-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Echtheitsüberprüfung
eines Sicherheitsdokuments gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
-
Sicherheitssysteme
von Wert- und Sicherheitsdokumenten, wie beispielsweise Banknoten, Personaldokumente,
Kreditkarten und dgl. beziehen sich jeweils auf bestimmte Echtheitsmerkmale,
die auf oder im Dokument angebracht sind, und auf den zugehörigen
Sensor, mit dem das Merkmal angeregt und analysiert werden kann.
Typische Echtheitsmerkmale sind fluoreszierende Pigmente, die bei
Anregung mittels eines speziellen Sensors aufleuchten und hierdurch
verifiziert werden können. Die Sensoren werden in Banknoten-Prüfautomaten
und Sortiermaschinen eingesetzt. In Abhängigkeit vom Erkennen
des zugehörigen Echtheitsmerkmals geben sie einen entsprechenden
Sortiersteuerbefehl aus, aufgrund dessen nicht verifizierbare Dokumente
ausgesondert werden.
-
Mit
steigenden technischen Fertigkeiten von Banknotenfälschern
sind in der Vergangenheit auch immer komplexere Echtheitsmerkmale
entwickelt worden, beispielsweise durch Einbindung von Fluoreszenzpigmenten
in strukturelle Merkmale des Banknotendrucks und durch spezielle
lumineszierende Substanzen bspw. mit Anti-Stokes-Fluoreszenz oder
Elektrolumineszenz, die nicht nur hinsichtlich ihrer chemischen
Zusammensetzung schwer nachzuahmen sind, bei denen vielmehr auch
nicht ohne weiteres festgestellt werden kann, was bei ihrer Verifizierung
genau analysiert wird und in welcher Weise die Auswertung erfolgt.
-
Aus
DE 197 08 543 A1 ist
ein Prüfgerät zur maschinellen Echtheitsprüfung
elektrolumineszierender Sicherheitsmerkmale von Wert- und Sicherheitsdokumenten
bekannt, welches zwei zueinander parallele Träger aufweist,
die einen Bewegungspfad für das zu prüfende Dokument
zwischen sich einschließen, und von denen zumindest einer
durchsichtig ist, wobei an der Innenseite der Träger planare Elektrodenanordnungen
zur Erzeugung eines elektrischen Wechselfeldes vorgesehen sind.
Bei der Prüfung durchsetzt das elektrische Wechselfeld
das Wert- und Sicherheitsdokument im Bereich von elektrolumineszenz-aktiven
Sicherheitsmerkmalen, die ein entsprechendes Lumineszenzlicht emittieren,
das auf der Seite des durchsichtigen Trägers detektiert und
einer Signalverarbeitung zugeführt wird.
-
Aus
der
EP 1 149 364 B1 ist
eine Vorrichtung zur Echtheitsüberprüfung von
Wert- und Sicherheitsdokumenten bekannt, die elektrolumineszierende
Sicherheitsmerkmale aufweisen. In dieser Vorrichtung wird mittels
Elektroden ein elektrisches Wechselfeld erzeugt, das die Sicherheitsmerkmale
zur Abstrahlung von Elektrolumineszenz-Strahlung anregt. Die Elektrolumineszenz-Strahlung
wird von einem Detektor erfasst und in Form eines entsprechenden
Messsignals einer Signalverarbeitung zugeführt. Die zu prüfenden
Sicherheitsdokumente durchlaufen die bekannte Vorrichtung im Stapelverarbeitungsbetrieb, wobei
zumindest eine der Elektroden federbelastet an die Oberfläche
des aktuell zu prüfenden Wert- und Sicherheitsdokuments
angepresst wird.
-
Mit
der Erfindung soll eine verbesserte Einrichtung zur Echtheitsüberprüfung
von Wert- und Sicherheitsdokumenten mit elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmalen
geschaffen werden, die insbesondere geeignet ist, Dokumente unabhängig
von ihrer jeweiligen Lage und Orientierung zu überprüfen.
-
Erfindungsgemäß wird
dies mit einer Vorrichtung zur Echtheitsüberprüfung
eines Wert- oder Sicherheitsdokuments erreicht, das zumindest ein
bei einer Anregungsfrequenz in einem Hochspannungs-Wechselfeld elektrolumineszierendes
Sicherheitsmerkmal aufweist. Die Vorrichtung weist eine Sensoreinheit
auf, die ein Anregungsmodul, ein Kondensorsystem und eine Detektoreinheit
umfasst, wobei das Sicherheitsdokument durch die Sensoreinheit bewegt
wird und das Lumineszenzlicht vom Kondensorsystem gesammelt und
auf die Detektoreinheit gerichtet wird, die das Lumineszenzlicht
erfasst und spektral auswertet, wobei das Anregungsmodul eine spaltförmige Öffnung
aufweist, die den Bewegungspfad des zu überprüfenden
Sicherheitsdokuments mit ihren gegenüberliegenden Begrenzungsflächen übergreift.
-
Bevorzugt
weist das Anregungsmodul zumindest ein Elektrodenpaar auf, wobei
die Elektroden des Paares unter Bildung eines Spaltes voneinander
beabstandet sind. Die Elektroden sind über Zuleitungen
oder kapazitive Ankopplung mit einer Spannungsquelle verbunden,
die sie im Betrieb mit einem Wechselstrom hoher Spannung versorgt.
-
In
vorteilhafter Weise sind Elektroden oder Elektrodenpaare auf beiden
Seiten der Öffnung vorhanden. Hierdurch ist sichergestellt,
dass unabhängig von der Lage oder Orientierung des zu überprüfenden
Sicherheitsdokuments stets eine optimale Anregung der elektrolumineszierenden
Sicherheitsmerkmale erreicht wird, da beide Seiten des Sicherheitsdokuments
im Wesentlichen auf gleiche Art und Weise angeregt werden. Unter „unabhängig
von der Lage oder Orientierung des Sicherheitsdokuments” ist
hierbei gemeint, dass es weder auf die Position der Ober- oder Unterseite
des Sicherheitsdokuments ankommt noch darauf, ob die Vorderkante
oder die Hinterkannte zuerst in die Öffnung des Anregungsmoduls
eingeführt wird. In allen Fällen erfolgt eine
zuverlässige Anregung, Erfassung und Analyse des Sicherheitsmerkmals
unabhängig davon, wo es auf dem Sicherheitsdokument angeordnet
ist.
-
In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden bezüglich
der Öffnung gegenüberliegende Elektroden mit Hochspannung
der selben Polarität versorgt. Bei Vorliegen je eines Elektrodenpaares
auf jeder Seite der Öffnung ergibt sich hierdurch eine
besonders intensive Anregung der elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmale
durch das in longitudinaler Richtung des Sicherheitsdokuments verlaufende
elektrische Feld. Ein derartiger Feldverlauf hat sich als besonders
geeignet erwiesen und führt zu einer höheren Lumineszenzlichtausbeute
als ein das Sicherheitsdokument in Querrichtung durchsetzendes elektrisches
Feld, wie es beim Stand der Technik üblich ist.
-
Bei
Verwendung eines Anregungsmoduls mit zwei oder mehr Elektroden kann
zumindest eine von ihnen mit einem leitfähigen Teil des
Gehäuses der Vorrichtung leitend verbunden sein, wobei
dieses selbstverständlich schon aus Sicherheitsgründen
geerdet sein muss. Eine Ankopplung kann wegen der Versorgung der
Elektroden mit hoher Wechselspannung auch kapazitiv erfolgen. Auch
in diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn zumindest eine Elektrode
in unmittelbarer Nähe eines leitfähigen Gehäuseteils
angeordnet ist, dann jedoch durch ein isolierendes Material von
diesem getrennt ist.
-
Vorzugsweise
weist das Anregungsmodul eine harte Schicht auf ihren zum Sicherheitsdokument
gerichteten Oberflächen auf, die vorteilhafterweise aus
keramischem Material besteht, wodurch eine verschleiß-
und abriebfeste Oberfläche für das Anregungsmodul
geschaffen wird.
-
Von
besonderem Vorteil ist, dass das Anregungsmodul abgesehen von den
Elektroden im Wesentlichen aus einem transparenten Isolationskörper gebildet
ist, der bevorzugt aus einer die Elektroden und gegebenenfalls die
abdeckende Keramikschicht einbettende Vergussmasse gebildet ist.
Hierbei kann mit Vorteil der Elektrodenblock zugleich als eine Linse
des Kondensorsystems ausgebildet werden, um möglichst viel
von dem durch den Elektrodenspalt tretenden Licht zu sammeln.
-
In
einer der Ausführungsformen der Erfindung ist mindestens
eine dritte Elektrode vorgesehen, wobei alle Elektroden auf einer
Seite eines Bewegungspfades des zu prüfenden Sicherheitsdokuments
derart angeordnet sind, dass sie zumindest zwei Spalte zwischen
sich bilden. Auf diese Weise kann das Sicherheitsdokument auf einer
großen Messbreite analysiert werden und eine Echtheitsüberprüfung
unabhängig von Lage und Orientierung des Dokuments ausgeführt
werden.
-
In
alternativer Ausgestaltung der Erfindung bilden die erste und zweite
Elektrode ein erstes Elektrodenpaar, dem ein zweites Elektrodenpaar
gegenüberliegt, das parallel zum ersten Elektrodenpaar
geschaltet oder von diesem kapazitiv angesteuert wird, wobei die
beiden Elektrodenpaare einen Bewegungspfad des zu prüfenden
Sicherheitsdokuments zwischen sich einschließen. In einer
weitere Ausführungsform sind die erste Elektrode auf einer
der beiden Seiten und die zweite Elektrode auf der gegenüberliegenden
Seite eines Bewegungspfades des zu prüfenden Sicherheitsdokuments
angeordnet, wobei die zweite Elektrode ein auf Massepotential liegendes
Gehäuseteil sein kann. Vorzugsweise kann die zweite Elektrode
dabei in die Sensoreinheit integriert sein und als aus der Sensoreinheit
herausragendes, den Bewegungspfad des zu prüfenden Dokuments gabelartig überdeckendes
Element ausgebildet sein. Eine weitere Alternative ergibt sich dadurch,
dass die erste und zweite Elektrode auf der gleichen Seite des Bewegungspfads
des zu prüfenden Dokuments angeordnet sind und auf der
gegenüber liegenden Seite eine potentiallose leitende Fläche
vorgesehen ist, die gegenüber der Maschine isoliert und
durch ein aufgeklebtes Blech oder eine aufgeklebte Folie realisiert ist.
-
Das
Kondensorsystem umfasst bevorzugt Lichtleiter, die im Bereich des
Spaltes angeordnet sind und das emittierte Licht in Richtung der
Detektoreinheit leiten. Auf diese Weise wird das vom Sicherheitsmerkmal
emittierte Licht zu einem größtmöglichen
Anteil erfasst. Außerdem können mit Lichtleitern
kurzbauende Sammeloptiken geschaffen werden, bspw. dadurch, dass
die Lichtleiter die Elektrode durchsetzen und so mit ihrer Eintrittsfläche möglichst
nahe an das Sicherheitsmerkmal heranreichen.
-
Die
Detektoreinheit zur spektralen Auswertung des vom Sicherheitsmerkmal
emittierten Lichts weist erfindungsgemäß einen
ersten Messkanal mit einem Farbfilter auf, wobei dieses einen bezogen
auf das Sicherheitsmerkmal charakteristischen Wellenlängenbereich
des Lichts zum Detektor durchlässt.
-
Bevorzugt
sind in der Detektoreinheit mehrere Messkanäle ausgebildet,
wobei durch Strahlteiler unterschiedliche Spektralbereiche des Lichts
voneinander getrennt und in den einzelnen Messkanälen weiterverarbeitet
werden. Hiermit lassen sich insbesondere auch mehrere unterschiedliche
Sicherheitsmerkmale simultan analysieren.
-
Von
besonderem Vorteil ist, wenn die Detektoreinheit einen mehrkanalig
spektral selektiven Detektor verwendet, was den Aufwand an Bauteilen
erheblich verringert.
-
Um
eine sehr genaue spektrale Analyse durchführen zu können,
wird die Detektoreinheit als Spektrometer ausgebildet, welches das
vom Kondensorsystem gesammelte Licht spektral zerlegt und einer
Mehrzahl von Detektoren, einer Detektorzeile oder einem Detektorarray
zur Auswertung der verschiedenen Spektralbereiche zuführt.
Ebenso kann das Spektrometer zur räumlichen Ausblendung
unerwünschter Spektralbereiche verwendet werden, wobei
nur ein Detektor pro interessierendem Spektralbereich erforderlich
ist.
-
Eine
besonders bevorzugtes Verifikationssystem ergibt sich, wenn durch
die Detektoreinheit der spektrale Verlauf der emittierten Lumineszenzintensität
analysiert wird, weil dann der spektrale Verlauf der Emission des
Sicherheitsmerkmals als zusätzliches Kriterium für
die Echtheit des Dokuments dient und von potentiellen Fälschern
nur sehr schwer nachgeahmt werden kann.
-
Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgen
Figurenbeschreibung.
-
Es
zeigen:
-
1a:
ein Ausführungsbeispiel für das Anregungsmodul
der Sensoreinheit in schematische Darstellung in Laufrichtung des
Sicherheitsdokuments, d. h. von der Seite, gesehen;
-
1b:
das Anregungmodul von 1a in einer schematischen Vorderansicht;
-
2:
eine schematische Teilansicht eines Anregungsmoduls nach der Erfindung;
-
3:
eine zweite Ausführungsform des Anregungsmoduls mit symmetrischem
Aufbau;
-
4a:
eine weitere Ausführungsform des Anregungsmoduls in einer
schematischen Vorderansicht;
-
4b:
die Ausführungsform nach 4a in einer
schematischen Seitenansicht;
-
5:
ein Anregungsmodul nach der Erfindung mit drei Elektroden;
-
6a und 6b:
Verschiedene Anordnungen von Elektroden, die in der Vorrichtung
zur Echtheitsüberprüfung verwendet werden können;
-
7:
ein Elektrodenpaar mit einer Deckschicht aus einem transparenten
keramischen Material;
-
8:
ein Elektrodenpaar mit einer integrierten Kondensorlinse;
-
9:
ein Ausführungsbeispiel einer Detektoreinheit; und
-
10:
ein Ausführungsbeispiel einer weiteren Detektoreinheit
mit zusätzlichem Strahlenteiler.
-
1a zeigt
ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße
Sensoreinheit 1 mit einem Anregungsmodul 2 in
einer schematischen Seitenansicht. Das hier dargestellte Anregungsmodul 2 besitzt eine
das zu überprüfende Sicherheitsdokument 4 übergreifende Öffnung
und enthält auf beiden Seiten der Öffnung hier
nicht gezeigte Elektroden. Diese werden zur Anregung der elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmale
mit elektrischer Wechselspannung versorgt. Die Sensoreinheit enthält
zudem mindestens ein Kondensorsystem 3 und einen Detektor 13 zur
Erfassung und Auswertung des vom angeregten Sicherheitsmerkmal emittierten
Lumineszenzlichts.
-
1b zeigt
die Anordnung nach 1a in einer Vorderansicht. Der
dem Sicherheitsdokument 4 zugeordnete Pfeil zeigt hierbei
in Richtung des Bewegungspfades des Sicherheitsdokuments durch die Vorrichtung.
Die Bewegung des Sicherheitsdokuments erfolgt hierbei in bekannter
Weise durch mechanische Antriebe. Selbstverständlich könnte
sie auch manuell durchgeführt werden, was insbesondere
beim ambulanten Einsatz zur Überprüfung von geringen
Stückzahlen von Sicherheitsdokumenten in Frage kommt.
-
In 2 ist
zur Veranschaulichung der Wirkungsweise eine schematische Teilansicht
einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit 1 dargestellt,
bei der nur eine Seite des Anregungsmoduls mit einem Elektrodenpaar
gezeigt ist. Das Anregungsmodul 2 umfasst zwei Elektroden
E1, E2, die einen Spalt 7 zwischen sich bilden. Die Elektroden
E1, E2 sind in einen durch eine Vergussmasse gebildeten Isolierkörper
zusammen mit einem die dokumentenseitige Oberfläche bildenden
Plättchen aus keramischem Material als Deckschicht 8 eingebettet.
Die Deckschicht 8 bildet damit eine harte, verschleißfeste Oberfläche,
die entlang der Bewegungspfads 10 des zu prüfenden
Sicherheitsdokuments 4 angeordnet ist. Mittels der Zuleitungen 6 wird
ein elektrisches Wechselfeld 5 an die Elektroden E1, E2
angelegt, welches das Sicherheitsdokument 4 und das Sicherheitsmerkmal 3 durchdringt
und letzteres zur Emission von Lumineszenzlicht anregt.
-
Das
durch den Spalt 7 tretende Lumineszenzlicht 11 wird
durch das Kondensorsystem 9 gesammelt und auf die Detektoreinheit 12 gerichtet
(siehe 9 und 10). Das emittierte Licht 11 des
angeregten Sicherheitsmerkmals 3 wird durch die beiden
Linsen des Kondensorsystems 9 auf dem Detektor 13 konzentriert.
Es durchläuft dabei ein Farbfilter 14, das nur
einen bestimmten Teils des Spektrums durchlässt und außerhalb
seines Transmissionsbereichs liegende Wellenlängen sperrt.
Auf diese Weise können die Elektrolumineszenz-Emissionen über ihre
spektrale Charakteristik detektiert werden. Für die Echtheitserkennung
muss die die Intensität der Emission dann bspw. eine Mindestschwelle
im relevanten Farbbereich überschreiten.
-
Die
in den 1a und 1b dargestellten Baugruppen
bilden eine kompakte Baueinheit, die ein für die Emission
des Sicherheitselements repräsentatives elektrisches Ausgangssignal
liefert, welches anschließend in einer nicht dargestellten
Signalverarbeitungseinrichtung weiterverarbeitet wird.
-
3 zeigt
in schematischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit, die einen
in Bezug auf den Bewegungspfad des Sicherheitsdokuments symmetrischen
Aufbau zeigt. Bei dieser Ausführung befinden sich auf beiden
Seiten der Sensoreinheit ein Kondensorsystem und eine Detektoreinheit
sowie bevorzugt je ein Elektrodenpaar. Die Anordnung entspricht
somit derjenigen nach 2, die jedoch zu beiden Seiten
des zu überprüfenden Sicherheitsdokuments vorhanden
ist. Mit einer solchen Bauform lässt sich eine optimale
Erfassung und Erkennung der elektroluminenszierenden Sicherheitsmerkmale
erreichen, die völlig unabhängig davon ist, auf
welcher Seite des Sicherheitsdokuments die elektrolumineszierenden
Sicherheitsmerkmale angeordnet sind. Der für die Anregung
der Elektrolumineszenz optimale Verlauf der Feldlinien der angelegten
Hochspannung, nämlich in Längsrichtung des Sicherheitsdokuments,
wird dadurch erreicht, dass in Bezug auf die inneren Begrenzugsflächen
des Anregungsmoduls gegenüberliegenden Elektroden jeweils
mit der selben Polarität und Phase der Hochspannung beaufschlagt
werden.
-
In 4a sind
die verschiedenen Elektrodenkonfigurationen dargestellt, die in
der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einsatz
kommen. Wie in 4a dargestellt kann das Anregungsmodul 2 auch auf
einer Seite der Öffnung nur eine der Elektroden E1 enthalten,
während eine zweite Elektrode E2 auf der anderen Seite
der Öffnung und damit des Dokuments 4 angeordnet
ist, wobei die beiden Elektroden den Bewegungspfad 10 des
Sicherheitsdokuments zwischen sich einschließen. Auch in
diesem Falle wird ein Spalt zwischen den Elektroden E1, E2 gebildet.
Durch das elektrische Wechselfeld 5 wird wiederum das Sicherheitsmerkmal 3 zur
Emission von Licht angeregt, das aus dem Spalt 7 über
das schematisch eingezeichnete Kondensorsystem 9 einer Detektoreinheit
zugeführt wird.
-
Eine ähnliche
Anordnung zeigt 4b. Hier ist die zweite Elektrode
E2 als aus der Sensoreinheit herausragende Gabel 24 ausgebildet,
durch die das Sicherheitsdokument 4 mit dem Sicherheitselement 3 hindurchbewegt
wird. Der Bewegungspfad 10 verläuft somit in dieser
Darstellung in zur Zeichenebene senkrechter Richtung. Damit das
vom Sicherheitselement 3 emittierte Licht vom Kondensorsystem
erfasst werden kann, ist in dieser Ausführung die Elektrode E1
durchsichtig. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass
das Konsdensorsystem Lichtleiter umfasst, welche die Elektrode E1
durchsetzen und das Licht vom Sicherheitselement aus dem Elektrodenspalt 7 zur
Detektoreinheit weiterleiten.
-
In 5 ist
eine weitere Variante dargestellt. Anregungsmodul 2 umfasst
die beiden Elektroden E1 und E2, die sich auf einer Seite des Dokuments 4 und des
Sicherheitselements 3 befinden. Auf der gegenüberliegenden
Seite steht ihnen eine potentiallose leitende Fläche FE
gegenüber, die gegenüber der Maschine isoliert
ist und bspw. durch eine auf ein geeignetes Maschinenteil aufgeklebte
metallische Folie oder ein Blech gebildet wird. Durch die Anregung über
das elektrische Wechselfeld 5, dessen Feldrichtung und
Feldlinien schematisch dargestellt sind, wird wiederum das Sicherheitsmerkmal
angeregt. Das emittierte Licht wird mit dem Kondensorsystem 9 und
einer Detektoreinheit, wie vorstehend beschrieben, der Weiterverarbeitung
zugeführt.
-
Mit
allen Ausführungsbeispielen wird somit eine Vorrichtung
geschaffen, in der ein Elektrodenblock, ein Kondensorsystem und
eine Detektoreinheit zu einer kompakten Baugruppe für eine
Sensoreinheit, zur Echtheitsüberprüfung von Elektrolumineszenz-Sicherheitsmerkmalen
auf Wert- und Sicherheitsdokumenten zusammengefasst werden können.
-
Die 6a und 6b zeigen
verschiedene Anordnungen von Elektroden, die in der Vorrichtung zur
Echtheitsüberprüfung verwendet werden können. In 6a ist
ein Anregungsmodul 2 dargestellt, bei dem nur die Elektroden
E1 auf einer Seite des Anregungsmoduls mit elektrischen Zuleitungen 6 für
die Hochspannung versehen sind. Die gegenüberliegenden
Elektroden eines anderen Elektrodenpaares E2 werden kapazitiv derart
angekoppelt, dass sich im Bereich zwischen den Elektroden der erwünschte
logitudinale Verlauf der elektrischen Feldlinien ergibt. Die in 6b dargestellte
Variante, bei der jede Elektrode E1, E2 mit elektrischen Zuleitungen 6 ausgestattet
ist, gestattet eine individuelle Beaufschlagung jeder Elektrode
E1, E2 mit Hochspannung.
-
7 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel des Anregungsmoduls 2.
Die Bezugszeichen für gleiche Bauteile werden darin beibehalten.
Die Elektroden E1, E2 sind zusammen mit einem Plättchen
aus keramischem Material als Deckschicht 8 in einen Isolationskörper
aus Kunststoff eingegossen. Dieser Isolationskörper ist
in vorteilhafter Weise selbst als Linse ausgebildet, wie in 8 dargestellt
ist und bildet damit einen Teil des Kondensorsystems 9.
Mittels der Zuleitungen 6 wird wiederum ein elektrisches Wechselfeld
angelegt, wodurch das Sicherheitselement 3 zu einer charakteristischen
Licht-Emission angeregt wird. Das durch den Spalt 7 tretende
Licht wird auf die Detektoreinheit gerichtet und spektral ausgewertet.
Hierzu kann sich in einer kompakten Baueinheit die zuvor anhand
von 1a beschriebene Detektoreinheit anschließen.
-
Eine
weitere Ausführungsform der Detektoreinheit 12,
die jeweils mit den zuvor beschriebenen Anregungsmodulen 2 kombiniert
werden kann, ist in 9 dargestellt. Durch Einfügung
eines Strahlteilers 15 und einer weiteren Detektoreinheit 17 ergeben
sich zwei Messkanäle, womit die Genauigkeit der Farbewertung
erheblich gesteigert werden kann. Vorzugsweise ist der Strahlteiler
breitbandig reflektierend im zu betrachtenden Spektralbereich. Er
kann aber auch als farbselektiver Strahlteiler ausgebildet sein.
Er teilt das durch das Kondensorsystem aufgenommene Licht im festen
Verhältnis z. B. 1:1 oder 1:2. Mindestens einer der dadurch
entstehenden Kanäle wird zusätzlich mit einem
speziellen Farbfilter 16 versehen, das nur das Licht des
relevanten elektrolumineszierenden Pigments oder einen bestimmten Anteil
davon durchlässt. Der andere Kanal erhält kein oder
ein breitbandiges Farbfilter und dadurch auch Licht anderer nichtrelevanter
Emissionen. Das Soll-Kanalverhältnis für das „echte” Pigment
ist dann z. B. 1:1. wird ein anderes Pigment mit anderer Spektralverteilung
verwendet, so erhält der Kanal mit dem speziellen Farbfilter 16 weniger
oder kein Licht, der breitbandige dagegen immer noch. Das Kanalverhältnis
wird ungleich 1:1, so dass das „falsche” Pigment
unterschieden und aussortiert werden kann. Diese Detektoreinheit
ist sehr empfindlich gegenüber spektralen Abweichungen.
Die Sortierung kann in der Weise erfolgen, dass ein bestimmtes Kanalverhältnis mit
einem bestimmten Toleranzbereich vorgegeben wird, innerhalb dessen
der Messwert liegen muss. Andernfalls wird das Dokument aussortiert.
Die in 9 dargestellte Anordnung kann sehr kompakt gebaut
werden und bildet mit den Elektroden nach 1 bis 7 eine
kompakte Baueinheit einer Sensoreinheit nach der Erfindung.
-
In
einer weiteren Ausführungsform gemäß 10 wird
ein weiterer Strahlteiler 18 und damit eine weiterer Messkanal
hinzugenommen. Ein Lichtanteil kurzer Wellenlänge wird
am ersten Strahlteiler reflektiert und auf den Detektor 19 gerichtet,
der Rest wird durchgelassen. Am nächsten Strahlteiler 16 wird ein
mittlerer Wellenlängenbereich reflektiert und dem Detektor 17 zugeführt.
Der verbleibende langwellige Lichtanteil trifft auf den Detektor 13.
Auch eine anderer Reihenfolge der Abspaltung der Lichtanteile unterschiedlicher
Wellenlänge ist ohne weiteres möglich. Die jeweiligen
Strahlteiler und die von ihnen reflektierten Wellenlängenbereiche
können an die zu analysierenden Pigment-Emissionen angepasst
werden. Vor jedem Detektor kann zur besseren Diskriminierung der
Spektralanteile ein Farbfilter 14, 16, 20 vorgesehen
werden. Über die Kanalverhältnisse kann ein vergleichsweise
großer Wellenlängenbereich auf drei diskrete Werte
abgebildet werden. Das „echte” Pigment kann hierdurch
sehr genau von evtl. Fälschungen unterschieden werden.
Für die Aufspaltung des Lichts kommen bevorzugt dichroitische Spiegel
zum Einsatz, die das auftreffende Licht in Abhängigkeit
von seiner Wellenlänge (Farbe) reflektieren oder durchlassen.
Derartige Spiegel können damit die Kombination von Strahlteiler
plus Farbfilter ersetzen. Ebenso können als Strahlteiler
im Sinne vorliegender Erfindung Lichtlei terbündel eingesetzt
werden, die eine Eintrittsfläche aufweisen, das Licht aber in
mehrere räumlich getrennte Austrittsflächen aufspalten.
-
Die
genaueste spektrale Bewertung erhält man durch den Einsatz
eines Spektrometers, wie dies nachfolgend beschrieben wird. Dieses
Beispiel betrifft ein Prismenspektrometer. Es lassen sich aber auch
andere Spektrometer verwenden, wie z. B. Transmissions- oder Reflexionsgitterspektrometer. Hierbei
wird das Licht in Abhängigkeit von der Wellenlänge
unterschiedlich stark abgelenkt. Bei diesem Prisma wird das Licht
um so stärker abgelenkt, je kurzwelliger es ist. Die Bilder
des Eintrittsspalts des Spektrometers können damit je nach
Farbe räumlich getrennt werden, wobei vorzugsweise der
Elektrodenspalt 7 als Eintrittsspalt des Spektrometers
dient. Der Detektor kann dann so positioniert werden, dass er nur
Licht der für das Sicherheitselement relevanten Wellenlänge
erfasst, während andere Spektralbereiche ausgeblendet werden.
Umgekehrt kann aber auch eine Detektorzeile oder ein Detektorarray
vorgesehen und damit ein größerer Spektralbereich ausgewertet
werden. Detektorarrays bieten darüberhinaus auch die Möglichkeit,
durch spaltenweises Aufsummieren von Signalen die Empfindlichkeit
zu steigern.
-
- E1
- Elektrode
- E2
- Elektrode
- E1'
- Elektrode
- FE
- potentiallose
leitende Fläche
- 1
- Sensoreinheit
- 2
- Anregungsmodul
- 3
- Sicherheitsmerkmal
- 4
- Sicherheitsdokument
- 5
- Wechselfeld
- 6
- elektrische
Zuleitung
- 7
- Spalt
- 8
- keramisches
Material
- 9
- Kondensorsystem
- 10
- Bewegungspfad
- 11
- Lumineszenzlicht
- 12
- Detektoreinheit
- 13
- Detektor
- 14
- Farbfilter
- 15
- Strahlteiler
- 16
- Farbfilter
- 17
- Detektor
- 18
- Strahlteiler
- 19
- Detektor
- 20
- Farbfilter
- 24
- gabelartige
Elektrode
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 19708543
A1 [0004]
- - EP 1149364 B1 [0005]