基体20，提供不透明基体，即具有大于零的透射比的基体，或甚至仅具有介于约10％和约90％之间的透射比的半透明基体时，所述俯视/透视效果(还表示为“入射光/透射光效果”)仍可由观看者感知。然而，必须总是确保的是，基体在穿孔区域中的透射比大于不具有穿孔的基体的透射比，并大于油墨接收层的透射比。
聚合物基体的部分和完全穿孔还可组合，如图7所示。因此，图7(a)仅示出聚合物基体20的横截面，图7(b)示出图案区域的视觉印象的俯视图，图7(c)示出图案区域的视觉印象的透视图。
首先参见图7(a)，通过激光辐射的变化已在图案区域60中产生触觉可检测的线网格，其一方面包含基体的平行切割线62形式的完全穿孔，另一方面仅包含基体的平行薄化线64形式的部分穿孔。在此，切割线62和薄化线64在同一工作操作中通过激光参数的变化形成为连续线，因此，在纵向方向上以良好的配准彼此邻接。
参见图7(a)以及图4和图6，还应注意，在未明确表示的实施例中，如果适用，基体中的部分穿孔还可从基体的两侧彼此配准而制成。这种变型例具有极其高的防伪造安全性，但是同时要求更大的技术努力，因为部分穿孔必须从基体的两侧制成，与图4、6和7(a)所示的实施例不同，其中，部分穿孔仅从基体的一侧制成。
如图7(c)的透视图所最佳识别的，薄化线64形成具有盾形纹章形式的外部轮廓70的图案区域。不具有薄化线的内部区域72具有欧元符号“€”。在图案区域60内的矩形切割区域74中，在光激射时增加激光辐射，使得贯穿切割线62形成在基体中，而不是薄化线，贯穿切割线在图中由较窄的影线示出。在切割区域74的内部，非切割区域76以钞票的面额“20”的形式留出。
当以入射光观看由此形成的图案区域60时，如图7(b)所示，仅包含非贯穿薄化线64的区域实际上不可见，观看者仅感知具有切割线62和未切割面额“20”(参考标号76)的切割区域74。然而，盾形纹章的轮廓和形状70实际上不能在入射光下识别，轮廓70在图7(b)中仅以虚线示出，以表示出其位置。
然而，当以透射光观看图案区域60时，如图7(c)所示，由于更高的光透射，对于观看者，具有切割线62的区域74和具有薄化线64的区域70变得可见。对照所述线62、64的亮背景，未切割和非薄化区域72、76以由货币符号“20€”完成的面额形式明显地呈现。
由于薄化线64和切割线62在同一工作操作中通过相同的激光束产生，所以它们在纵向方向上以良好的配准彼此邻接，如图7(c)在切割区域74的上下边缘所识别的。因此在透射观看时，切割区域74无缝匹配进周围的盾形纹章图案70内。
这种在透射光下自我完成的图案提供高关注和识别价值，这可由图案区域60的触觉可检测器进一步增加。
图8示出根据本发明的另一示例性实施例的具有透视区域80的聚合物基体20。如在图2和3的示例性实施例中，透视区域80包含许多切割线82，切割线通过光激射不透明或甚至非透明聚合物基体20而形成，并经由它们的布置形成图案。如在图3中，透视区域80的外部轮廓形成盾形纹章，其内部包含附属钞票10的面额“20”形式的未切割区域84。
然而，与图2和3的示例性实施例不同，透视区域80不是由笔直的而是由弯曲的等距切割线82形成的。在面额区域84内，切割激光的激光能量相应地降低到聚合物基体20的切割阈值以下，使得在那儿不会产生切割线。面额84由此保持为未切割基体区域，并对照主要在透射光中的网格透视区域80的背景而明显地识别。此外，由于切割线82的印记，图案区域80是触觉可检测的，如上所述。
图9示出本发明的另一示例性实施例，其中，聚合物基体的图案区域90由弯曲且发散的薄化线92形成。在面额区域94内，切割激光的激光能量降低成在那儿不产生薄化线。由此，与图5的示例性实施例类似，图案区域90示出水印状外观，其中，所示图案在入射光下难以识别，但是在透射光下能明显地识别。此外，由薄化线92形成的图案区域90是触觉可检测的。
应明白，所示实施例可以彼此随意组合。例如，还可生产具有不同深度的弯曲等距或弯曲发散的薄化线。笔直和/或弯曲的薄化线和切割线也可彼此组合，如图7原则上所示。
在其它示例性实施例中，代替聚合物基体，可采用由钞票纸制成的基体。钞票纸可基本上由天然纤维和/或合成纤维制成。
图10中的有价文件处理设备110在该示例中构造成用于处理钞票形式的有价文件，并包括用于检查钞票112形式的有价文件的真实性的设备，具有用于输入待处理的有价文件112的输入袋114、可接收输入袋114中的有价文件112的拣选器116、具有门120的传输装置118以及沿由传输装置118提供的传输路径122布置在门120之前的传感器组件124、在传输路径122的不同支路中布置在门120之后的两个输出袋126和128(用于接收处理过的有价文件)。控制和评估装置130经由信号连接件至少连接到传感器组件124和门120，并用于评估传感器组件124的传感器信号，以及根据传感器信号的评估结果致动至少门120。
传感器组件124以及控制和评估装置130用于检测有价文件112的属性，并形成表现这些属性的传感器信号。传感器组件124由此包括至少一个传感器，在该示例性实施例中，提供了三个传感器，即，第一传感器132(在该示例中，是检测由有价文件112反射的光学辐射的光学传感器)、第二传感器134(在该示例中，类似地，是检测透射过有价文件的光学辐射的光学传感器)和第三传感器136(在该示例中，是声传感器，更确切地是检测源自有价文件，特别是由此透过有价文件的超声波信号的超声波传感器)。
当有价文件112传输通过时，传感器132、134和136根据它们的功能检测有价文件上的感测区域(由传感器相对于有价文件的位置确定)的相应属性，从而形成相应的传感器信号。每个感测区域具有与其相关的呈现相应传感器的感测区域相对彼此和/或相对有价文件的位置的地点。
基于传感器132、134、136的模拟或数字传感器信号，控制和评估装置检查由传感器检测的有价文件是否被认为是真实的，并根据检查结果，致动传输装置118，尤其是门120，使得有价文件根据所述结果传输进输出袋之一中，例如传输进输出袋126(在该示例中，用于识别为真实的有价文件)中，或传输进输出袋128(在该示例中，用于未识别为真实的有价文件)中。
为此，除了用于传感器的相应界面，特别地，控制和评估装置130具有处理器138和连接到处理器138的存储器140，存储器存储具有程序代码的至少一个计算机程序，在计算机程序运行时，处理器138控制设备或评估传感器信号，尤其用于检查被检查的有价文件的真实性，并根据所述评估致动传输装置118。
为此，在传感器信号评估时，通过控制和评估装置130为每个传感器确立至少一个感测区域属性，即至少一个局部有价文件属性，其与测试有价文件的真实性有关。优选地，确立多个这种属性。根据感测区域属性，控制和评估装置130相应地确立不同传感器的真实性信号，真实性信号表示所确立的感测属性是否表示对有价文件的真实性的指示。由于这些信号，对应数据可存储在控制和评估装置120中，以备后用。
根据真实性信号，控制和评估装置130根据指定整体标准确立用于真实性检查的整体结果，并根据该结果形成用于传输装置118，尤其是门120的控制信号。例如，整体标准可以使得仅当所有真实性信号表示对有价文件的真实性的指示时才识别真实性。当满足该整体标准时，有价文件由此归类为真实的，控制和评估装置130通过发射相应控制信号致动传输装置118，使得有价文件传输进用于被识别为真实的有价文件的输出袋中，在该示例中为袋126。否则，通过发射相应控制信号，控制和评估装置130致动传输装置118，使得有价文件传输进用于被识别为非真实性的有价文件的输出袋中，在该示例中为袋128。
为了处理有价文件112，通过拣选器116拣选堆叠地或单独地插入输入袋114中的有价文件112，将有价文件以拣选的形式供给到传输装置118，传输装置将拣选的有价文件112供给到传感器组件124。传感器组件检测有价文件112的属性，从而形成呈现有价文件属性的传感器信号。控制和评估装置130检测传感器信号，根据其确立相应有价文件的真实性评价，并根据该结果致动门120，如所述的。
传感器136在该示例中如下构造(例如图11和12)。
传感器136具有多个超声波换能器142，超声波换能器布置在有价文件112的传输方向T的横向方向上；并且在传输方向的纵向方向上，基本布置在平行于传输的有价文件112的传输路径122的平面中，由控制和评估装置130致动，以发射超声波脉冲到传输通过超声波换能器的有价文件上。这些超声波换能器142由此充当超声波发射器。
关于传输路径122与超声波换能器或发射器142相对布置的是相同数量的充当超声波接收器的超声波换能器144，它们经由图中未示出的界面和示意性显示的信号连接件布置到控制和评估装置130，使得它们可接收源自沿传输路径122传输的有价文件112的超声波，超声波由具有超声波发射器142的超声波脉冲的声辐射引起。
各超声波发射器142具有与其相关的一个超声波接收器144，使得其间产生至少大致正交于沿传输路径122传输的有价文件112延伸的超声波路径146，沿超声波路径，由相应超声波发射器142发射的超声波脉冲行进到与其相关的超声波接收器144。通过每对超声波发射器和与其相关的超声波接收器或者通过每个超声波路径146及控制和评估装置130，由此可确定有价文件112在有价文件的声辐射地点处的超声波透射率值。
超声波换能器142或144构造成它们用于发射或接收具有约30μs(在该示例中)范围的持续时间和约400kHz(在该示例中)的超声波频率(即，超声波脉冲的频谱的幅度最大值)的超声波脉冲。此外，它们的尺寸做成相应斑点148(即，感测区域)具有约2mm的直径，相应斑点在利用超声波脉冲对沿传输路径122传输的有价文件112进行声照射时被声学上照射。每个感测区域具有与其相关的感测区域的中心作为所述地点。
超声波发射器142和超声波接收器144布置在平行于传输路径122中的有价文件112的平面中，使得可以在检测时检测平行于传输方向T延伸的条状检测区域150的超声波透射率值，如图13瞬时视图所示。
总而言之，由此可得到当有价文件112以恒定适合的指定速度传输通过超声波路径146时可检测透射率值且在所述传输期间以指定时间间隔检测透射率值的感测区域148或地点的分布(图13和尤其图14示意性示出用于有价文件112)。在该示例性实施例中，独立于有价文件112进入传感器136的检测区域来实现致动。为了抑制对超声脉冲回波的不必要的接收，可关于超声波脉冲由用于超声波路径的超声波发射器发射的时刻以稍微小于对于超声波路径的脉冲传播时间的延迟接通用于超声波路径的相应超声波接收器，并在从发射开始两倍脉冲传播时间之前再次切断超声波接收器。
由此，得到有价文件112上的感测区域或地点的规则布置，在示例中是大致六边形布置。超声波发射器142和超声波接收器144的布置选择成条或检测区域150之一中的连续地点的距离小于1cm。在示例中，最近的邻近地点的距离等于约1cm。
在示例性实施例中，特别地，传感器136具有24个超声波发射器/接收器对或超声波路径146，它们布置成检测区域150或轨道具有介于3和4mm之间的距离。
为了检测透射率值，控制和评估装置130以恒定时间间隔检测超声波接收器144的传感器信号，传感器信号以时间的函数以及地点的函数(由于恒定的传输速度)呈现出单独接收的超声波脉冲的强度或功率。使用这些信号，控制和评估装置130还确立有价文件进入传感器136的检测区域。在其它示例性实施例中，这种进入还可根据其它传感器的信号和传输速度来实现。假设超声波发射器142基本恒定的发射功率，透射率值在此简单地由接收的超声波脉冲能量给出。然而，在其它示例性实施例中，还可通过发射脉冲的指定或测量的超声波脉冲能量分割接收的超声波脉冲能量，由此获得标准化的透射率值。
确立的透射率值被存储成与检测它们的地点相关联。这可例如实现成透射率值以它们单独针对每个检测区域150的检测时间序列存储在存储器140中。然后，检测区域150对应于传输方向的横向方向上的坐标，沿检测区域150的排上的位置对应于传输方向T上的坐标。
相继发射超声波脉冲的频率及有价文件的传输速度选择成沿有价文件的传输方向在每个检测区域150处检测至少五个透射率值。在该示例中，沿传输方向以3mm、优选2mm的距离检测透射率值，或者对于检测区域，检测60至90个透射率值。然而，还可以有更多或更少值。
从用于有价文件的作为地点函数的这些透射率值开始，当执行存储在存储器140中的计算机程序的程序代码时，控制和评估装置130(更确切地是处理器138)现在实施确立有价文件的真实性的下述方法。该方法在图15中以流程图示意性地示出。
在所述示例性实施例中，所使用的有价文件的指定类型是图1所示的钞票类型。在该方法中，使用在本示例中通过在不具有空腔的参考区域(由除了空腔容纳区域152外的整个钞票形成)中检测所述类型的指定参考钞票的透射率值并形成这些透射率值的平均值而获得的透射率阈值。平均值乘以介于0.1和0.9之间的因数，在该示例中乘以0.75，结果为透射率阈值。透射率值所在的区间的上限设定为透射率阈值。下限是用于识别重叠的有价文件部分或至少部分交迭的相互邻近的指定类型的有价文件的阈值。这可例如通过测量两个相互邻近的指定类型的参考有价文件的透射率值、使测量的透射率值平均并随后乘以大于1的因数(例如2)来确立。
在步骤S10，借助超声波传感器以及控制和评估装置以局部解析方式确立穿过有价文件的超声波透射的透射率值。
在步骤S12，控制和评估装置130确立有价文件是否具有指定有价文件类型以及其具有什么位置。如果情况如此，则有价文件类型存储用于进一步配置。否则，发出误差信息，因此，该方法中止。为了确立有价文件类型和位置，可使用例如光学传感器之一的数据。用于该目的的方法对本领域技术人员来说是了解的。
在步骤S14和S16，检查指定数量的透射率值是否小于指定透射率阈值，指定透射率阈值对应于小于不具有一个或多个空腔的有价文件的参考区域的透射率的透射率。
在步骤S14，针对透射率值是否小于指定用于指定类型有价文件的透射率阈值，由此测试在指定用于有价文件类型的区域(在图1中区域152)中的透射率值。在本示例中，这通过检查透射率值是否位于指定用于指定类型有价文件的区间内或者位于该区间外部来实现。在该示例中，区域151优选地选择成尽可能小，但是选择成指定类型有价文件的空腔到相应有价文件表面(优选防伪特征表面)上的投影确实位于所述区域内，即考虑在有价文件制造期间的平均生产波动。防伪特征的表面在此理解为有价文件表面的最小区域的表面，该最小区域由闭合曲线形成，并且空腔的投影位于该最小区域中。存储对应于位于所述区间内的透射率值的地点。
在步骤S16，检查位于指定区域152中的指定数量或数目的透射率值是否大于透射率阈值。透射率值的数量或数目根据有价文件(特别是有价文件的布置有防伪特征或防伪特征的空腔的最小部分)的类型和超声波传感器的局部分辨率而指定，并被认为是最小数量。为了检查，确立位于在步骤S14确立的区间内的透射率值的数量，并与最小数量进行比较。存储比较结果。
在步骤S18，作为另一标准，额外地检查对应于指定数量透射率值的地点是否形成连续结构。为此，确立对应于位于所述区间内的透射率值的地点。之后，检查这些地点是否包括具有至少最小数量(形成连续区域)的群组，即相应群组的地点之一是否直接邻近群组的地点中的至少另一个。
如果步骤S16和S18的检查得到达到指定数量且与区间内的透射率值相关的地点形成连续区域，则控制和评估装置130在步骤S20形成表示防伪特征或有价文件的真实性指示的信号。
否则，控制和评估装置130形成表示有价文件存在伪造的指示的信号。
所述信号用于存储对应真实性指示值。
如上所述，所述信号或真实性指示值与基它传感器的对应信号或真实性指示值一起用于确立有价文件的真实性。
第二示例性实施例与所述第一示例性实施例的不同之处在于，在介于未改变步骤S10和代替步骤S14的步骤S14’之间的步骤S13，基于检测的有价文件透射率值确立指定透射率阈值。步骤S13可在步骤S12之前或之后实施。为此，控制和评估装置130确立为位于区域152外部的有价文件检测的所有透射率值的算术平均值。该平均值(在该示例中低10％)用作设定为区间上限的指定透射率阈值。下限保持不变。
第三示例性实施例与第一示例性实施例的不同之处在于，代替步骤S18，执行步骤S18’，其中，不是检查透射率值是否低于透射率阈值，而是实施考虑小于透射率阈值的那些透射率值在指定区域中的分布的检查。更确切地，检查对应于区间内的透射率值的地点是否形成包括具有空腔的区域24和构造其中的不具有空腔的区域26(如图3所识别的)的图形。
如果步骤S16和S18’的检查得到达到指定数量且与区间内的透射率值相关的地点具有指定分布，即，在此形成指定图形，则控制和评估装置130在代替步骤S20的步骤S20’中形成表示防伪特征或有价文件的真实性指示的信号。
进一步处理如第一示例性实施例那样实现。
另一示例性实施例与第一示例性实施例的不同之处在于，省略步骤S18，在相当于步骤S20的步骤S20’’中，信号仅依赖于步骤S16的结果而形成。
又一示例性实施例与上述示例性实施例的不同之处不仅在于检查区域152中的透射率值，而且在于检查所有透射率值。然后，寻找由与透射率值相关的、形成连续结构的地点给出的透射率值组。其中，随后寻找透射率值数量大于最小数量的透射率值组。最后，则在有价文件上确立对应于群组的透射率值的地点的位置。
当找到群组且其位置位于指定区域152内时，形成信号或存储值，该信号或值表示对有价文件的真实性的指示。
其它示例性实施例与上述示例性实施例的不同之处在于超声波发射器和超声波接收器布置成：分别形成在其间的超声波路径延伸，以关于传输平面倾斜，有价文件在传输平面中传输通过超声波传感器。在该情况下，超声波还可作为连续声音发射，接收器相应地改变。
又一示例性实施例与上述示例性实施例的不同之处在于，采用由钞票纸制成的基体来代替聚合物基体，在由钞票纸制成的基体中构造有空腔形成穿孔。钞票纸可基本上由天然纤维和/或合成纤维构成。

Claims (16)

1.一种用于检验具有防伪特征的指定类型片状或卡状有价文件的方法，所述防伪特征具有构造在所述有价文件中的一个或多个空腔，所述一个或多个空腔在至少一个相应指定方向上的宽度超过10μm，
其中，以局部解析方式确立处于指定频率范围中的超声波透射的透射率值，并且
其中，采用所述透射率值检查指定数量的透射率值是否小于指定透射率阈值，所述指定透射率阈值对应于比所述有价文件的至少一个参考区域或不具有一个或多个空腔的至少一个参考有价文件的透射率小的透射率。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述超声波的频率在50kHz至800kHz的范围中。
3.如上述权利要求任一项所述的方法，其中，超声波脉冲用于确立所述透射率值。
4.如上述权利要求任一项所述的方法，其中，在使用所确立的透射率值时确立所述透射率阈值。
5.如权利要求1至3任一项所述的方法，其中，通过检验相同类型的参考有价文件来确立所述透射率阈值。
6.如上述权利要求任一项所述的方法，其中，在检查时，确立相应透射率值是否位于指定区间内，所述指定区间的上限是透射率阈值。
7.如上述权利要求任一项所述的方法，其中，在检查时，仅采用用于有价文件的指定区域的透射率值。
8.如权利要求7所述的方法，其中，在检查时，还考虑透射率值在指定区域中的分布和/或小于所述透射率阈值的那些透射率值在指定区域中的分布。
9.如上述权利要求任一项所述的方法，其中，额外地检查对应于指定数量的透射率值的地点是否形成连续结构。
10.如上述权利要求任一项所述的方法，其中，所述一个或多个空腔在指定用于相应空腔的、平行于有价文件表面的所述或另一方向上的延伸范围大于100μm。
11.如上述权利要求任一项所述的方法，其中，所述一个或多个空腔在垂直于有价文件表面的方向上的延伸范围大于有价文件在所述一个或多个空腔区域中的总厚度的30％和/或大于20μm。
12.如上述权利要求任一项所述的方法，其中，所述空腔或所述空腔中的至少两个具有线状构造。
13.如上述权利要求任一项所述的方法，其中，所述有价文件包括具有部分穿孔、或优选完全穿孔的基体，所述穿孔的两侧由保持在基体上的盖层覆盖，被覆盖的穿孔形成所述空腔。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述穿孔布置在有价文件的图案区域中。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述图案区域具有在入射光和/或透射光下改变的视觉印象，和/或所述图案区域构造成图形、标志或编码的形式。
16.如权利要求13至15任一项所述的方法，其中，所述穿孔具有线状构造，并优选地具有介于0.05mm和1mm之间的宽度。
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