DE102013009700A1

DE102013009700A1 - Verfahren zur Unterstützung der Echtheitsprüfung eines Wertdokuments

Info

Publication number: DE102013009700A1
Application number: DE102013009700A
Authority: DE
Inventors: Michael Baldischweiler; Wolfgang Rankl; Karlheinz Mayer
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient ePayments GmbH
Priority date: 2012-06-13
Filing date: 2013-06-10
Publication date: 2013-12-19
Anticipated expiration: 2033-06-11
Also published as: DE102013009700B4

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Unterstützung der Echtheitsüberprüfung insbesondere einer Banknote (10), die an einer Oberseite (12) eine Reliefstruktur (13) aufweist. Eine zu prüfende Banknote (10) wird auf ein berührungsempfindliches kapazitives Display (2) eines Prüfgerätes (3) aufgelegt, so dass die Reliefstruktur (13) auf der Oberfläche (21) des Displays (2) aufliegt. Ein Nutzer (1) berührt die abgewandte Oberseite (11) der Banknote (10) an wenigstens einer Berührungsfläche (5), welche der Reliefstruktur (13) rückseitig gegenüberliegt. Durch die Berührung bewirkte Kapazitätsänderungen werden durch das Display (2) erfasst. Durch das Prüfgerät (3) wird ein topgraphisches Abbild der erfassten Kapazitätsänderungen erstellt und mittels eines Algorithmus auf Vorliegen bestimmter Muster ausgewertet, um auf die Echtheit oder weitere Eigenschaften des Wertdokuments (10) zu schließen.

Description

Gegenstand der Erfindung ist die Echtheitsüberprüfung von dünnen flächigen Wertdokumenten, die ein Sicherheitsmerkmal in Form einer Reliefstruktur tragen. Gegenstand der Erfindung ist insbesondere die Überprüfung von Banknoten, die mit einem Stichtiefdruckrelief ausgestattet sind.
Banknoten werden häufig mit Stichtiefdruckreliefs versehen. Die Herstellung solcher Stichtiefdruckreliefs ist aufwändig und schwer nachzuahmen. Stichtiefdruckreliefs dienen deshalb als Sicherheitsmerkmal, das zudem in der Regel taktil wahrnehmbar und von einem Nutzer deshalb leicht zumindest auf Plausibilität überprüfbar ist. Für eine maschinelle Überprüfung wurde in einem Artikel der Hochschule Ostwestfalen-Lippe (verfügbar im Internet unter: http://www.heise.de/tr/artikel/Smartphone-warnt-vor-Blueten-1440940.html) eine optische Methode vorgeschlagen, die mit einem Handy ausführbar ist, das über eine ausreichend gute Kamera verfügt. Auf das Handy wird dazu eine Applikation geladen, die dazu eingerichtet ist, aufgenommene Fotos einer Spektralanalyse und einer Klassifikation zu unterziehen. Eine zu prüfende Banknote wird sodann fotografiert. Das Foto wird von der Applikation ausgewertet. Das Ergebnis ist eine Aussage über eine Eigenschaft der fotografierten Banknote, sie wird dem Nutzer zur Anzeige gebracht. Das Verfahren basiert auf der Erzeugung eines hinreichend guten Fotos der zu prüfenden Banknote, was nicht immer möglich ist, etwa bei Dunkelheit.
Aus der noch nicht veröffentlichten deutschen Patenanmeldung 10 2011 119 852.4 ist weiterhin ein Verfahren zur Prüfung von Banknoten mit Hilfe eines kapazitiven Displays bekannt, das ebenfalls mit einem Handy durchführbar ist. Das Verfahren richtet sich auf Banknoten die beidseitig elektrisch leitfähige Strukturen aufweisen, die galvanisch oder kapazitiv miteinander verbunden sind. Die solchermaßen beschaffene Banknote wird auf das kapazitive Display aufgelegt und rückseitig vom Nutzer mit einem Finger oder einem Hilfsmittel berührt. Die Berührung führt auf der abgewandten, auf der Oberfläche des kapazitiven Displays aufliegenden Seite der Banknote zu einer Kapazitätsänderung, die von dem kapazitiven Display erkannt und im Handy ausgewertet wird. Erkannt werden insbesondere geometrische Formen, etwa von alphanumerischen Zeichen, oder auch Tiefenlagen von elektrisch leitfähigen Strukturen, etwa von Sicherheitsfäden. Das Verfahren bedingt, dass die geprüften Banknoten elektrisch leitfähige Strukturen aufweisen.
Viele Endgeräte umfassen mittlerweile ein kapazitives Display mit einer berührungsempfindlichen Anzeige. Solche Displays sind beispielsweise von Tablet-PCs und Mobilfunkendgeräten bekannt, wie beispielsweise dem iPhone^® oder iPad^® der Firma Apple^®. Kapazitive Displays nutzen die Ableitung angelegter Spannungen auf jeweiligen Sensorflächen des Displays. Die Oberfläche eines Glasträgers des Displays bildet hierbei Kapazitäten, die bei Berührung mit einem Finger oder einem geeigneten Hilfsmittel ihren Wert verändern. Diese Änderungen werden von einer mit dem Display gekoppelten Logik ermittelt und in Koordinaten des Displays umgerechnet. In der Veröffentlichung „Projected Capacitive Touch Screens" von G. Barrett, R. Obote; Published in the Information Display Magazine, Official Monthly Publication of the Society for Information Display (Document No.: 6500468) ist die Funktionsweise von berührungsempfindlichen kapazitiven Displays (sog. Touch Panels oder Displays) sowie deren Aufbau beschrieben.
Zur Fälschungssicherung von Banknoten oder Verpackungen ist es bekannt, diese mit einem Stichtiefdruckrelief zu versehen, das als fühlbares Sicherheitsmerkmal dient. Zur Ausführung solcher Stichtiefdruckreliefs existieren verschieden Lösungen. Eine Stichtiefdruck-Lösung ist beispielsweise unter der Bezeichung PEAK^® (Printed Embossed Anticopy Key) Pixel bekannt. Dabei wird ein mehrfarbiges und fühlbares Druckbild aus kleinsten Punkten, den Pixeln, erzeugt, das beim Kippen und Drehen ein zweites Bildmotiv zeigt.
Unter der Bezeichnung FIT (Fine Intaglio Technology) ist eine andere Stichtiefdruck-Lösung bekannt, die auf einer computerbasierten und hochauflösenden Gravurtechnik beruht. Eine hochpräzise Gravurmaschine überträgt dabei ein digital erstelltes Design direkt auf eine Stichtiefdruckplatte. Varianten der genannten Lösungen sind etwa unter der Bezeichnung PEAK, FITAGLIO^® oder FIT-Vampir bekannt.
Aus der DE 1474903 A1 ist ein Verfahren zur Prüfung der Echtheit von Banknoten bekannt, bei welchem die Farbschichtdicke überprüft wird, indem die Note zwischen zwei gegenüberliegenden Elektroden hindurch bewegt wird. Diese Elektroden stellen den Kondensator eines HF-Schwingkreises dar. Beim Hindurchbewegen der Noten entsteht eine Resonanzfrequenzänderung, die ein Maß für die Farbschichtdicke darstellt. Ferner ist es aus diesem Dokument bekannt, mittels eines taktilen Messfühlers die Dickenänderungen zwischen bedruckten und nicht bedruckten Stellen einer Banknote zu ermitteln. Beide Messverfahren erfordern jedoch das Bereitstellen aufwendiger und zum Teil sehr teurer Messtechnik. Dies führt dazu, dass insbesondere kleinere Unternehmen nicht im Stande sind, die dazu notwendigen Investitionen zu tätigen.
Aus der US 2010/0084542 A1 ist ein Sensor bekannt, mittels welchem beispielsweise der Fingerabdruck eines Fingers oder ein Oberflächenmuster eines Objektes gemessen werden kann, in dem die Kapazitätsveränderung zwischen „Bergen” und „Tälern” eines Fingerabdrucks gemessen wird. In dieser Anmeldung wird das Messprinzip beschrieben. Die Verwendung des Messprinzips zum Erfassen von Topographien, eines Wertdokuments, im Zusammenwirken mit einem Gliedmaß wird nicht beschrieben.
Aus der EP 2 458 526 A1 ist es weiterhin bekannt, mit einem Touchscreen Informationen von einem Informationsträger einzulesen, wobei der Informationsträger mit einem dielektrischen und/oder leitenden Muster versehen ist. Dazu wird der Informationsträger ohne Zuhilfenahme weiterer Einrichtungen über den Touchscreen bewegt. Die Kapazitätsänderung erfolgt ausschließlich aufgrund des dielektrischen und/oder leitenden Musters. Die einzigen Informationen, die verwertet werden können, beruhen also auf kapazitiven Veränderungen an den Stellen, an denen die dielektrischen und/oder leitenden Muster aufgedruckt sind. Kapazitive Veränderungen, wie sie beispielsweise aufgrund der Veränderung der Dicke des Informationsträgers entstehen, werden nicht berücksichtigt. Stattdessen ist es erforderlich, eine spezielle dielektrische und/oder leitende Schicht auf den Informationsträger aufzubringen. Ein Erfassen einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur wird nicht offenbart.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein mit einem Handy durchführbares Verfahren anzugeben, das die Bestimmung der Echtheit von Banknoten ohne besondere leitfähige Strukturen erlaubt.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruchs. Die Erfindung beruht auf der Feststellung, dass zumindest dünne flächige Wertdokumente auch dann eine von einem kapazitiven Display messbare Kapazitätsänderung bewirken können, wenn sie keine leitfähigen Strukturen aufweisen. Als messbar und erkennbar haben sich besonders Schwankungen in der Dicke solcher Wertdokumente erwiesen. Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass es auf üblichen persönlichen tragbaren Geräten mit kapazitivem Display wie Handys oder Tabletcomputern ausführbar ist, ohne dass die Geräte dazu hardwaremäßig angepasst werden müssen. Das Verfahren kann vielmehr auch auf vorhandenen Geräten nachträglich eingerichtet werden, indem eine Softwareanwendung, z. B. in Form einer sogenannten „App”, installiert wird, die das Gerät zu einem Prüfgerät macht und es zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einrichtet. Das Verfahren hat weiter den Vorteil, dass es insbesondere die Erkennung unterschiedlicher Stichtiefdrucksicherheitsmerkmale ermöglicht. Beispielsweise kann zwischen PEAK-Pixeln und FIT-Halbtönen unterschieden werden. In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zusätzlich zu den durch die kapazitive Erfassung gewonnenen Messwerten die Signale weiterer Sensoren herangezogen. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:
1 im Querschnitt die Situation bei der Prüfung einer Banknote,
2 ein kapazitives Ersatzschaubild der Prüfungssituation nach 1,
3 im Querschnitt eine Banknote mit einem Stichtiefdruckrelief, und
4 eine denkbare Messsignalstärkeverteilung entlang dem Querschnitt nach 3.
Die Erfindung richtet sich auf die Prüfung von Wertdokumenten. Unter Wertdokument wird dabei grundsätzlich jede Art von flächigem dünnem Dokument verstanden, die durch zumindest ein Sicherheitsmerkmal gegen Manipulation und/oder Nachahmung geschützt ist. Beispiele für solche Wertdokumente in diesem Sinne sind z. B. Banknoten, Ausweise, oder Beipackzettel. Für die nachfolgende Beschreibung wird, ohne dass dies eine Beschränkung darstellen soll, für das Wertdokument stets von einer Banknote ausgegangen. Das beschriebene Verfahren eignet sich aber ebenso zur Prüfung anderer dünner flächiger Wertdokumente, etwa zur Prüfung der erwähnten Ausweise oder Beipackzettel. Grundsätzlich eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren für die Prüfung von Wertdokumenten mit einer Dicke von bis zu 200 μm. Auch größere Dicken sind möglich, jedoch erhöhen sich dann die Anforderungen an die Auswertung.
1 veranschaulicht eine typische Prüfsituation bei der Prüfung einer Banknote 10 durch einen Nutzer 1. Die Banknote 10 liegt dabei auf der Oberseite 21 eines berührungsempfindlichen kapazitiven Displays 2 auf, das Teil eines Prüfgerätes 3 ist.
Das nachfolgend einfach Display genannte berührungsempfindliche kapazitiven Display 2 umfasst dabei eine im folgenden Displayscheibe genannte Abdeckglasscheibe 20, an deren Unterseite eine Sensorschicht 30 zur Erfassung kapazitiver Veränderungen angeordnet ist. Die Sensorschicht 30 ist mit einer Auswertungseinheit 40 verbunden, die mittels entsprechender Software konfigurierbar ist, so dass sie unterschiedliche Auswertungen durchführen kann. Das Prüfgerät 3 kann z. B. Teil eines Handys oder eines Tabletcomputers oder auch vieler anderer Geräte 3 sein. Die Software zur Konfiguration der Auswerteeinheit 40 kann als Anwendung über die Luftschnittstelle oder gespeichert auf einem Datenträger, etwa einer Speicherkarte, bereitgestellt werden.
Die Banknote 10 weist an ihrer auf der Displayscheibe 20 aufliegenden Oberseite 12 eine dreidimensionale Reliefstruktur 13 auf, die ein Sicherheitsmerkmal gegen Manipulation und Nachahmung bildet. Die Reliefstruktur 13 kann insbesondere Stichtiefdruckrelief 13 sein. Sie erhebt sich an ihren höchsten Stellen 60 bis 110 μm über die Normaloberfläche 12 der Banknote 10. Die Reliefstruktur 13 kann beispielsweise ein PEAK- oder FIT-Sicherheitsmerkmal bilden.
An der nach außen weisenden Oberseite 11 berührt ein Nutzer 1 z. B. mit einem oder mehreren Fingern oder mit der gesamten Handfläche die Banknote 10. Alternativ kann „das Berühren” mit einem leitfähigen Eingabestift oder einem für die Verwendung mit kapazitiven Displays 2 geeigneten Eingabehilfsmittel erfolgen. Die Berührung erfolgt flächig und unter Druck so, dass eine Berührungsfläche 5 entsteht und die Banknote 10 mit der der Berührungsfläche 5 gegenüberliegenden Auflagefläche 5' gegen die Displayscheibe 20 gedrückt wird. Die Auflagefläche 5' entspricht zweckmäßig der gesamten Fläche der Reliefstruktur 13, zumindest aber einer Teilfläche davon. Die Banknote 10 wird im Bereich der Auflagefläche 5' so gegen die Displayscheibe 20 gedrückt dass sie in dem angedrückten Bereich verwellungsfrei auf der Displayscheibe 20 aufliegt.
Die Sensoreinrichtung 30 erlaubt mit hoher Ortsauflösung die Messung von Kapazitätsverteilungen. Sie ist hierzu z. B. als Matrix mit einer Vielzahl von in Reihen und Zeilen angeordneten Einzelsensorelementen 30.n, 30.m betreibbar, wie dies in 1 angedeutet ist. Weitergehende Hinweise zu Aufbau und Funktion von Displays 2 mit entsprechenden Sensoreinrichtungen 30 finden sich z. B. in der eingangs erwähnten Veröffentlichung „Projected Capacitive Touch Screens" von G. Barrett, R. Obote.
In der in 1 dargestellten Prüfsituation erfasst die Sensoreinrichtung 30 die Kapazitätsverteilung die sich zwischen der Sensoreinrichtung 30 und der Berührungsfläche 5 ergibt. Aus den erfassten Kapazitätswerten erzeugt die Auswerteeinheit 40 ein topographisches Bild der Kapazitätsverteilung an der Berührungsfläche 5.
Der Auswerteeinheit 40 wird weiterhin ein Algorithmus zur Echtheitsprüfung bereitgestellt. Die Bereitstellung des Algorithmus kann bei Ausführung des Prüfgerätes 3 in Form eines Handys beispielsweise in einfacher Weise in Form einer Anwendung („App”) erfolgen, die über die Luftschnittstelle an das Handy übertragen wird.
Mit Hilfe des Algorithmus wertet die Auswerteeinheit 40 das gewonnene topographische Abbild auf Vorliegen bestimmter vorgegebener Muster aus. Aus den gefundenen Ergebnissen erzeugt die Auswerteeinheit 40 eine Angabe, welche eine Eigenschaft der geprüften Banknote 10 beschreibt. Zweckmäßig vergleicht der Algorithmus die gefundene Eigenschaft mit vorgegebenen Werten, um eine Aussage zur Echtheit der geprüften Banknote 10 abzuleiten. Die abgeleitete Echtheitsaussage und/oder die gefundene Eigenschaft gibt die Auswerteeinheit 40 über eine Anzeige des Prüfgerätes 3 an den Nutzer 1 aus. Zusätzlich können andere Angaben zu der geprüften Banknote 10 angezeigt werden, beispielsweise eine Währung oder eine Denomination.
2 zeigt ein vereinfachtes kapazitives Ersatzschaubild der Prüfsituation gemäß 1. Bestimmt werden die Kapazitäten 10.1, 10.2, 10.3 ... 10.n, die durch die Banknote 10 im Bereich der Berührungsfläche 5 erzeugt werden. Alle übrigen involvierten Kapazitäten sind konstant bzw. erzeugen einen konstanten Offset.
Die Erfindung beruht auf der Feststellung, dass zumindest dünne flächige Wertdokumente auch dann eine von einem kapazitiven Display messbare Kapazitätsänderung bewirken können, wenn sie keine leitfähigen Strukturen aufweisen. Messbar sind dadurch insbesondere Schwankungen in der Dicke bzw. der Reliefhöhe einer Banknote 10 oder Änderungen im Dielektrikum z. B. durch unterschiedliche Farbschichtdicken. Beides kann durch den Stichtiefdruck erzeugt werden.
Ein Modell zur Erläuterung der Durchführbarkeit einer solchen Prüfung ist in den 3 und 4 dargestellt. Die dazu gegebenen Ausführungen sind allerdings ausschließlich als Modell zur Darlegung der Plausibilität der grundsätzlichen Erkennbarkeit von Reliefstrukturen zu verstehen. Die richtige physikalische Beschreibung einer tatsächlichen Prüfsituation kann abweichend sein.
3 zeigt modellhaft und nicht maßstäblich im Querschnitt einen Abschnitt einer Banknote 10, in die als Reliefstruktur 13 ein Stichtiefdruckrelief eingebracht wurde. Das Stichtiefdruckrelief 13 ist an der in 3 nach oben weisenden Unterseite 12 der Banknote ausgebildet. Es zeigt eine Konturlinie, die in dem Beispiel eine mehrstufige Ergebung 131, eine zweistufige Erhebung 133 und zwei einstufige Erhebungen 132, 134 gegenüber der Normaloberfläche 12 der Banknote 10 aufweist. Die Erhebungen sind, wie in der Praxis häufig anzutreffen, zusätzlich mit einer Farbschicht 14 überdeckt.
An der gegenüberliegenden Unterseite 11 der Banknote 10 ist korrespondierend zu den Erhebungen 131, 132, 133, 134 und in abgeschwächter Form eine Vertiefungsstruktur 16 mit einer Folge von Vertiefungen 161, 162, 163, 164 ausgebildet. Die Vertiefungen 161, 162, 163, 164 ergeben sich typischerweise durch die Herstellung der Reliefstruktur 13 an der gegenüberliegenden Oberseite 12.
Durch die Reliefstruktur 13 bzw. die Vertiefungsstruktur 16 in Verbindung mit dem Farbauftrag 14 besitzt die Banknote 10 in der Fläche eine variierende Dicke. Die Standarddicke der Banknote 10 beträgt im Beispiel der 3 h₀. An den Gipfelpunkten der Erhebungen 131, 132, 133, 134 der Reliefstruktur 13 ist die Gesamtdicke der Banknote 10 dagegen größer und hat beispielsweise die Werte h₁ oder h₂.
Wird der in 3 gezeigte Banknotenausschnitt in eine Prüfsituation gemäß 1 gebracht und die zugehörige Kapazitätstopographie erfasst, ergibt sich beispielsweise eine Kapazitätsverteilung, wie sie als Anschauungsmodell in 4 dargestellt ist. An den Orten A, an denen die Dicke der Banknote 10 der Standarddicke h₀ entspricht, ergeben sich danach die größten Messwerte, während an den Orten größerer Dicken h₁, h₂ kleinere Messwerte A', B, C, D entstehen.
Die gefundene Messwertverteilung kann beispielsweise mit einer vorgegebenen Referenzverteilung verglichen werden. Aus dem Ergebnis kann z. B. eine Aussage zur Echtheit einer geprüften Banknote 10 abgeleitet werden. Die Aussage kann z. B. in einer prozentualen Übereinstimmungsangabe bestehen. Im Falle einer 100%igen Übereinstimmung kann auf eine echte Banknote geschlossen werden, während im Falle einer fehlenden Übereinstimmung von einer Fälschung auszugehen ist. Bei Zwischenwerten, z. B. bei einer 50%igen Übereinstimmung, kann z. B. auf eine verschlissene Banknote geschlossen werden.
Da die Unterschiede in der Kapazitätsverteilung in der Regel klein sind, ist zweckmäßig vorgesehen, die Erfassung der Kapazitätsverteilung in einer Prüfsituation in Form eines mehrfach wiederholten Scan-Vorganges durchzuführen. Die Wiederholungen werden dabei zweckmäßig zumindest teilweise mit variierenden Erfassungsparametern durchgeführt. Bei unterschiedlichen Scan-Durchgängen wird etwa die Eingangsempfindlichkeit der Sensoreinrichtung 30 variiert.
Das gewonnene kapazitive topographische Abbild kann auf verschiedene Weise ausgewertet werden. In einer ersten Variante wird nach bestimmten geometrischen Mustern gesucht, beispielsweise nach Kanten oder Linien. In einer etwas aufwendigeren Ausgestaltung der geometrischen Analyse kann nach räumlichen Strukturen gesucht werden, etwa nach Halbkugeln. Diese besitzen in ihrer Mitte ein Messwertmaximum bzw. -minimum, das nach außen hin radial gleichmäßig zu geringeren bzw. höheren Werten abfällt bzw. ansteigt.
In einer weiteren Auswertungsstufe können die gefundenen geometrischen Strukturen auf ihre Orientierung hin geprüft werden. Weiterhin können die gefundenen geometrischen Strukturen auf ihre örtliche Frequenz hin geprüft werden.
Durch Erkennung von Halbkugeln, ihrer Verteilung und ihrer örtlichen Frequenz kann beispielsweise das Sicherheitsmerkmal PEAK-Pixel geprüft werden. Durch Erkennung von Linien, ihrer Frequenz und ihrer Orientierung kann das Merkmal PEAK geprüft werden.
Durch Erkennung von Linien, ihrer Ausrichtung und ihrer örtlichen Frequenz kann das Merkmal FIT-Halbton geprüft werden.
Durch Erkennen von scharfen Rändern, die geometrische Strukturen mit weicheren Übergängen einschließen, kann das Merkmal FIT-Vampir geprüft werden.
Zur weiteren Erhärtung gefundener Messergebnisse kann in einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung die Heranziehung der Messwerte von zusätzlichen Sensoren erfolgen. In einer ersten Variante wird die zu prüfende Banknote 10 hierzu zusätzlich fotografiert und das erzeugte Foto beispielsweise auf Vorliegen von gleichen geometrischen Strukturen geprüft, die auch bei der kapazitiven Messung gewonnen wurden. Die Erstellung eines Fotos kann z. B. mit einer in das Prüfgerät 3 eingebauten Fotokamera oder mit einer bereitstehenden „Web-Cam” erfolgen, die in Richtung des Displays 2 gerichtet ist. Mit einer solchen Web-Cam kann während einer kapazitiven Messung ein „Nahfeldbild” einer geprüften Banknote 10 erzeugt werden, das anschließend mit der Kapazitätstopgraphie korreliert werden kann.
In einer anderen Variante wird eine zu prüfende Banknote 10 in der Prüfsituation zusätzlich mittels eines Lautsprechers zu Schwingungen angeregt und das Schwingverhalten mit einem Mikrofon erfasst. Für die zusätzliche Variante ist das Prüfgerät mit einem Lautsprecher und einem Mikrofon ausgerüstet.
In einer weiteren Variante wird eine zu prüfende Banknote 10 in der Prüfsituation zusätzlich mit einem Hochfrequenzsignal beaufschlagt und das von der zu prüfenden Banknote 10 zurückgeworfene Signal mit einem HF-Empfangsteil aufgefangen und ausgewertet. Die Variante setzt voraus, dass das Prüfgerät über ein Hochfrequenzsende- und -empfangsteil verfügt. Sie eignet sich insbesondere für Handys.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, zu prüfende Banknoten gezielt mit einem Oberflächenrelief zu versehen, das durch ein kapazitives Display leicht auswertbar ist. Durch Gestaltung der Reliefkontur, durch Verwendung geeigneter Farben 14 und/oder durch Einbringung einer zusätzlichen Schicht in eine Banknote 10 wird dabei z. B. bewirkt, dass bei der Messung ein besonders großer Messunterschied zwischen zwei benachbarten Sensorelementen der Sensoreinrichtung 30 entsteht.
In Versuchen konnten mit dem vorbeschriebenen Verfahren Stichtiefdruckreliefs auf gängigen Banknoten erkannt werden, wobei die Stichtiefdruckreliefs eine Erhebung von 30 bis 70 μm über die Normaloberfläche der Banknote aufwiesen; die Banknoten besaßen eine Normaldicke von circa 100 μm.
Unter Beibehaltung des grundlegenden Gedankens, mittels eines kapazitiven Displays 2 die kapazitive Topographie eines Sicherheitselements in einem Wertdokument 10 aufzunehmen und auszuwerten, gestattet die Erfindung einen Vielzahl von naheliegenden Abwandlungen. Beispielsweise gilt dies für die Erzeugung der Berührungsfläche 5. Hier kann vorgesehen sein, dass der Nutzer 1 das zu prüfende Wertdokument an einer bestimmten Stelle oder auf eine bestimmte Art und Weise berührt. So kann etwa eine Berührung mit mehreren Fingern, der Handfläche oder in Form eines Überstreichens des Wertdokuments 10 vorgesehen sein. Ebenso können Hilfsmittel bereitgestellt werden, die zu einer definierten Berührungsfläche 5 führen. In einem weiten Rahmen gestaltbar ist selbstverständlich auch die Auswerteeinheit 40. Diese kann beispielsweise in einem anderen Gerät als dem Prüfgerät angeordnet sein. Oder die Displayscheibe 20 kann einen mehrschichtigen Aufbau besitzen.
Bezugszeichenliste

1: Nutzer (Finger)
2: Display
3: Prüfgerät
5: Berührungsfläche
5': Auflagefläche
10: Wertdokument (Banknote)
10.n: Kapazitäten des Wertdokuments
11: Oberseite des Wertdokuments
12: Unterseite des Wertdokuments
13: Reliefstruktur (Stichtiefdruck)
14: Farbauftrag
16: Vertiefungsstruktur
20: Displayscheibe
21: Oberseite der Displayscheibe
22: Unterseite der Displayscheibe
30: Sensoranordnung
30.n, m: Einzelsensorelemente
40: Auswerteeinheit
131 bis 134: Erhebungen
161 bis 164: Vertiefungen

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 102011119852 [0003]
DE 1474903 A1 [0007]
US 2010/0084542 A1 [0008]
EP 2458526 A1 [0009]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Artikel der Hochschule Ostwestfalen-Lippe (verfügbar im Internet unter: http://www.heise.de/tr/artikel/Smartphone-warnt-vor-Blueten-1440940.html) [0002]
„Projected Capacitive Touch Screens” von G. Barrett, R. Obote; Published in the Information Display Magazine, Official Monthly Publication of the Society for Information Display (Document No.: 6500468) [0004]
„Projected Capacitive Touch Screens” von G. Barrett, R. Obote [0022]

Claims

Verfahren zur Unterstützung der Echtheitsüberprüfung eines flächigen, dünnen Wertdokuments, insbesondere einer Banknote, mit den Schritten: – Bereitstellen eines flächigen dünnen Wertdokuments (10), das an einer Oberseite (12) eine dreidimensionale Reliefstruktur (13) aufweist, – Bereitstellen eines Prüfgerätes (3), das ein berührungsempfindliches, kapazitives Display (2) aufweist; – Bereitstellen eines Algorithmus zur Echtheitsprüfung, – Auflegen des Wertdokuments (10) auf das berührungsempfindliche, kapazitive Display (2), so dass die dreidimensionale Reliefstruktur (13) auf der Oberfläche (21) des Displays aufliegt, – Berühren der abgewandten Oberseite des Wertdokuments (10) durch den Nutzer (1) an wenigstens einer Berührungsfläche (5), welche der dreidimensionalen Reliefstruktur (13) rückseitig gegenüberliegt, – Erfassen der durch die Berührung bewirkten Kapazitätsänderungen durch das Display (2), – Erstellen eines topgraphischen Abbildes der erfassten Kapazitätsänderungen, – Auswerten des topgraphischen Abbildes auf Vorliegen bestimmter Muster durch Anwenden des Algorithmus auf das topgraphische Abbild, um auf die Echtheit oder Eigenschaften des Wertdokuments (10) zu schließen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Erfassens wenigstens zweimal wiederholt wird, um ein topgraphisches Abbild zu erstellen.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Wiederholung des Erfassen wenigstens ein Erfassungsparameter, insbesondere die Eingangsempfindlichkeit des kapazitiven Displays (2), gegenüber der vorhergehenden Durchführung variiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die örtliche Position und die Größe einer Kapazitätsänderung in Bezug auf die Oberfläche (21) des Displays (2) erfasst werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem in dem Verfahren überprüften Wertdokument in der Reliefstruktur eine für eine Eigenschaft des Wertdokuments (10) charakteristische geometrische Struktur angelegt wird, die eine starke Kapazitätsänderung bewirkt und leicht detektierbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das in dem Verfahren überprüfte Wertdokument (10) eine Dicke von 80 bis 200 μm und die Reliefstruktur (13) eine größte Höhe (h1) von 20 bis 110 μm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Abbild die Frequenz und die Orientierung von Linien ausgewertet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Abbild die Frequenz und die Verteilung von Halbkugeln ausgewertet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Abbild der Abstand von Noppen und die Linienfrequenz von Lasurstreifen ausgewertet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine akustische Anregung/Erfassung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine HF-Anregung/Erfassung erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus zur Echtheitsprüfung das topographische Abbild mit vorgegebenen Werten vergleicht, um auf die Echtheit oder Eigenschaften des Wertdokuments (10) zu schließen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das topographische Abbild zumindest eine mehrstufige Erhebung und/oder eine Schwankung der Dicke des Wertdokuments (10) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Berühren der abgewandten Oberseite des Wertdokuments (10) das Anordnen zumindest eines kapazitätsverändernden Elements (1), insbesondere eines Fingers und/oder eines Eingabestifts, umfasst.
Prüfgerät (3), welches über ein berührungsempfindliches kapazitives Display (2) und eine konfigurierbare Auswerteeinheit (40) verfügt, wobei das Prüfgerät (3) mit einem Computerprogrammprodukt versehen ist, das so eingerichtet ist, dass es zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14 geeignet ist.