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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Wert- und/oder Sicherheitsdokument mit einem
Sicherheitselement, welches als eine aus einer Mehrzahl von Linien
gebildeten graphischen Darstellung ausgeführt ist, sowie einem maschinenlesbaren
Sicherheitselement, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen
Dokumentes, sowie ein Verfahren zur Auslesung des maschinenlesbaren
Sicherheitselementes.
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Stand der Technik und
Hintergrund der Erfindung.
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Grundsätzlich sind
verschiedene Methoden der Sicherung eines Wert- und/oder Sicherheitsdokumentes
gegen Fälschungen
aus der Praxis bekannt. Hierzu gehören einerseits Sicherheitsmerkmale,
die nicht oder nur mit vergleichsweise hohem Aufwand reproduzierbar
sind, wie graphische Darstellungen, die aus einer Vielzahl feiner
Linien gebildet sind. Hierzu gehören
insbesondere Guillochenmuster. Andererseits sind Sicherheitsmerkmale
bekannt, die ausschließlich
maschinenlesbar sind. Beispielsweise ist es aus der Literaturstelle
WO 03/051643 A1 bekannt, einzelne Pixel im Rahmen eines Tintenstrahldruckes
mit der Maßgabe
anzusteuern, dass ein geheimes und mit blossem Auge nicht erkennbares Muster
aus Punkten entsteht. Dieses Muster läßt sich unter Zuhilfenahme
von geeigneten Geräten,
beispielsweise Vergrößerungsgeräten, erkennen.
Dabei ist die maschinelle Auslesung eventuell mit dem Muster codierter Informationen
aufwändig
und unsicher, da eine exakte Orientierung des Musters gegenüber einer
Ausleseeinheit erforderlich ist. Zudem ist eine besondere Steuerung
der einzelnen Düsen
eines Tintenstrahldruckkopfes erforderlich und vermutlich sind andere
Druckverfahren als Tintenstrahldruck nicht oder nur unter erheblichem
Aufwand einsetzbar.
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Aus
der Praxis sind aus anderen technologischen Zusammenhängen maschinenlesbare
Codes bekannt, die aus einer Mehrzahl von benachbarten Linien bestehen,
wobei die Anzahl der benachbarten Linien, deren Breiten und/oder
deren Abstände
für definierte
Zeichen codieren. Eine weit verbreitete Variante eines solchen maschinenlesbaren
Codes ist der sogenannte Barcode. Bei einem Barcode handelt es sich
um relativ breite Linien, welche mit dem menschlichen Auge unschwer
zu erkennen sind. Die Auslesung eines Barcodes erfolgt, indem ein
Scanner in Richtungen orthogonal zur Längserstreckung der Linien die
Folge benachbarter Linien abtastet und das ausgelesene optische
Muster nach einem vorgegebenen Algorithmus in eine Zeichenfolge
umwandelt.
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Grundsätzlich besteht
ein ständiger
Bedarf an verbesserten maschinenlesbaren Sicherheitsmerkmalen, wobei
die Sicherheitsmerkmale mit dem menschlichen Auge nicht oder nur
sehr schwer erkennbar sein sollen. Auch soll die Reproduktionsgenauigkeit
herkömmlicher
Reproduktionsgeräte, insbesondere
Fotokopierer, nicht hinreichend für eine hinreichende Reproduktion
sein.
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Technisches Problem der
Erfindung.
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Der
Erfindung liegt daher das technische Problem zu Grunde, ein Sicherheitsmerkmal
anzugeben, welches einerseits mit hoher Sicherheit ausgestattet
ist, insbesondere nicht mit blossem Auge erkennbar ist, und andererseits
leicht maschinell auslesbar ist. Auch soll das Sicherheitsmerkmal
mit allen üblichen
Drucktechniken herstellbar sein.
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Grundzüge der Erfindung.
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Zur
Lösung
dieses technischen Problems lehrt die Erfindung, dass die in dem
Teilbereich angeordneten Linien in Hinblick auf Breite und/oder
Abstand der Linien mit der Maßgabe
ausgebildet sind, dass eine Folge der Linien in dem Teilbereich
für ein Zeichen
oder eine erste Zeichenfolge codiert.
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Mit
der Erfindung wird ein Sicherheitsmerkmal geschaffen, welches einerseits
so ausgebildet sein kann, dass es nicht ohne weiteres und mit blossem
Auge erkennbar ist, da das graphische Element als Bild aufgefasst
wird und nicht als eine Vielzahl von Linien. Dabei erscheinen Modulationen
von Breite und/oder Abstand der Linien als Helligkeitsunterschiede,
wodurch die Folge der Linien in dem Teilbereich in die graphische
Gestaltung insgesamt integriert und so dem menschlichen Auge verborgen werden
kann.
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Die
Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass mittels maschineller Auslesevorrichtungen
gegenüber
dem menschlichen Auge kleinste Unterschiede in Breite und/oder Abstand
einer Folge von Linien detektiert werden und so eine Modulation dieser
Größen zur
Codierung einer Information, insbesondere eines Zeichens oder einer
Zeichenfolge, genutzt werden kann.
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Des
weiteren lehrt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines
erfindungsgemäßen Wert- und/oder
Sicherheitsdokumentes, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrenstufen:
a) es wird dem Wert- und/oder Sicherheitsdokument ein Zeichen oder
eine Zeichenfolge zugeordnet, b) das Zeichen oder die Zeichenfolge
wird in eine Folge von benachbarten Linien umgewandelt, deren Breite
und/oder Abstand für
das Zeichen oder die Zeichenfolge nach einem vorgegebenen Code codiert,
c) es wird ein graphisches Element aus einer Mehrzahl, insbesondere
einer Vielzahl, von Linien erstellt, wobei in einem Teilbereich
des graphischen Elementes die Folge von benachbarten Linien gemäß Stufe
b) eingerichtet ist, d) das Wert- und/oder Sicherheitsdokument wird
mit dem graphischen Element aus Stufe c) bedruckt, wobei das graphische
Element und somit der Teilbereich desselben gegenüber einer
Bezugskante des Wert- und/oder Sicherheitsdokumentes in Position
und Ausrichtung definiert angeordnet und ausgerichtet ist.
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Die
Erfindung lehrt des weiteren ein Verfahren zur Auslesung einer maschinenlesbaren
ersten Zeichenfolge aus einem erfindungsgemäßen Wert- und/oder Sicherheitsdokumentes,
gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrenstufen: a) das Wert- und/oder
Sicherheitsdokument wird mit einer Bezugskante an einen Anschlag
einer Auslesevorrichtung angelegt, b) mit einem Scanner wird eine
Folge von benachbarten Linien in einem Teilbereich eines auf dem
Wert- und/oder Sicherheitsdokument angebrachten graphischen Element
abgetastet, c) die in Stufe b) abgetastete Folge von benachbarten
Linien wird in Hinblick auf Breite und/oder Abstand der Linien in
einer Auswerteeinheit analysiert und nach einem vorgegebenen Algorithmus
in ein Zeichen oder eine Zeichenfolge umgewandelt, d) das in Stufe
c) erhaltene Zeichen bzw. die Zeichenfolge wird auf einer mit der
Auswerteeinheit verbundenen Anzeigeeinheit zur Anzeige gebracht
und/oder in einer mit der Auswerteeinheit verbundenen Speichereinheit
abgespeichert.
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Definitionen
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Der
Begriff des Wert- und/oder Sicherheitsdokumentes umfasst insbesondere
Personalausweise, Reisepässe,
ID-Karten, Zugangskontrollausweise, Visa, Steuerzeichen, Tickets,
Führerscheine, Kraftfahrzeugpapiere,
Banknoten, Schecks, sowie Postwertzeichen.
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Ein
Substrat eines Wert- und/oder Sicherheitsdokumentes ist eine Trägerstruktur,
auf welche Informationen, Bilder und dergleichen aufgebracht, insbesondere
gedruckt, werden. Hiernach kann die Oberfläche des Substrates mit einer
in der Regel transparenten Deckschicht versehen werden. Als Materialien
für ein
Substrat kommen alle fachüblichen
Werkstoffe auf Papier- und/oder Kunststoffbasis in Frage.
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Der
Begriff der Maschinenlesbarkeit meint im Rahmen der Erfindung, dass
ein Sicherheitsmerkmal mit bloßem
Auge nicht oder nicht hinreichend deutlich wahrnehmbar ist, um eine
durch das Sicherheitsmerkmal dargestellte Information zu erkennen.
Vielmehr sind für
die Erkennung apparative Hilfsmittel erforderlich. Für die Erkennung
der durch das Sicherheitsmerkmal dargestellten oder codierten Information
können
ebenfalls apparative Hilfsmittel notwendig sein.
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Ein
graphisches Element bezeichnet eine Fläche oder Teilfläche auf
der Oberfläche
einer Wert- und/oder Sicherheitsdokumentes welche mittels so bedruckt
ist, dass der Druck dem menschlichen Auge ein Muster oder Bild darstellt.
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Linien
verlaufen im wesentlichen parallel, wenn der Winkel zwischen zueinander
benachbarten Linien weniger als 20°, vorzugsweise weniger als 10°, höchstvorzugsweise
weniger als 5°,
beträgt.
Parallele Linien müssen
nicht notwendigerweise geradlinig sein, es ist sogar bevorzugt,
wenn die Linien Kurvenlinien sind. Dann ist es erforderlich, dass
Parallelität
im vorstehenden Sinne jedenfalls im Teilbereich gewährleistet
ist.
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Ein
Teilbereich bezeichnet eine Teilfläche des graphischen Elementes,
innerhalb derer die Linien im wesentlichen parallel verlaufen. Dabei
fallen in den Teilbereich eine Anzahl an Linien, die erforderlich ist,
das Zeichen oder die erste Zeichenfolge zu codieren.
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Der
Begriff der Codierung bezeichnet eine ein-eindeutige Korrelation
zwischen den Variablen Breite der Linien und Abstand der Linien
mit einem Zeichen oder einer Zeichenfolge. Eine typische Codierung
ist der bekannte Barcode. Eine Umwandlung einer Linienfolge in ein
Zeichen oder eine Zeichenfolge erfolgt mittels eine Algorithmus,
welches die ein-eindeutige Korrelation umfasst.
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Ein
Zeichen kann insbesondere ein Buchstabe oder eine Zahl sein. Eine
Zeichenfolge kann sowohl Buchstaben als auch Zahlen enthalten.
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Eine
(erste und/oder zweite) Zeichenfolge ist individualisierend, wenn
sie für
ein bestimmtes Wert- und/oder
Sicherheitsdokument einzigartig ist, i.e. bei keinem anderen Dokument
angebracht ist.
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Eine
Zeichenfolge ist eine räumliche und/oder
zeitliche Aneinanderreihung von einzelnen Zeichen mit vorgegebener
Leserichtung.
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Zeichenfolgen
sind identisch, wenn beide Zeichenfolgen sowohl am Anfang, in der
Reihenfolge, sowie am Ende übereinstimmen,
insbesondere haben identische Zeichenfolgen die gleiche Anzahl von
Zeichen. Eine Zeichenfolge ist mit einer anderen Zeichenfolge teilidentisch,
wenn zumindest zwei aufeinander folgende Zeichen der einen Zeichenfolge mit
einer Teilfolge der anderen Zeichenfolge übereinstimmen. Ansonsten können die
Zeichenfolgen unterschiedliche Längen
aufweisen.
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Ein
Guillochenmuster ist ein nach definierten geometrischen Regeln verschlungenes
Schutzlinienwerk. Die Linien können
beispielsweise wellen-, bogen-, oder kreislinienförmig verlaufen.
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Der
Begriff der Liniendichte bezeichnet die Anzahl von verschiedenen
Linien, die innerhalb einer Flächeneinheit
zählbar
ist.
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Eine
Mehrzahl von Linien umfasst die Anzahlen 2 bis 10. Eine Vielzahl
von Linien umfasst die Anzahlen von 11 bis 10000, insbesondere 50
oder 100 bis 10000, Linien.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung
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Eine
Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Wert-
und/oder Sicherheitsdokument ist dadurch gekennzeichnet, dass das
graphische Element ein Guillochenmuster ist.
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Ein
Guillochenmuster wurde klassischerweise mittels einer Guillochiermaschine
hergestellt, beispielsweise durch Gravur einer Oberfläche. Dabei
ist das Gravurwerkzeug in allen drei Raumrichtungen beweg- und ansteuerbar.
Das eigentliche Muster wird durch Bewegungen parallel zur Oberfläche erzeugt. Die
Linienbreite kann durch Bewegungen orthogonal zur Oberfläche erzeugt
werden, da das Gravurwerkzeug typischerweise mit einer konisch verlaufenden Schneide
versehen ist. Durch geeignete Steuerung der Guillochiermaschine,
typischerweise durch Computersteuerung, lassen sich so Linienbreite
und/oder Abstand in dem Teilbereich nach Maßgabe der zu codierenden Zeichen
modulieren. Mit Erstellung einer Film- oder Folienkopie kann eine
Verkleinerung und Übertragung
auf eine zum Druck verwendete Glas- oder Metallplatte erfolgen.
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Der
Guillochendruck kann einfarbig oder mehrfarbig erfolgen, beispielsweise
mittels Intaglio Druck. Heutzutage wird das Guillochenmuster auf
einem Computer generiert, wobei Breite und/oder Abstand der Linien
im Teilbereich nach Maßgabe
der zu codierenden Zeichen moduliert werden. Das Muster kann dann
beispielsweise auf eine Folie ausgedruckt bzw. belichtet werden,
mittels welcher unter Einsatz phototechnischer Ätzverfahren eine Übertragung
des Musters auf die Oberfläche
einer Druckplatte erfolgt. Weiterhin alternativ kann das im Computer
erzeugte Guillochenmuster zur Steuerung eines Lasers verwendet werden,
wobei Laser und Druckplatte relativ zueinander bewegt und so das
Muster in die Oberfläche
einer Druckplatte eingebracht wird, z.B. mittels des Computer to
Plate Process, auch CTP Process genannt). Der Laser verdampft dabei
das Material der Platte, so dass eine linienförmige Vertiefung entsteht.
Die Breite der Linien kann dabei durch Modulation der Fokussierung
und/oder der Intensität
des Laserstrahles moduliert werden.
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Bevorzugt
ist es, wenn die Breite der Linien in dem Teilbereich zwischen 0,01
und 1 mm, insbesondere zwischen 0,01 und 0,2 mm, liegt. Innerhalb dieser
Grenzen kann die Breite variieren bzw. im vorstehenden Sinne moduliert
sein.
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Weiterhin
bevorzugt ist es, wenn die Liniendichte im Teilbereich zwischen
1 Linie je mm2 bis 100 Linien je mm2, insbesondere zwischen 10 Linien je mm2 und 100 Linien/mm2 beträgt.
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Der
Teilbereich weist gegenüber
einer Bezugskante des Wert- und/oder
Sicherheitsdokumentes eine definierte Position und/oder Ausrichtung
auf. Dadurch kann eine Auslesung lediglich durch Anschlag der Bezugskante
an eine Anschlagkante der Auslesevorrichtung erfolgen, da der Teilbereich
dann ohne Weiteres in den Auslesebereich, der Auslesevorrichtung
positioniert wird. Es wird sich empfehlen, dass die Positionierung
des Dokumentes gegenüber der Auslesevorrichtung
in zwei Dimensionen, bezogen auf die Oberfläche des Dokumentes, erfolgt.
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Das
Wert- und/oder Sicherheitsdokument kann zusätzlich eine maschinen- und/oder
personenlesbare zweite Zeichenfolge tragen, welche mit dem Zeichen
oder der ersten Zeichenfolge korreliert ist. Als zweite Zeichenfolge
kommt beispielsweise eine Seriennummer oder eine andere individualisierende Zeichenfolge
in Frage. In einer besonders einfachen Variante der Erfindung ist
das Zeichen oder die erste Zeichenfolge dann eine Prüfsumme einer
auf dem Wert- und/oder Sicherheitsdokument angebrachten zweiten
Zeichenfolge. Die erste Zeichenfolge kann aber auch mit der ersten
Zeichenfolge identisch oder teilidentisch sein. Dann ist es weiterhin
bevorzugt, wenn die erste Zeichenfolge für das Wert- und/oder Sicherheitsdokument
ebenfalls individualisierend ist. Durch Auslesung auch der zweiten
Zeichenfolge, beispielsweise mittels eines Scanners, kann dann eine Überprüfung auf
zutreffende Korrelation zwischen zweiter Zeichenfolge und Zeichen
bzw. erster Zeichenfolge erfolgen und so die Validität oder Invalidität des Wert-
und/oder Sicherheitsdokumentes überprüft werden,
vorzugsweise automatisch mittels der Auslesevorrichtung.
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Im
Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens,
ist es bevorzugt, dass das graphische Element auf das Wert- und/oder
Sicherheitsdokument oder auf ein Substrat des Wert- und/oder Sicherheitsdokumentes
aufgedruckt wird. Als Druckverfahren kommen beispielsweise in Frage:
Offsetdruck, Siebdruck, Tintenstrahldruck, Rastertiefdruck, (Stahl-
oder Kupfer-) Stichtiefdruck, Flexodruck, Gravurdruck und Buchdruck
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich Ausführungsformen
darstellenden Figuren näher
erläutert.
Es zeigen:
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1:
einen Reisepass mit einem erfindungsgemäßen Sicherheitsmerkmal,
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2:
einen Teilausschnitt aus dem Gegenstand der 1.
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In
der 1 erkennt man zunächst, dass der Reisepass 1 mit
einem graphischen Element 2 versehen ist, wobei das graphische
Element 2 aus einer Mehrzahl von zumindest in einem Teilbereich 3 im wesentlichen
parallel verlaufenden Linien 4 gebildet ist, wozu auf eine
vergleichende Betrachtung mit der 2 verwiesen
wird. Das graphische Element 2 ist mit einen Guillochenmuster 2 gebildet.
Das Guillochenmuster ist dabei aus Gründen der besseren Darstellung übertrieben
grob gezeichnet. Tatsächlich
beträgt
die Breite der Linien weniger als maximal 0,1 mm und die Liniendichte
ist höher
als 10 Linien je mm2.
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Insbesondere
in der 2 erkennt man, dass in dem Teilbereich 3 angeordneten
Linien 4 in Hinblick auf Breiten B1, B2, B3, B4 der Linien 4 mit der
Maßgabe
ausgebildet sind, dass die Folge der Linien 4 in dem Teilbereich 3,
betrachtet von unten nach oben, für ein Zeichen codiert. Die
Breiten B1, B2, B3, B4 der Linien 4 in dem Teilbereich 3 sind
dabei zwischen 0,01 und 0,1 mm, nach Maßgabe des zu codierenden Zeichens
moduliert.
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Wiederum
der 1 ist zu entnehmen, dass der Teilbereich 3 gegenüber zwei
Bezugskante 5a, 5b des Wert- und/oder Sicherheitsdokumentes 1 eine definierte
Position und Ausrichtung aufweist. Zusätzlich ist eine maschinen-
und personenlesbare zweite Zeichenfolge 6, eine Seriennummer 6,
eingerichtet, welche mit dem Zeichen korreliert. Dabei handelt es sich
bei dem Zeichen um eine Prüfsumme
der auf dem Wert- und/oder Sicherheitsdokument 1 angebrachten
Seriennummer 6.
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Ein
solches Wert- und/oder Sicherheitsdokument 1 läßt sich
herstellen, indem aus der Seriennummer 6 des Wert- und/oder
Sicherheitsdokument 1 ein Zeichen als Prüfsumme generiert
und dem Wert- und/oder Sicherheitsdokument 1 zugeordnet wird.
Dann wird das Zeichen oder die Zeichenfolge in die Folge von benachbarten
Linien 4 umgewandelt, deren Breite B (im Ausführungsbeispiel)
und/oder Abstand für
das Zeichen nach einem vorgegebenen Code, beispielsweise analog
einem Barcode, codiert. Dann wird ein graphisches Element 2 aus
einer Mehrzahl, insbesondere einer Vielzahl, von Linien 4 auf
einem Computer erstellt, wobei in einem Teilbereich 3 des
graphischen Elementes 2 die Folge von benachbarten Linien 4 gemäß Stufe
b) eingerichtet ist. Mittels des Computers wird das graphische Element 2 auf
eine Druckplatte übertragen.
Das Wert- und/oder Sicherheitsdokument 1 bzw. dessen Substrat
wird dann mit dem graphischen Element 2 aus Stufe c) bedruckt,
wobei das graphische Element 2 und somit der Teilbereich 3 desselben
gegenüber
einer Bezugskante 5 bzw. beiden Bezugskanten 5a, 5b des
Wert- und/oder Sicherheitsdokumentes 1 in Position und
Ausrichtung definiert angeordnet und ausgerichtet ist. Dies erfolgt
unschwer durch Ausrichtung des Substrates gegenüber der Druckplatte.
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Eine
Auslesung des Zeichens kann dadurch erfolgen, dass das Wert- und/oder
Sicherheitsdokument mit einer Bezugskante 5a an einen Anschlag
einer Auslesevorrichtung angelegt und b) mit einem Scanner die Folge
von benachbarten Linien 4 in dem Teilbereich 3 abgetastet
wird. Die in Stufe b) abgetastete Folge von benachbarten Linien
(4) wird in einer Stufe c) in Hinblick auf Breite B der
Linien 4 in einer Auswerteeinheit analysiert und nach einem
vorgegebenen Algorithmus, beispielsweise analog dem Barcode, in
das Zeichen umgewandelt. Das in Stufe c) erhaltene Zeichen wird
in einer Stufe d) auf einer mit der Auswerteeinheit verbundenen
Anzeigeeinheit zur Anzeige gebracht und/oder in einer mit der Auswerteeinheit
verbundenen Speichereinheit abgespeichert. Zusätzlich kann ein Scanner die
Seriennummer 6 auslesen und hieraus die Prüfsumme berechnen.
Das Ergebnis eines Vergleiches der Prüfsumme mit dem abgespeicherten
Zeichen kann dann angezeigt werden (Übereinstimmung/Nicht-Übereinstimmung), wodurch die
Validität
geprüft
ist.