DE10113268A1 - Sensor für die Echtheitserkennung von Sicherheitsmerkmalen auf Wert und/oder Sicherheitsdokumenten - Google Patents
Sensor für die Echtheitserkennung von Sicherheitsmerkmalen auf Wert und/oder SicherheitsdokumentenInfo
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Abstract
Es wird ein Verfahren für die Echtheitserkennung von Wert- und/oder Sicherheitsdokumenten und ein entsprechender Sensor vorgeschlagen, wobei mindestens ein Sicherheitselement (13, 13', 13'') in oder auf das Wert- und/oder Sicherheitsdokument ein- und/oder aufgebracht ist. Dabei wird das Sicherheitselement mit Strahlung einer fest voreingestellten Anregungswellenlänge angeregt. Das Sicherheitselement emittiert daraufhin Strahlung, wobei die emittierte Strahlung von einer Erfassungseinheit (17) erfasst und von einer Auswerteeinheit (18) ausgewertet wird. Das Intensitätsprofil der emittierten Strahlung wird in einem fest vorgegebenen Wellenlängenbereich über einem vorgegebenen Messzeitraum nach der Anregung erfasst und zur Echtheitserkennung analysiert.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Echtheitserkennung von Wert-
und/oder Sicherheitsdokumenten nach dem Oberbegriff des ersten
unabhängigen Anspruchs und einen entsprechenden Sensor nach dem
Oberbegriff des zweiten unabhängigen Anspruchs.
Als Wert- und Sicherheitsdokumente werden in den nachfolgenden Ausführungen
insbesondere Postwertzeichen oder Freigabestempel, die auf Briefen, Päckchen
und sonstigen Verpackungen in den Postsortiermaschinen vereinzelt werden,
angesehen. Weiterhin werden unter derartigen Wert- und Sicherheitsdokumenten
Banknoten, Ausweise, Pässe, Verpackungen, Label und Aufkleber, Fahrausweise,
Eintrittskarten und andere Tickets, Steuerzeichen, Pfandwertzeichen sowie Aktien
verstanden. Im weiteren Sinne werden im Rahmen der nachfolgenden
Offenbarung alle bedruckbaren und sonstwie mit Sicherheitsmerkmalen
versehbaren Erzeugnisse, beispielsweise Verpackungen, als Wert- und
Sicherheitsdokumente angesehen.
Ein nach der DE 41 17 011 A1 bekannter Sensor soll diffuse, intensitätsschwache
Strahlungen erfassen, wie sie bei der Prüfung von mit Lumineszenz-Merkmalen
versehenen Banknoten auftreten.
Das dort beschriebene Sensorsystem besteht aus einem konisch aufgeweiteten
Lichtfaserstab und einer weiterverarbeitenden Optik, wobei mit dem schmalen
Querschnittsende des Faserstabes die vom Messobjekt kommende Strahlung in
einem grossen Raumwinkel erfasst werden kann. Die Strahlung tritt aufgrund der
Querschnittswandlung unter einem wesentlich kleinerem Winkel, der auf den
Öffnungswinkel der nachfolgenden Optik abgestimmt ist, aus dem Faserstab aus.
Mit einem derartigen Sensor ist es zwar möglich, relativ intensitätsschwache
Lumineszenz-Merkmale zu erfassen; jedoch kann die Stärke der erfassten
Lumineszenz-Merkmale keine bestimmte Schwelle unterschreiten. Er ist also noch
relativ unempfindlich. Aufgrund der Verwendung eines konisch ausgebildeten
Faserstabes besteht nämlich der Nachteil, dass lediglich ein punktförmiger
Bereich auf dem Dokument überwacht und geprüft werden kann, was dann
scheitert, wenn das zu untersuchende Element (Signet oder Sicherheitsmerkmal
genannt) an anderen Stellen des Dokumentes angeordnet ist. Eine
Hochgeschwindigkeitserkennung von Sicherheitsdokumenten, bspw.
Postwertzeichen, wie sie in den üblichen Sortier- und Verteil- oder Zählmaschinen
üblich ist, ist mit dieser Anordnung jedoch nicht möglich. Auch können bei
Laseranregung keine für die Echtheitserkennung entscheidenden,
charakteristischen Impulsantworten erkannt und ausgewertet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren und der erfindungsgemäße Sensor mit den
Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass
eine Echtheitserkennung von Sicherheitsdokumenten mit Geschwindigkeiten, wie
sie in den bekannten Verteil- und Zählmaschinen üblich ist, erfolgen kann.
Desweiteren ist eine Erkennung des Nominalwerts des Sicherheitsdokuments
möglich.
Die weiteren Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
stichwortartigen Zusammenstellung und aus der Beschreibung der
Ausführungsbeispiele:
Der erfindungsgemässe Sensor eignet sich zur Montage in einer
(Hochgeschwindigkeits-)Transportvorrichtung und kann auch als Scanner
ausgebildet sein.
Er eignet sich zur Detektion eines Sicherheitsmerkmales vorwiegend auf flachen
Objekten.
Als detektierbares Sicherheitsmerkmal wird ein Sicherheitsmerkmal bestehend
aus einer Farbe mit beigemischten Up-Conversion-Pigmenten (im folgenden auch
als Anti-Stokes-Leuchtstoffe bezeichnet) vorgeschlagen. Allenfalls können diese
Pigmente auch in einer aufgebrachten Lösung, einem aufgebrachten Lack, dem
Kleber oder einem Träger, beispielsweise Papier, direkt beigemischt werden.
Der Sensor ist vorteilhaft zur Detektierung eines (z. B. aufgedruckten)
Sicherheitsmerkmales mit kleinen Abmessungen (z. B. 5 × 5 mm) geeignet. Bei
Aufbringung des Sicherheitsmerkmales durch ein Druckverfahren kann der
Aufdruck in relativ weiten Grenzen aufgebracht werden. Der geforderte Sensor-
Messbereich muss deshalb das gesamte, mögliche Druckfeld erfassen, obwohl
das aufgedruckte Sicherheitsmerkmal irgendwo in diesem Druckbereich
aufscheinen kann und das Sicherheitsmerkmal um ein Vielfaches kleiner ist als
der Druckbereich.
Der Messbereich (Scanbereich, quer zur Transportrichtung) kann beispielsweise
bis zu 70 mm gross sein und eine Detektierung des kleinen Sicherheitsmerkmales
erfolgt innerhalb dieses grossen Messbereiches.
Es erfolgt bevorzugt eine ortsaufgelöste Detektierung in Transportrichtung.
Die Geschwindigkeit in Transportrichtung variiert von Null bis 12 m/s.
Bevorzugt erfolgt auch eine Ausführung als Zweibereichssensor, bei dem eine
einzige Beleuchtung das Testobjekt beleuchtet und bei dem zwei verschiedene
spektrale Bereiche ausgewertet werden.
Als zusätzliches Merkmal kann ein integrierter oder externer Objektdetektor
(optische Schranke) verwendet werden, der dem Sensor angibt, wann das Objekt
(Sicherheitsmerkmal) beginnt und wann es endet.
Bei Verwendung eines Synchronisationseinganges, der mit einem
geschwindigkeitsproportionalen Schaltsignal gespeist wird, kann auch bei
Geschwindigkeitsvariationen ein gewisser, vorgegebener Teilausschnitt des
Testobjektes allein untersucht werden.
Vorteilhaft werden Pigmente mit einer schnellen Anstiegs- und einer schnellen
Abfallszeit (z. B. typisch 0,01-1 ms) verwendet, um eine Detektion bei den
gewünschten hohen Geschwindigkeiten zu erlauben. Es erfolgt natürlich eine
Anpassung der elektronischen Auswertung an die charakteristischen Zeiten der
Pigmente.
Es wird beispielsweise eine Laserwellenlänge oberhalb von 900 nm verwendet.
Andere Laserwellenlängen sind ebenfalls möglich. Außerdem kann die spektrale
Breite der Laserlinie variieren. Es können aber auch LEDs oder andere
Lichtquellen verwendet werden. Es werden mehrere parallele Strahlen verwendet,
die relativ dicht beieinander liegen, um die kleinen markierten
Sicherheitsmerkmale zu erkennen. Desweiteren ist die Verwendung einer
breitbandigen Quelle elektromagnetischer Strahlung möglich.
Die erfindungsgemässe Laserlinie (erzeugt mit normalen Zylinderlinsen) erzeugt
eine Bestrahlungsstärke, die am höchsten in der Mitte der Linie ausgebildet ist.
Die Laserlinie wird bevorzugt mit einer asphärischen Zylinderlinse erzeugt oder
alternativ mit einem Zylinderlinsenarray oder in einer anderen Alternative mit einer
sinus-wellenförmigen Linsenoberfläche; die Bestrahlungsstärke ist hier entweder
homogen über die ganze Länge der Laserlinie verteilt oder leicht überhöht am
Rand (oder ebenfalls in der Mitte), um die Empfindlichkeitsvariation des
Empfängers über den Messbereich zu kompensieren.
Die Fokussierung in der Objektebene wird so ausgebildet, dass allenfalls bei
Verwendung ohne Laserlinie eine leichte Defokussierung vorliegt, um für die
Pigmente eine optimale Bestrahlungsstärke zu erreichen. Die
Lumineszenzeffizienz variiert mit der Bestrahlungsstärke und hat meist ein
Optimum bei hoher, jedoch nicht allzu hoher Bestrahlungsstärke. Bei zu hoher
Bestrahlungsstärke fällt die Signalstärke des empfangenen Lichtes wieder ab.
Mit Vorteil wird ein stark divergierender Laserstrahl eingesetzt, um aus
Kostengründen in eine niedrige Laserklasse bei der Herstellung des Sensors zu
gelangen.
Es findet eine optische Filterung der unerwünschten Wellenlängen der Lichtquelle
im spektralen Detektionsbereich statt. Eine Unterdrückung wird auf < 10-7
bevorzugt, wobei das Sicherheitsmerkmal mindestens während zweier Perioden
erkannt werden muss. Ansonsten wird es als ungenügend verworfen.
Zur Verwirklichung der synchronen Verstärkung erfolgt die Auswertung über eine
Analogschaltung mit Sample & Hold Gliedern. Die synchrone Verstärkung wertet
nur Lichtsignale aus, die in Phase mit der Repetitionsfrequenz des ausgesandten
Laserlichtes empfangen wird. Darüber hinaus kann die Signalauswertung weitere
Details enthalten, wie z. B. Sampling des Signals nach in der Anstiegsflanke zu
einem ersten Zeitpunkt nach Pulsbeginn und Vergleich dieses Signals mit dem
Signal zu einem zweiten Zeitpunkt nach Pulsbeginn. Dazu müssen die gewählten
Zeitfenster an die Bandpassfrequenz der Elektronik und insbesondere an die
Anstiegs- und Abfallszeiten der Pigmente angepasst werden. Die Kontrolle über
diese Signale und Zeitsignale erfolgt vorteilhafterweise durch einen
Mikroprozessor. Dasselbe Prinzip kann in der Pulspause erfolgen und das
Abklingverhalten des Signals untersuchen.
Alternativ kann die Auswertung unter Einsatz eines Mikroprozessors mit
integriertem oder externem A/D-Wandler erfolgen. Das gleiche Auswerteprinzip
kann dabei angewendet werden.
Durch die Einbeziehung der Zeitabhängigkeit des Intensitätssignals bei einer
bestimmten Wellenlänge in die Analyse wird eine zusätzliche Ebene der
Sicherheit geschaffen. Da die Zeitabhängigkeit des Signals sehr stark vom An-
und Abklingverhalten, insbesondere vom Anklingverhalten, des emittierten
Signals abhängig ist und dieses wiederum beispielsweise sehr leicht durch die
Dotierung von Yb und Tm im Leuchtstoff variierbar ist, bietet das
erfindungsgemäße Verfahren bzw. der erfindungsgemäße Sensor eine sehr
fälschungssichere Verschlüsselungsmöglichkeit des Nominalwerts des
Sicherheitsdokuments oder der Art des Sicherheitsdokuments.
Mit dem erfindungsgemäßen Sensor bzw. mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
werden Sicherheitsmerkmale eines Sicherheitsdokuments detektiert, wobei das
Sicherheitsmerkmal beispielsweise einen Anti-Stokes-Leuchtstoff (Synonyme:
Anti-Stokes-Pigment, Anti-Stokes-Phosphor, Up-Conversion-Material) verwendet.
Dabei handelt es sich um ein Thulium-aktiviertes und Ytterbium-kodotiertes
Gadoliniumoxysulfid der Zusammensetzung
(Gd1-x-yYbXTmX)2O2S
(Gd1-x-yYbXTmX)2O2S
oder auch (andere Schreibweise)
(Gd1-x-y)2O2S:YbX, Tmy
wobei anstelle des Gadoliniums zumindest anteilig auch Yttrium und/oder Lanthan
als Grundgitter-(Wirtsgitter-, Matrix-)Material eingesetzt werden können. Der
Leuchtstoff ist in der Lage, vergleichsweise energiearme infrarote (IR)
Anregungsstrahlung in energiereichere Strahlung umzuwandeln (Up-Conversion
bzw. Anti-Stokes-Effekt).
Alternativ können auch andere Pigmente eingesetzt werden, wobei das An- und
Abklingverhalten, insbesondere das Anklingverhalten der emittierten Strahlung
des Pigments eine schnelle Detektion der emittierten Strahlung erlauben muss.
Dies können beispielsweise Photo-, Kathodo- oder Elektroluminophoren sein.
Bei dem hier dargestellten Sensor bzw. Detektionsverfahren entscheidet die An-
und Abklingcharakteristik des verwendeten Anti-Stokes-Leuchtstoffes und
insbesondere die Abstimmung der Anregungs- und Auswerteeinheit auf die An-
und Abklingcharakteristik des entsprechenden Leuchtstoffs in hohem Maße über
die erreichbare Detektionssicherheit und die mögliche Auslesegeschwindigkeit
eines maschinell zu prüfenden Lumineszenzmerkmals. Dabei kann das Anklingen
z. B. durch die Zeitdauer, die für das Erreichen des 90%Wertes (t90) der
Sättigungsintensität benötigt wird oder aber durch die sogenannte
Anklingkonstante (Zeitdauer für das Erreichen von 1/e-tel der stationären
Lumineszenzintensität) gekennzeichnet werden.
Bei gegebener hoher Auslesegeschwindigkeit darf die Anklingzeit der Anti-Stokes-
Lumineszenz einen bestimmten Wert nicht überschreiten, wenn eine über der
Empfindlichkeitsschwelle des Detektors liegende effektive Lumineszenzintensität
gesichert werden soll. Dieser Effektivwert der Intensität wird durch die Relation
zwischen der stationären Intensität und die Anklingzeit bestimmt.
Desweiteren zeigen die vom Leuchtstoff emittierten Signale aufgrund ihres
bestimmten An- und Abklingverhaltens ein charakteristisches Intensitätsprofil in
Abhängigkeit von der Zeit. Gegenstand der hier dargestellten Erfindung ist die
Erkenntnis, dass Anti-Stokes- und andere Lumineszenzintensitäten nicht nur in
Bezug auf ihre spektrale Verteilung, sondern zusätzlich in Bezug auf ihre zeitliche
Abhängigkeit zur Analyse von Echtheits- und Nominalwerterkennung genutzt
werden können.
Im Falle des Leuchtstoffs (Gd1-x-yYbXTmX)2O2S lassen sich die Verhältnisse
zwischen der Sättigungsintensität und den An- und Abklingzeiten in einem weiten
Bereich variieren. Insbesondere gelingt es, die für die Realisierung einer
High-Speed-Detektion erforderlichen niedrigen Anklingzeiten sicher zu stellen. Zu
diesem Zwecke werden die Ytterbium- und/oder Thuliumkonzentrationen in
bestimmten Grenzen variiert. Weitere Möglichkeiten der Beeinflussung der An-
und Abklingcharakteristik liegen im gezielten Einbau von Störstellen in das
Kationen- oder Anionenteilgitter des Leuchtstoffes.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus
dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der
Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung, offenbarten
Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte
räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie
einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von
Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer
Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung
hervor.
Es zeigen:
Fig. 1 Eine Draufsicht des Messsensors nach der
Erfindung, schematisch,
Fig. 2 Eine Darstellung des von der Strahlungsquelle
ausgesandten Strahlbündels, schematisch,
Fig. 3 Eine Emissionsantwort des Leuchtstoffes im
Spektraldiagramm, schematisch,
Fig. 4, 5 und 6 Darstellungen der Zeitabhängigkeit des
aufgenommenen Signals, schematisch, und
Fig. 7 Eine Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des
Sensors, schematisch.
Der Einfachheit halber wird in der folgenden Beschreibung davon ausgegangen,
dass als Strahllichtquelle ein Laser verwendet wird. Hierauf ist die Erfindung
jedoch nicht beschränkt, statt eines Lasers kann als Strahllichtquelle auch ein
oder mehrere LEDs verwendet werden oder die anderen, im allgemeinen Teil
erwähnten Lichtquellen.
Im Fall der Verwendung eines Lasers wird die im allgemeinen Beschreibungsteil
erwähnte Laserwellenlänge bevorzugt.
Die Verwendung eines Lasers hat im übrigen den Vorteil, dass die Abtastlinie mit
relativ hoher Strahlungsintensität auf der Oberfläche des Dokumentes abgebildet
wird, was bei der Verwendung von anderen Strahlquellen in nicht so hohem
Masse geschieht.
Die Leuchtdichte ist bei Verwendung von anderen Strahlquellen, insbesondere
von LEDs dann entsprechend niedriger. Für manche Anwendungszwecke kann
dies aber ausreichen.
In Fig. 1 ist allgemein in einem Gehäuse 1 ein Laser 2 in einem eigenen
Gehäuse untergebracht, wobei in nicht näher dargestellter Weise im Innenraum
des Gehäuses eine Fokussierlinse 4 angeordnet ist (siehe auch Fig. 2) und vor
der Strahlöffnung 3 eine Zylinderlinse 5, welche das Strahlbündel 6 entsprechend
aufweitet, so dass es in der eingezeichneten Pfeilrichtung auf das Messfenster 10
unter Bildung einer etwa strichförmige Abtastlinie 9 gestrahlt wird.
Das Messfenster 10 sei hierbei durch eine Glasscheibe abgeschlossen. Dicht vor
dem Messfenster und praktisch berührend auf der Glasscheibe läuft das zu
untersuchende Sicherheitsdokument 11 in Pfeilrichtung 12 vorbei, wobei auf dem
Sicherheitsdokument ein Echtheitsmerkmal 13 in einem bestimmten Bereich
angeordnet ist. Das Echtheitsmerkmal 13 kann an verschiedenen Stellen, zum
Beispiel auch an den Stellen 13' oder 13" angeordnet sein. Die Länge der
Abtastlinie 9 wird dabei in vorteilhafter Weise mindestens in der Größe gewählt,
die äusserstenfalls der Breite des Sicherheitsdokuments entspricht, so dass durch
die Länge der Abtastlinie 9 stets dafür gesorgt ist, dass diese auch ein
Echtheitsmerkmal 13 trifft, auch wenn dies an unerwarteter Stelle auf dem
Sicherheitsdokument 11 angeordnet ist.
Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass das Strahlbündel 6 durch ein
Fenster 8 im Bereich einer mehrerer Fenster aufweisende Blende 7 hindurchgeht.
Das Sicherheitsmerkmal 13 arbeitet nach dem oben beschriebenen Effekt und
strahlt nach der Anregung durch das Laserlicht entlang der Abtastlinie 9 in den
eingezeichneten Pfeilrichtungen einen emittierten Strahl 14 durch das
Messfenster 10 wieder hindurch und passiert in Pfeilrichtung 15 das Fenster 16.
Dieser Strahl in Pfeilrichtung 15 wird dann in einem Optikkopf 17 weiterverarbeitet
und schliesslich einer Auswerteeinheit 18 zugeführt. Diese Auswerteeinheit
besteht bevorzugt aus einem Photomultiplier (Sekundärelektronenvervielfacher).
Statt eines Photomultipliers können auch andere Auswerteeinheiten verwendet
werden, wie zum Beispiel Photodioden, eine Matrix-Kamera, die mit einem CCD-
Chip oder einem CMOS-Chip arbeitet.
In der Darstellung der Fig. 1 ist der besseren Übersichtlichkeit halber dargestellt,
dass das Dokument 11 einen bestimmten Abstand vom Messfenster 10 aufweist.
Dies ist tatsächlich nicht der Fall, denn das Dokument 11 soll möglichst dicht,
wenn nicht sogar berührend, an dem Messfenster 10 in Pfeilrichtung 12 vorbei
bewegt werden.
Optional kann in dem Gehäuse 1 noch ein sogenannter Dokumentensensor 19
vorhanden sein, der bevorzugt als Lichtschranke ausgebildet ist. Es wird hierbei
ein Messstrahl 21 auf das zu untersuchende Dokument geleitet und von diesem
Dokument in Pfeilrichtung 22 als Reflektionsstrahl reflektiert und durch das
Fenster 20 zurückgeworfen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die
Anregung durch den Messstrahl 21 auch eine Emission von Strahlung in die
Pfeilrichtung 22 hervorrufen, die dann durch das Messfenster 22 dringt. Hiermit
wird festgestellt, ob überhaupt ein Dokument anwesend ist oder nicht. Danach
wird erst die Laseroptik freigeschaltet, welche die vorgenannte Abtastlinie 9 auf
der zu untersuchenden Dokumentenoberfläche 11 erzeugt. In diesem Fall
geschieht die Auswertung des Echtheitsmerkmals in vorteilhafter Weise nur in der
Zeit, in der der Dokumentensensor 19 das Vorhandensein eines Dokumentes
überhaupt festgestellt hat.
In Fig. 2 ist der Aufbau des von dem Laser 2 erzeugten Strahlbündels 6 noch
näher dargestellt. Hierbei ist erkennbar, dass vom Laser 2 zunächst der Strahl
durch eine Fokussierlinse 4 hindurch geht und erst dann von einer
nachgeschalteten Zylinderlinse 5 strichförmig aufgeweitet wird und dann durch
eine oder mehrere hintereinanderliegende Blenden 8, 8' derart begrenzt wird, dass
er im Bereich des Messfensters 10 auf ein dahinterliegendes Dokument 11 die
vorher erwähnte strichförmige Abtastlinie 9 erzeugt.
Wird ein Laser 2 verwendet, hat die Abtastlinie beispielsweise eine Breite von
etwa 1 bis 3 Zehntel mm bei einer Länge von 70 mm. Die verwendete
Wellenlänge des Lasers kann beispielsweise im infraroten, sichtbaren oder
ultravioletten Wellenlängenbereich.
Der Optikkopf 17 beinhaltet weiterhin mindestens einen nicht dargestellten Filter,
der den durch die Auswerteeinheit 18 ausgewerteten Wellenlängenbereich
beschränkt. Beispielsweise ist mindestens ein Filter vorgesehen, der die
durchzulassende Wellenlänge selektiert. Derartige Wellenlängen können sowohl
im infraroten, als auch im sichtbaren oder ultravioletten Wellenlängenbereich
liegen und sind abhängig von der von dem Echtheitsmerkmal 13 emittierten
Strahlung. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann ein zusätzlicher Filter
vorgesehen sein, der das sichtbare Licht absorbiert, um es nicht auf die
Auswerteeinheit fallen zu lassen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel können
zusätzlich zu und/oder anstatt der Filter Spiegel und/oder Gitter im Optikkopf 17
vorgesehen sein, wobei die im Strahlengang befindlichen Spiegel und/oder Gitter
einen bestimmten Wellenlängenbereich selektieren.
Der Optikkopf 17 kann zum Ausgleich verschiedener Dicken der
Sicherheitsdokumente vorzugsweise einen nicht dargestellten Hohlspiegel
enthalten, der die vom Sicherheitsmerkmal 13 emittierte Strahlung bündelt und
diese Bündelung unabhängig von der Höhe des zu untersuchenden
Sicherheitsdokuments realisiert.
Desweiteren kann der Optikkopf 17 einen nicht dargestellten Reflexionskonus
beinhalten, auf den das gesamte Strahlbündel gebündelt wird. Dieser
Reflexionskonus ist ein metallisch beschichteter Hohlkörper, der in Art eines
Trichters sich verengt, der innen reflektierende Oberflächen trägt. Dies sorgt
dafür, dass nicht nur die Strahlen den Reflexionskonus passieren, die unmittelbar
auf das Empfangselement abgebildet werden, sondern auch jene Strahlen auf das
Empfangselement abgebildet werden, die auf die Innenflächen des
Reflexionskonus treffen, dort reflektiert werden und sich mit dem Hauptstrahl
vereinigen. Der Reflexionskonus verstärkt also den empfangenen Lichtstrahl
wesentlich, weil nicht nur die direkten Strahlen, sondern schräg auf die
Innenwände des Reflexionskonus auftreffenden seitlichen Strahlen mit zur
Auswertung herangezogen werden.
Es wurde bereits schon vorstehend erwähnt, dass für die Auswerteeinheit 18
unterschiedliche Elemente verwendet werden können; in der folgenden
Beschreibung wird von einem Photomultiplier ausgegangen. Es handelt sich
hierbei um ein etwa eine 8 mm aktive Zone umfassendes Element, welches direkt
in Körperkontakt auf der Austrittsfläche des Reflexionskonus angeordnet ist und
mit seinen Abmessungen etwa den Abmessungen der Austrittsfläche entspricht.
In Fig. 3 wird allgemein eine mögliche spektrale Verteilung des vom
Sicherheitsmerkmal 13 emittierten Signals schematisch dargestellt. Hierbei ist im
Koordinatensystem auf der Ordinate die Intensität A und auf der Abszisse die
Wellenlänge λ angegeben. Es sei angenommen, dass die Laseranregung 34 bei
einer bestimmten Wellenlänge λ1 erfolgt und dass dann das Echtheitsmerkmal 13
mit einer entsprechenden Up-Conversion-Lumineszenz 35 mit einer niedrigeren
Wellenlänge λ2 antwortet. Diese Up-Conversion-Lumineszenz 35 wird von der
Auswerteeinheit 18 erfasst und ausgewertet.
Neben einer einzigen Up-Conversion-Lumineszenz im Wellenlängenbereich λ2 ist
es durchaus möglich, dass noch weitere Up-Conversion Lumineszenzen
beispielsweise mit der Wellenlänge λ3 bei Ziffer 36 entstehen. Auch diese können
gegebenenfalls von der Auswerteeinheit 18 erfasst werden.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Optikkopf 17 nun derart
gestaltet, dass die oben beschriebenen Filter und/oder Spiegel und/oder Gitter nur
die Signale eines bestimmten Wellenlängenbereichs mit einer Breite von
beispielsweite 100 nm, vorzugsweise mit einer Breite von 10 nm durchlassen. Die
Auswerteeinheit 18 erfasst nun die Intensität des Signals über einen bestimmten
Mess-Zeitraum. Ein derartiger Mess-Zeitraum könnte beispielsweise die Zeit sein,
die vergeht, bis der Dokumentensensor 19 ein neues Sicherheitsdokument
detektiert. Der Mess-Zeitraum ist somit variabel. In einem anderen
Ausführungsbeispiel kann der Zeitraum auch konstant voreingestellt sein und der
Zeit entsprechen, in der ein Sicherheitsdokument in der Lage ist, Strahlung zu
emittieren. Diese Zeit hängt von der Relativgeschwindigkeit ab, mit der sich die
Sicherheitsdokumente entlang der Pfeilrichtung 12 am Sensor vorbeibewegen.
Ein derartiges, von der Auswerteeinheit 18 erfasstes Signal S1 ist in Fig. 4 in
einem Diagramm schematisch dargestellt. Dabei ist auf der Abszisse des
Diagramms die Zeit t und auf der Ordinate die Intensität A aufgetragen. Das
Signal S1 steigt über eine bestimmte Zeit an, durchläuft danach mehrere lokale
Maxima und Minima und fällt danach wieder ab.
In einem nächsten Schritt wird nun das erfasste Signal S1 in einem ersten
Ausführungsbeispiel der Erfindung dahingehend untersucht, über welchen
Zeitraum es eine bestimmte, fest vorgegebene Intensitätsschwelle A1
überschreitet. Dazu wird das Signal beispielsweise in kleine Zeiteinheiten
diskretisiert. Die Auswerteeinheit 18 ermittelt dann den Zeitraum, in dem die
Intensitätsschwelle überschritten ist, beispielsweise als Summe der Zeiteinheiten,
in denen die Intensität oberhalb oder bei der Intensitätsschwelle A1 liegt. In dem
hier anhand von Fig. 4 dargestellten Beispiel ist die Länge des Zeitraums, bei
dem die Intensitätsschwelle A1 überschritten ist, mit Δt bezeichnet und erstreckt
sich zwischen dem ersten Zeitpunkt t1 und dem zweiten Zeitpunkt t2. Der
Zeitraum Δt wird anschließend von der Auswerteeinheit mit einem vorgegebenen
Sollwert t(soll) verglichen. Ist der ermittelte Zeitraum Δt größer oder gleich dem
Sollwert t(soll), dann wird das Sicherheitsdokument als echt erkannt. In einem
weiteren Ausführungsbeispiel kann auch vorgesehen werden, dass der
gemessene Zeitraum Δt mit verschiedenen Sollwerten t(soll1), t(soll2) usw.
verglichen wird. Ist der Betrag der Differenz zwischen ermitteltem Zeitraum Δt und
einem der Sollwerte t(soll1), t(soll2) kleiner oder gleich einem vorgegebenen
Differenzwert, dann wird das Sicherheitsdokument als echt erkannt und das
Sicherheitsdokument kann einer bestimmten Art oder einem bestimmten
Nominalwert zugeordnet werden. Beispielsweise können so die Banknoten
verschiedener Länder oder die Briefmarken mit verschiedenen Werten
unterschieden werden. Dabei werden in einer in der Auswerteeinheit 18
gespeicherten Datenbank oder in einer mit der Auswerteeinheit 18 verbundenen
Datenbank die Sollwerte t(soll1), t(soll2) usw. abgelegt, wobei jeder Sollwert einer
bestimmten Banknotenart oder einem bestimmten Briefmarkenwert zugeordnet
ist.
In einer nicht dargestellten, mit der Auswerteeinheit 18 verbundenen
Anzeigeneinheit kann anschließend das Ergebnis der Analyse ausgegeben
werden. Beispielsweise kann eine rote Lampe dann leuchten, wenn ein
Sicherheitsdokument als unecht erkannt wird. In einem anderen
Ausführungsbeispiel kann der erkannte Wert (beispielsweise einer Briefmarke) auf
einem LCD-Display angezeigt werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird das gemessene zeitabhängige
Intensitätsprofil mit in einer Datenbank gespeicherten Intensitätsprofil-Mustern
verglichen. Dieses Ausführungsbeispiel soll anhand des Diagramms in Fig. 5
erläutert werden. In diesem Diagramm sind analog zu Fig. 4 die Intensität A des
gemessenen Signals eines bestimmten, vorgegebenen Wellenlängenbereichs als
Funktion der Zeit t aufgetragen. Das Diagramm in Fig. 5 stellt dabei zwei
nacheinander gemessene Signale S3 und S5 schematisch dar. Das erste Signal
S3 gehört zu einem ersten Sicherheitsdokument und das zweite Signal S5 wurde
bei einem zweiten Sicherheitsdokument gemessen. Die Profile beider Signale
weisen am Anfang ansteigende Flanken und am Ende abfallende Flanken auf
Dazwischen wird das erste Signal S3 durch ein erstes Maximum X1 und ein
zweites Maximum X2 und ein dazwischenliegendes Minimum in der Intensität
gekennzeichnet. Das zweite Signal S5 weist zwischen der ansteigenden und der
abfallenden Flanke ein erstes Maximum X7 und ein zweites Maximum X8 und ein
dazwischenliegendes Minimum auf. Beide Signale unterscheiden sich dadurch,
dass die Maxima und die Minima sowohl in der Intensität als auch in ihrer Lage
auf der Zeitskala unterschiedlich sind. Die Auswerteeinheit nimmt nun einen
Vergleich von den in der Datenbank gespeicherten Intensitätsprofil-Mustern mit
den gemessenen Intensitätsprofilen S3 und S5 über einen bestimmten Zeitraum
vor. Dazu werden die Signale beispielsweise diskriminiert und mit entsprechend
diskriminierten Eintragungen in der Datenbank verglichen. Im Ergebnis weist das
Signal S3 die geringste Abweichung zu dem Intensitätsprofil-Muster M3 und das
Signal S5 die geringste Abweichung zu dem Intensitätsprofil-Muster M5 auf. Ist
die Abweichung (d. h. der Betrag der Differenz zwischen dem Signal und dem
Intensitätsprofil-Muster mit der geringsten Abweichung) jeweils geringer als oder
gleich einem, bestimmter, fest vorgegebener Summenschwellwert, wird durch die
Auswerteeinheit 18 erkannt, dass das Sicherheitsdokument mit dem Signal S3
echt ist und einem bestimmten Nominalwert, der dem Muster M3 zugeordnet ist,
entspricht, und analog, dass das Sicherheitsdokument mit dem Signal S5 echt ist
und einem bestimmten Nominalwert, der dem Muster M5 zugeordnet ist,
entspricht. Ist die Abweichung nicht größer als ein bestimmter, fest vorgegebener
Summenschwellwert, dann wird das entsprechende Sicherheitsdokument als
Fälschung erkannt. Analog zu dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel der
Erfindung kann das Ergebnis der Analyse der Signale in einer Anzeigeneinheit
dargestellt werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung soll im Folgenden anhand
der in Fig. 6 dargestellten Signale S7 und S8 erläutert werden. Dabei entspricht
die Darstellung der Signale der in den Fig. 4 und 5 gewählten Darstellung. Die
beiden dargestellten Signale, die von verschiedenen, nacheinander vermessenen
Sicherheitsdokumenten stammen, zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass
der Anstieg des emittierten Signals unterschiedlich ist. Diesen Umstand nutzt das
nun beschriebene Auswertungsverfahren. Zwischen zwei fest vorgegebenen
Zeitpunkten t4 und t5 bzw. t4' und t5' berechnet die Auswerteeinheit die mittlere
Steigung (erste Ableitung) des Signals. Die Steigung ist in Fig. 6 oberhalb der
jeweiligen Signalkurve eingezeichnet und mit G1 (Signal S7) und G3 (Signal S8)
bezeichnet. Die Steigungen G1 bzw. G3 werden mit in einer Datenbank
gespeicherten Soll-Anstiegswert G(soll1), G(soll2) usw. verglichen. Ist die
Abweichung zu einem bestimmten Soll-Anstiegswert kleiner als ein bestimmter,
fest vorgegebener Anstiegs-Schwellwert, wird erkannt, dass das entsprechende
Sicherheitsdokument echt ist. Es kann so auch einer bestimmten Art oder einem
bestimmten Nominalwert zugeordnet werden. Entspricht der gemessene
Steigungswert nicht einem Soll-Anstiegswert aus der Datenbank in
entsprechenden Grenzen, dann wird das entsprechende Sicherheitsdokument als
Fälschung erkannt. Auch diese Analyseergebnisse können analog zu den oben
beschriebenen Ausführungsbeispielen wieder in einer Anzeigeneinheit dargestellt
werden.
Das vorangehend erläuterte Ausführungsbeispiel kann auch an Signalflanken am
Ende oder in der Mitte des Signals analog angewendet werden.
Die entsprechenden Abweichungswerte (Differenzwert, Summenschwellwert und
Anstiegs-Schwellwert) können auch derartig in der Datenbank vorgesehen sein,
dass sie dem Sollwert oder dem Intensitätsprofil-Muster oder dem Soll-
Anstiegswert, der die geringste Abweichung vom jeweiligen ermittelten Wert
besitzt zugeordnet sind. Dann wird die entsprechende Differenz mit dem
entsprechenden spezifischen Differenzwert oder Summenschwellwert oder
Anstiegs-Schwellwert verglichen.
Die Grundlage aller hier dargestellten Verfahren für die Echtheitserkennung von
Sicherheitsmerkmalen auf Wert- und Sicherheitsdokumenten ist die Erkenntnis,
das die An- und/oder die Abklingzeit, insbesondere die Anklingzeit, von emittierter
Strahlung eine wesentliche Charakteristik des Sicherheitselements ist. Diese
Charakteristik ist sehr fälschungssicher, da eine Variation der An- und
Abklingzeiten von Leuchtstoffen, die Strahlung emittieren, beispielsweise durch
die Veränderung der Dotierung oder durch den Einbau von Störstellen im
Kristallgitter erfolgt, die nur schwer von einem Fälscher erkennbar und
nachahmbar sind.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sensors werden
zusätzlich zu der Auswertung der Intensität des Signals in einem bestimmten
Wellenlängenbereich mit einer stark beschränkten Größe die Signale in einem
bestimmten, fest vorgegebenen größeren Wellenlängenbereich erfasst. Hierzu ist
der Optikkopf 17 mit den entsprechenden Filtern und/oder Spiegeln und/oder
Gittern ausgerüstet. In einem bestimmten Messzeitraum wird dann die von dem
Sicherheitselement emittierte elektromagnetische Strahlung in Abhängigkeit von
der Wellenlänge in dem größeren Wellenlängenbereich durch die Auswerteeinheit
18 erfasst. Es werden dabei im allgemeinen mehrere Emissionslinien erfasst, wie
dies beispielsweise anhand der Linien 35 und 36 in Fig. 3 dargestellt ist. Die
Auswerteeinheit ermittelt anschließend als Maß für die Intensität der jeweiligen
Linie die Fläche unter der jeweiligen Emissionslinie. Danach wird das Verhältnis
der Intensitäten zweier ausgewählter Linien gebildet und mit einem
Intensitätsverhältnissollwert verglichen, der in der Datenbank gespeichert ist. Das
Übereinstimmen mit dem Sollwert kann als zusätzliches Kriterium zur Erkennung
der Echtheit oder eines Nominalwerts dienen, da bei der Variation der An- und
Abklingzeiten der Up-Conversion-Lumineszenz auch gleichzeitig die
Intensitätsverhältnisse variiert werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann als Maß für die Intensität einer
Emissionslinie auch der Intensitätswert an der Stelle des Maximums der jeweiligen
Linie herangezogen werden.
Im Folgenden soll nun noch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Sensors und eines erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben werden, das
insbesondere für Briefmarken als Sicherheits- und Wertdokument vorteilhaft ist.
Ein derartiges System ist in der Lage, Briefe und sonstige Postsendungen, die mit
Briefmarken oder einem Freigabestempel versehen sind, auf das Vorhandensein
und den richtigen Wert des Freigabestempels oder der Briefmarken zu
untersuchen und bei deren Richtigkeit für den Postverkehr freizugeben, d. h.
abzustempeln.
Das System wird anhand der in Fig. 7 dargestellten schematischen Zeichnung
erläutert. Die Sensoreinheit 50 enthält ein erstes Sensorelement 53, ein zweites
Sensorelement 54, ein drittes Sensorelement 55 und ein Stempel- und
Freigabeelement 57, wobei die Postsendung die Elemente der Sensoreinheit 50 in
der genannten Reihenfolge durchläuft.
In dem ersten Sensorelement 53 wird die Postsendung dahingehend analysiert,
ob sie Briefmarken oder einen Freigabestempel enthält und wenn ja, an welcher
Stelle der Postsendung. In dem Sensorelement 53 werden dafür bekannte, auf
der Bilderkennung beruhende Verfahren eingesetzt. Diese gewonnen
Informationen, ob Briefmarken oder Freigabestempel vorhanden und an welcher
Stelle die Briefmarken oder der Freigabestempel angeordnet sind, werden an das
dritte Sensorelement 55 weitergegeben. Sind weder Briefmarke noch
Freigabestempel auf der Postsendung enthalten, wird die Postsendung
ausgesondert.
Danach wird die Postsendung zum zweiten Sensorelement 54 weiterbefördert.
Dieses Sensorelement prüft unter Anwendung von Bilderkennungs-Methoden und
einer Gewichtsmessung, welche Art von Postsendung vorliegt. Dabei werden
beispielsweise verschiedene Karten- und Briefarten nach ihrer Größe und ihrem
Gewicht und verschiedene Päckchen- und Paketarten ebenfalls nach ihrer Größe
und ihrem Gewicht unterschieden. Auch die von dem zweiten Sensorelement
gewonnenen Informationen werden an das dritte Sensorelement 55 weitergeleitet.
Das dritte Sensorelement 55 übernimmt nun, nachdem die Postsendung an
dieses Element weitergeleitet wurde, analog zu einem oder mehreren der oben
beschriebenen Ausführungsbeispiele die Analyse der Sicherheitselemente der
Briefmarke bzw. des Freigabestempels. Das dritte Sensorelement hat dabei einen
Aufbau, der analog zu dem in Fig. 1 dargestellten Sensorelement ist. Die
mindestens eine Briefmarke oder der Freigabestempel wird durch das dritte
Sensorelement 55 auf die Echtheit und/oder auf den Wert untersucht. Hier ist die
Verwendung eines vorstehend erwähnten Hohlspiegels im Strahlengang der
emittierten Strahlung vorteilhaft, da so unterschiedliche Höhen der Postsendungen
den Fokus des emittierten Strahls nicht beeinflussen. Dies kann insbesondere
vorteilhaft geschehen, da aufgrund der von dem ersten Sensorelement
vorliegenden Informationen bekannt ist, an welcher Stelle sich die mindestens
eine Briefmarke oder der Freigabestempel befindet und ob es sich bei dem
wertverleihenden Element auf der Postsendung um eine Briefmarke oder einen
Freigabestempel handelt. In einem weiteren Schritt kann in einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel der aufgrund der Informationen des zweiten Sensorelements
54 zu erwartende Wert mit dem in dem dritten Sensorelement 55 ermittelten Wert
der mindestens einen Briefmarke und/oder des Freigabestempels verglichen. Ist
der ermittelte Wert größer oder gleich dem aufgrund der Art der Postsendung
erwarteten Wert, dann wird die Postsendung in der Freigabe- und Stempeleinheit
57 freigegeben und beispielsweise mit einem entwertenden Poststempel
versehen. Wenn der ermittelte Wert kleiner als der erwartete Wert ist, wird die
Postsendung ausgesondert und beispielsweise gekennzeichnet, um die
Entrichtung einer Nachnahme zu initiieren.
Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel kann auch ohne
Wertermittlung und -vergleich durchgeführt werden. Dann kann der Wert des
Freigabestempels oder der mindestens einen Briefmarke auf anderem Wege
untersucht und mit einem von der Art der Postsendung abhängigen Sollwert
verglichen werden. Die Sensoreinheit 50 führt dann mittels des dritten
Sensorelements 53 lediglich eine Echtheitserkennung der in der mindestens einen
Briefmarke oder dem Freigabestempel enthaltenen Sicherheitsmerkmale und
durch. Das zweite Sensorelement 54 entfällt in diesem Fall.
Das Sicherheitselement in Form von Pigmenten, die bei Anregung durch
elektromagnetische Strahlung einer bestimmten Wellenlänge Strahlung in einem
anderen Wellenlängenbereich emittieren, sind in bekannter Art und Weise in der
mindestens eine Briefmarke ein- oder aufgebracht. Der Freigabestempel enthält in
seiner Farbe die entsprechenden Pigmente.
Claims (27)
1. Verfahren für die Echtheitserkennung von Wert- und/oder
Sicherheitsdokumenten, wobei mindestens ein Sicherheitselement (13, 13', 13")
in oder auf das Wert- und/oder Sicherheitsdokument ein- und/oder aufgebracht
ist, wobei das Sicherheitselement mit Strahlung einer fest voreingestellten
Anregungswellenlänge angeregt wird und daraufhin Strahlung emittiert, wobei die
emittierte Strahlung von einem Erfassungseinheit (17) erfasst und von einer
Auswerteeinheit (18) ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das
Intensitätsprofil der emittierten Strahlung in einem fest vorgegebenen
Wellenlängenbereich über einem vorgegebenen Messzeitraum nach der
Anregung erfasst und zur Echtheitserkennung analysiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass als Analyse des
Intensitätsprofils mittels der Auswerteeinheit (18) die Länge des Zeitraums (Δt)
ermittelt wird, während dem die Intensität der emittierten Strahlung gleich oder
größer als ein vorgegebener Schwellwert (A1) ist, wobei dann, wenn die Länge
des ermittelten Zeitraums (Δt) größer oder gleich einem vorgegebenen Sollwert
(t(soll)) ist, das Wert- und/oder Sicherheitsdokument als "echt" erkannt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des
ermittelten Zeitraums (Δt) mit mehreren vorgegebenen Sollwerten (t(soll1), t(soll2))
verglichen wird, wobei dann, wenn der Betrag der Differenz aus der Länge des
ermittelten Zeitraums (Δt) und mindestens einem vorgegebenen Sollwert kleiner
oder gleich einem vorgegebenen spezifischen Differenzwert ist, das Wert-
und/oder Sicherheitsdokument ein bestimmter Wert oder eine bestimmte
Artangabe zugeordnet wird, der in Verbindung mit dem jeweiligen Sollwert mit der
geringsten Abweichung in einer Datenbank gespeichert ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass als Analyse des Intensitätsprofils mittels der
Auswerteeinheit (18) das ermittelte Intensitätsprofil (S3, S5) mit mindestens einem
in einer Datenbank gespeicherten lntensitätsprofil-Muster (M3, M5) verglichen
wird, wobei
die Differenz zwischen dem ermittelten Intensitätsprofil und dem mindestens einen Intensitätsprofil-Muster gebildet wird,
wobei dann, wenn der Betrag der Differenz zwischen dem ermittelten Intensitätsprofil und mindestens einem des mindestens einen Intensitätsprofil- Musters kleiner oder gleich einem vorgegebenen Summenschwellwert ist, das Wert- und/oder Sicherheitsdokument als "echt" erkannt wird.
die Differenz zwischen dem ermittelten Intensitätsprofil und dem mindestens einen Intensitätsprofil-Muster gebildet wird,
wobei dann, wenn der Betrag der Differenz zwischen dem ermittelten Intensitätsprofil und mindestens einem des mindestens einen Intensitätsprofil- Musters kleiner oder gleich einem vorgegebenen Summenschwellwert ist, das Wert- und/oder Sicherheitsdokument als "echt" erkannt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren
Intensitätsprofil-Mustern zunächst ermittelt wird, welches Intensitätsprofil-Muster
vom ermittelten Intensitätsprofil die geringste Abweichung aufweist, danach die
Differenz zwischen dem ermittelten Intensitätsprofil und dem Intensitätsprofil-
Muster mit der geringsten Abweichung gebildet wird, wobei dann, wenn der Betrag
der Differenz kleiner oder gleich einem spezifischen Summenschwellwert ist, dem
Wert- und/oder Sicherheitsdokument ein bestimmter Wert oder eine bestimmte
Artangabe zugeordnet wird, der in Verbindung mit dem Intensitätsprofil-Muster mit
der geringsten Abweichung in der Datenbank gespeichert ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass über einen vorgegebenen Zeitraum des ermittelten
Intensitätsprofils (t5-t4, t5'-t4') ein mittlerer Anstieg der Intensität über diesen
Zeitraum (G1, G3) ermittelt wird, danach der mittlere Anstieg mit mindestens
einem Soll-Anstiegswert verglichen wird, wobei dann, wenn der Betrag der
Differenz aus dem mittleren Anstieg und mindestens einem des mindestens einen
Soll-Anstiegswerts kleiner oder gleich einem vorgegebenen Anstiegs-Schwellwert
ist, das Wert- und/oder Sicherheitsdokument als "echt" erkannt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren
Soll-Anstiegswerten zunächst der Soll-Anstiegswert ermittelt wird, der die
geringste Abweichung zum mittleren Anstieg aufweist, danach die Differenz
zwischen dem mittleren Anstieg und dem Soll-Anstiegswert mit der geringsten
Abweichung gebildet wird, wobei dann, wenn der Betrag der Differenz kleiner oder
gleich einem spezifischen Anstiegs-Schwellwert ist, dem Wert- und/oder
Sicherheitsdokument ein bestimmter Wert oder eine bestimmte Artangabe
zugeordnet wird, der in Verbindung mit dem Soll-Anstiegswert mit der geringsten
Abweichung in der Datenbank gespeichert ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3, 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
dass der spezifische Differenzwert und/oder der spezifische Summenschwellwert
und/oder der spezifische Anstiegs-Schwellwert aus einer in der Auswerteeinheit
(18) enthaltenen oder aus einer mit der Auswerteeinheit (18) verbundenen
Datenbank gelesen werden, wobei der spezifische Differenzwert dem Sollwert mit
der geringsten Abweichung vom ermittelten Zeitraum, der spezifische
Summenschwellwert dem Intensitätsprofil-Muster mit der geringsten Abweichung
und der spezifische Anstiegs-Schwellwert dem Soll-Anstiegswert mit der
geringsten Abweichung zugeordnet ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass als zusätzliches Kriterium zur Ermittlung der Echtheit
und/oder zur Ermittlung des Werts oder der Art eines Sicherheitsdokuments das
Intensitätsverhältnis zweier Anti-Stokes-Emissionslinien herangezogen wird und
mit einem Intensitätsverhältnissollwert verglichen wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass vor der Anregung des Sicherheitselements mit Strahlung
mittels Bilderkennung ermittelt wird, welcher Art das auf dem Wert- und/oder
Sicherheitsdokument aufgebrachte Sicherheitselement ist und/oder an welcher
Stelle des Wert- und/oder Sicherheitsdokuments sich das mindestens eine
Sicherheitselement befindet.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer
Postsendung als Wert- und/oder Sicherheitsdokument die unterschiedlichen
Arten von Sicherheitselementen Briefmarken und Freigabestempel sind.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass bei einer Postsendung als Wert- und/oder
Sicherheitsdokument nach einer Erkennung der Postsendung als "echt", die
Briefmarke oder der Freigabestempel als Sicherheitselement abgestempelt wird.
13. Sensor für die Echtheitserkennung von Wert- und/oder
Sicherheitsdokumenten, wobei mindestens ein Sicherheitselement (13, 13', 13")
in oder auf das Wert- und/oder Sicherheitsdokument ein- und/oder aufgebracht
ist, wobei der Sensor Mittel (2) aufweist, so dass das Sicherheitselement mit
Strahlung einer fest voreingestellten Anregungswellenlänge angeregbar ist, wobei
eine Erfassungseinheit (17) vorgesehen ist, die vom Sicherheitselement emittierte
Strahlung von einem Erfassungseinheit (17) erfasst, und eine Auswerteeinheit
(18) vorgesehen ist, die die erfasste Strahlung auswertet, dadurch
gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit derart gestaltet ist, dass das
Intensitätsprofil der emittierten Strahlung in einem fest vorgegebenen
Wellenlängenbereich über einem vorgegebenen Messzeitraum nach der
Anregung erfassbar und zur Echtheitserkennung analysierbar ist.
14. Sensor nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, dass die
Auswerteeinheit (18) derart vorgesehen ist, dass als Analyse des Intensitätsprofils
mittels der Auswerteeinheit (18) die Länge des Zeitraums (Δt) ermitteltbar ist,
während dem die Intensität der emittierten Strahlung gleich oder größer als ein
vorgegebener Schwellwert (A1) ist, wobei dann, wenn die Länge des ermittelten
Zeitraums (Δt) größer oder gleich einem vorgegebene Sollwert (t(soll)) ist, das
Wert- und/oder Sicherheitsdokument als "echt" erkennbar.
15. Sensor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die
Auswerteeinheit (18) derart vorgesehen ist, dass die Länge des ermittelten
Zeitraums (Δt) mit mehreren vorgegebenen Sollwerten (t(soll1), t(soll2))
vergleichbar ist, wobei dann, wenn der Betrag der Differenz aus der Länge des
ermittelten Zeitraums (Δt) und mindestens einem vorgegebenen Sollwert kleiner
oder gleich einem vorgegebenen spezifischen Differenzwert ist, das Wert-
und/oder Sicherheitsdokument ein bestimmter Wert oder eine bestimmte
Artangabe zuordenbar ist, der in Verbindung mit dem jeweiligen Sollwert mit der
geringsten Abweichung in einer Datenbank gespeichert ist.
16. Sensor nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
dass die Auswerteeinheit (18) derart vorgesehen ist, dass als Analyse des
Intensitätsprofils mittels der Auswerteeinheit (18) das ermittelte Intensitätsprofil
(S3, S5) mit mindestens einem in einer Datenbank gespeicherten Intensitätsprofil-
Muster (M3, M5) vergleichbar ist, wobei
die Differenz zwischen dem ermittelten Intensitätsprofil und dem mindestens einen Intensitätsprofil-Muster bildbar ist,
wobei dann, wenn der Betrag der Differenz zwischen dem ermittelten Intensitätsprofil und mindestens einem des mindestens einen Intensitätsprofil- Musters kleiner oder gleich einem vorgegebenen Summenschwellwert ist, das Wert- und/oder Sicherheitsdokument als "echt" erkennbar.
die Differenz zwischen dem ermittelten Intensitätsprofil und dem mindestens einen Intensitätsprofil-Muster bildbar ist,
wobei dann, wenn der Betrag der Differenz zwischen dem ermittelten Intensitätsprofil und mindestens einem des mindestens einen Intensitätsprofil- Musters kleiner oder gleich einem vorgegebenen Summenschwellwert ist, das Wert- und/oder Sicherheitsdokument als "echt" erkennbar.
17. Sensor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die
Auswerteeinheit (18) derart vorgesehen ist, dass bei mehreren Intensitätsprofil-
Mustern zunächst ermitteltbar ist, welches Intensitätsprofil-Muster vom ermittelten
Intensitätsprofil die geringste Abweichung aufweist, danach die Differenz zwischen
dem ermittelten Intensitätsprofil und dem Intensitätsprofil-Muster mit der
geringsten Abweichung bildbar ist, wobei dann, wenn der Betrag der Differenz
kleiner oder gleich einem spezifischen Summenschwellwert ist, dem Wert-
und/oder Sicherheitsdokument ein bestimmter Wert oder eine bestimmte
Artangabe zuordenbar ist, der in Verbindung mit dem Intensitätsprofil-Muster mit
der geringsten Abweichung in der Datenbank gespeichert ist.
18. Sensor nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
dass die Auswerteeinheit derart vorgesehen ist, dass über einen vorgegebenen
Zeitraum des ermittelten Intensitätsprofils (t5-t4, t5'-t4') ein mittlerer Anstieg der
Intensität über diesen Zeitraum (G1, G3) ermittelbar ist, danach der mittlere
Anstieg mit mindestens einem Soll-Anstiegswert vergleichbar ist, wobei dann,
wenn der Betrag der Differenz aus dem mittleren Anstieg und mindestens einem
des mindestens einen Soll-Anstiegswerts kleiner oder gleich einem vorgegebenen
Anstiegs-Schwellwert ist, das Wert- und/oder Sicherheitsdokument als "echt"
erkennbar ist.
19. Sensor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die
Auswerteeinheit (18) derart vorgesehen ist, dass bei mehreren Soll-
Anstiegswerten zunächst der Soll-Anstiegswert ermittelbar ist, der die geringste
Abweichung zum mittleren Anstieg aufweist, danach die Differenz zwischen dem
mittleren Anstieg und dem Soll-Anstiegswert mit der geringsten Abweichung
bildbar ist, wobei dann, wenn der Betrag der Differenz kleiner oder gleich einem
spezifischen Anstiegs-Schwellwert ist, dem Wert- und/oder Sicherheitsdokument
ein bestimmter Wert oder eine bestimmte Artangabe zuordenbar ist, der in
Verbindung mit dem Soll-Anstiegswert mit der geringsten Abweichung in der
Datenbank gespeichert ist.
20. Sensor nach einem der Ansprüche 15, 17 oder 19, dadurch gekennzeichnet,
dass der spezifische Differenzwert und/oder der spezifische Summenschwellwert
und/oder der spezifische Anstiegs-Schwellwert aus einer in der Auswerteeinheit
(18) enthaltenen oder aus einer mit der Auswerteeinheit (18) verbundenen
Datenbank lesbar ist, wobei der spezifische Differenzwert dem Sollwert mit der
geringsten Abweichung vom ermittelten Zeitraum, der spezifische
Summenschwellwert dem Intensitätsprofil-Muster mit der geringsten Abweichung
und der spezifische Anstiegs-Schwellwert dem Soll-Anstiegswert mit der
geringsten Abweichung zugeordnet ist.
21. Sensor nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass
in der Erfassungseinheit (17) Mittel vorgesehen sind, die die Intensität der vom
Sicherheitselement emittierten elektromagnetischen Strahlung in einem
bestimmten Wellenlängenbereich erfasst, der mindestens zwei Emissionslinien
enthält, wobei in der Auswerteeinheit (18) Mittel vorgesehen sind, mit Hilfe derer
die Intensität mindestens zweier Emissionslinien und anschließend das Verhältnis
der Intensitäten zweier Emissionslinien ermittelt wird und der darauf folgende
Vergleich mit einem Intensitätsverhältnissollwert als weiteres Kriterium zur
Erkennung der Echtheit und/oder des Werts und/oder der Art eines
Sicherheitsdokuments herangezogen wird.
22. Sensor nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet,
dass Mittel (53) vorgesehen sind, so dass vor der Anregung des
Sicherheitselements mit Strahlung mittels Bilderkennung erkennbar ist, welcher
Art das auf dem Wert- und/oder Sicherheitsdokument aufgebrachte
Sicherheitselement ist und/oder an welcher Stelle des Wert- und/oder
Sicherheitsdokuments sich das mindestens eine Sicherheitselement befindet.
23. Sensor nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer
Postsendung als Wert- und/oder Sicherheitsdokument die unterschiedlichen
Arten von Sicherheitselementen Briefmarken und Freigabestempel sind.
24. Sensor nach einem der Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet,
dass bei einer Postsendung als Wert- und/oder Sicherheitsdokument nach einer
Erkennung der Postsendung als "echt" Mittel (57) vorgesehen sind, die die
Briefmarke oder den Freigabestempel als Sicherheitselement abstempeln.
25. Sensor nach einem der Ansprüche 13 bis 24, dadurch gekennzeichnet,
dass ein zusätzlicher Objektdetektor (optische Schranke) vorgesehen ist, der dem
Sensor angibt, wann das Objekt (Sicherheitsmerkmal) beginnt und wann es endet.
26. Sensor nach einem der Ansprüche 13 bis 25, dadurch gekennzeichnet,
dass die Mittel (2) zur Anregung des Sicherheitselements einen Laser mit einer
voreingestellten Anregungswellenlänge größer als 900 nm verwenden.
27. Sensor nach einem der Ansprüche 13 bis 26, dadurch gekennzeichnet,
dass im Strahlengang des vom Sicherheitsdokument emittierten Strahls ein
Hohlspiegel vorgesehen ist, der die Strahlung bündelt und die unterschiedlichen
Höhen der Wert- und/oder Sicherheitsdokumente ausgleicht.
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DE10113268.9A DE10113268B4 (de) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | Sensor für die Echtheitserkennung von Sicherheitsmerkmalen auf Wert und/oder Sicherheitsdokumenten |
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Publication Number | Publication Date |
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