DE102017207367B3

DE102017207367B3 - Verfahren und Vorrichtung zum Verifizieren eines elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmals in einem Wert- oder Sicherheitsdokument

Info

Publication number: DE102017207367B3
Application number: DE102017207367.5A
Authority: DE
Inventors: Florian Peters
Original assignee: Bundesdruckerei GmbH
Current assignee: Bundesdruckerei GmbH
Priority date: 2017-05-02
Filing date: 2017-05-02
Publication date: 2018-08-23
Anticipated expiration: 2037-05-03
Also published as: EP3619691B1; WO2018202676A1; EP3619691A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verifizieren eines elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmals (2) in einem Wert- oder Sicherheitsdokument (3), umfassend die folgenden Schritte: Anregen des elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmals (2) durch ein vorgegebenes Eingangssignal (8) mittels eines elektrischen Feldes durch eine Anregungseinrichtung (4), Erfassen einer von dem elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmal (2) emittierten Lumineszenz (9) und Wandeln der erfassten Lumineszenz (9) in ein Ausgangssignal (11) durch eine Erfassungseinrichtung (5), Transformieren des Ausgangssignals (11) mittels einer bereitgestellten charakteristischen Funktion (12) durch eine Auswerteeinrichtung (6), Auswerten des transformierten Ausgangssignals (14) unter Berücksichtigung zumindest einer Eingangssignalinformation (16) des Eingangssignals (8) zum Ableiten einer Verifikationsentscheidung (18) durch die Auswerteeinrichtung (6), Ausgeben der Verifikationsentscheidung (18) durch die Auswerteeinrichtung (6). Ferner betrifft die Erfindung eine zugehörige Vorrichtung (19).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verifizieren eines elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmals in einem Wert- oder Sicherheitsdokument.
Hintergrund der Erfindung
Im Bereich der Wert- und Sicherheitsdokumente kommen elektrolumineszierende Sicherheitsmerkmale zum Einsatz. Hierbei werden beispielsweise Druckfarben und Zubereitungen mit elektrolumineszierenden Pigmenten verwendet, welche bei einer Anregung in einem statischen oder dynamischen elektrischen Feld eine Lumineszenz im sichtbaren und/oder nicht-sichtbaren Spektralbereich zeigen.
Derartige Sicherheitsmerkmale sind beispielsweise aus der WO 98/39163 A2 und der WO 2004/108426 A2 bekannt.
Erfolgt eine dynamische Anregung eines solchen elektrolumineszierenden Pigments, beispielsweise mittels eines durch eine harmonische Anregung modulierten elektrischen Feldes, so zeigt das elektrolumineszierende Pigment eine charakteristische Lumineszenzantwort. Nur in den wenigsten Fällen handelt es sich bei einer solchen Lumineszenzantwort jedoch um ein Signal, welches sich allein als eine harmonische Welle beschreiben lässt. Vielmehr haben Analysen der nach dem Beginn einer Anregung ansteigenden Lumineszenzantwort gezeigt, dass eine exponentielle Abhängigkeit des Spitzenwertes der Lumineszenz zur elektrischen Feldkomponente vorliegt (D. Curie, Sur le mécanisme de l’électroluminescence - II. Applications aux faits experimentaux, J. Phys. Radium, 1953, 14 (12), pp- 672-686). In der Literatur ist für den Anstieg eine Exponentialfunktion aufgestellt. Die nach dem Abschalten der Anregung abfallende Lumineszenzantwort ist hingegen meist nur qualitativ, beispielsweise als hyperbolisch, beschrieben. In der Regel weist diese sehr starke nichtlineare Verläufe mit Nebenmaxima auf.
Die Auswertung einer solchen Lumineszenzantwort, also der Intensität einer Lumineszenz über die Zeit, findet im Stand der Technik über ein zeitliches Erfassen der Lumineszenz und eine spektrale Zerlegung der Lumineszenzantwort im Frequenzraum statt. Anschließend wird genau die harmonische Komponente ausgewertet, die üblicherweise der exponentiellen Abhängigkeit des Anstieges und des z.B. hyperbolischen Abklingens wegen die Lumineszenzantwort am meisten charakterisiert. Hierdurch entsteht eine bedingte Verknüpfung mit den Eigenschaften der Farbe des verwendeten elektrolumineszierenden Pigments, was dazu ausgenutzt werden kann, um das verwendete elektrolumineszierende Pigment zu identifizieren und auf diese Weise die Echtheit eines mit diesem elektrolumineszierenden Pigment versehenden Sicherheitsmerkmals zu verifizieren.
Die Erkennung der Eigenschaften der Lumineszenzantwort und damit des elektrolumineszierenden Pigments sind hierbei jedoch sehr ungenau, da mehrere Einflussfaktoren die Komponenten des Frequenzspektrums verändern können, ohne die Grundeigenschaft des elektrolumineszierenden Pigments hierbei zu modifizieren. Wenn sich äußere Bedingungen ändern, kann dieses zu erheblichen Schwierigkeiten bei der Verifizierung des Sicherheitsmerkmals führen. Verifizieren soll hierbei ein Überprüfen der Echtheit eines solchen Sicherheitsmerkmals bedeuten.
Die Reproduzierbarkeit von Messungen an demselben Pigment ist eingeschränkt.
So kann es auch zu einer unsicheren Erkennung von echten gegenüber gefälschten (nicht-echten) elektrolumineszierenden Pigmenten kommen. Bei der Erkennung von echten Pigmenten kann es beispielsweise zu einer Fehlinterpretation kommen, das heißt ein echtes Pigment wird fälschlicherweise als nicht echt klassifiziert („false reject“). Außerdem ist eine Selektivität eingeschränkt, so dass eine Unterscheidung und Erkennung von weiteren in ihren Eigenschaften sehr ähnlichen elektrolumineszierenden Pigmenten mit der herkömmlichen Methode sehr schwierig oder nahezu unmöglich sind.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt das technische Problem zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verifizieren eines elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmals in einem Wert- oder Sicherheitsdokument zu schaffen, bei der das Überprüfen der Echtheit des elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmals verbessert ist.
Die technische Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 16 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein Wert- oder Sicherheitsdokument soll im Folgenden ein Dokument mit mindestens einem Sicherheitsmerkmal bezeichnen. Dieses Sicherheitsmerkmal sorgt dafür, dass eine Fälschung oder Nachahmung des Wert- oder Sicherheitsdokuments erschwert oder unmöglich gemacht wird. Insbesondere soll ein solches Wert- oder Sicherheitsdokument ein elektrolumineszierendes Sicherheitsmerkmal aufweisen. Ein solches Wert- oder Sicherheitsdokument kann beispielsweise eine Banknote, ein Wertpapier, eine Wertmarke, ein Ticket, ein Fahrschein, ein Zertifikat, ein Siegel, ein Identifikationsdokument, wie beispielsweise ein Reisepass, eine Ausweiskarte, ein Führerschein oder ein sonstiges zur individuellen Identifikation ausgebildetes Dokument, sein. Neben dem elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmal kann das Wert- oder Sicherheitsdokument zusätzlich weitere Sicherheitsmerkmale aufweisen.
Ein Symbol soll im Folgenden eine einzelne Zeicheneinheit zur Übertragung eines Informationsgehaltes bezeichnen. Ein Symbol weist eine bestimmte Symbolform auf. Insbesondere soll ein Symbol hier im Sinne der Nachrichtentechnik verstanden werden, wobei eine Übertragungseinheit zum Übermitteln von Daten Symbole mit einer bekannten Symbolübertragungsrate über einen Übertragungskanal schickt und eine Empfangseinheit diese Symbole erkennt und die übertragenen Daten rekonstruiert.
Kernidee der Erfindung
Die Kernidee der Erfindung ist, das elektrolumineszierende Pigment des Sicherheitsmerkmals nachrichtentechnisch zu beschreiben. Eine nachrichtentechnische Beschreibung soll bedeuten, dass die Lumineszenzantwort bzw. das gemessene Lumineszenzsignal als eine Signalkette aus einzelnen mittels nachrichtentechnischer Modellierungsmethoden beschriebenen Gliedern aufgefasst wird. Die Messkette besteht hierbei aus den Gliedern Anregung, einem das Verhalten des elektrolumineszierenden Pigments beschreibenden Element und einem Übertragungskanal. Der Übertragungskanal bildet die Störeinflüsse in der Messkette ab. Der Übertragungskanal umfasst dabei sämtliche Einflüsse der Übertragungsstrecke des Signals. Dies können beispielsweise Störungen sein, welche durch eine Abtastfrequenz, eine A/D-Wandlung oder eines verwendeten Lichtdetektors hervorgerufen werden.
Das gemessene Lumineszenzsignal wird dann als Faltung einer bereitgestellten charakteristischen Funktion des elektrolumineszierenden Pigments mit einer Anregung und mit einem Übertragungskanal modelliert. Die Anregung beschreibt das tatsächliche elektrische Feld, welches zur Anregung des elektrolumineszierenden Pigments verwendet wird. Die bereitgestellte charakteristische Funktion beschreibt das Verhalten des elektrolumineszierenden Pigments nach oder während einer bestimmten Anregung und kann hierbei beispielsweise einer klassischen Impulsantwort, einer Sprungantwort oder einer Sinuskuppenantwort entsprechen. Als Sinuskuppe wird eine Signalform angesehen, die im Zeitverlauf mit einem Nullsignal beginnt, an das sich eine Sinushalbwelle anschließt und nachfolgend wieder aus einem Nullsignal besteht.
Die bereitgestellte charakteristische Funktion wird hierzu mittels numerischer Verfahren ermittelt. Ist die bereitgestellte charakteristische Funktion bekannt, kann im Anschluss an die Anregung eine Demodulation des Lumineszenzsignals mittels bekannter nachrichtentechnischer Methoden durchgeführt werden, beispielsweise unter Verwendung eines Optimalfilters (engl. Matched filter), in welches die bei der Anregung verwendete Symbolform einfließt.
Nachrichtentechnisch lässt sich das Verifizieren des elektrolumineszierenden Pigments bzw. des Sicherheitsmerkmal somit auffassen als eine Messkette, bestehend aus den einzelnen Schritten: Anregung des elektrolumineszierenden Pigments durch eine bestimmte Symbolfolge, Veränderung des Anregungssignals durch das elektrolumineszierende Pigment gemäß der charakteristischen Funktion, Übertragung über einen Übertragungskanal, welcher sämtliche Störeinflüsse abbildet, Demodulieren der erfassten Lumineszenzantwort durch Transformieren mittels einer für ein Referenzpigment bekannten charakteristischen Funktion, Überprüfen des demodulierten Ergebnisses mit der Symbolfolge der Anregung. Das Verifizieren findet beispielsweise derart statt, dass das gemessene Lumineszenzsignal mit der bereitgestellten charakteristischen Funktion für das echte elektrolumineszierende Referenzpigment bzw. dessen invertierter Fouriertransformierten entfaltet wird, das Ergebnis demoduliert wird und das demodulierte Ergebnis bewertet wird. Anhand des Bewertungsergebnisses wird die Echtheit des Sicherheitsmerkmals festgestellt.
Auf Grund der nachrichtentechnischen Beschreibung ist es beispielsweise möglich, ein optimales Signal-zu-Rausch-Verhältnis und eine hohe Störsicherheit zu erlangen, so dass mit optimaler Sicherheit beim Verifizieren festgestellt werden kann, ob ein bestimmtes elektrolumineszierendes Pigment vorliegt oder nicht - und somit, ob das Sicherheitsmerkmal echt ist oder nicht.
Besondere Ausführungsformen
Insbesondere wird ein Verfahren zum Verifizieren eines elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmals in einem Wert- oder Sicherheitsdokument zur Verfügung gestellt, umfassend die folgenden Schritte: Anregen des elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmals durch ein vorgegebenes Eingangssignal mittels eines elektrischen Feldes durch eine Anregungseinrichtung, Erfassen einer von dem elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmal emittierten Lumineszenz und Wandeln der erfassten Lumineszenz in ein Ausgangssignal durch eine Erfassungseinrichtung, Transformieren des Ausgangssignals mittels einer bereitgestellten charakteristischen Funktion durch eine Auswerteeinrichtung, Auswerten des transformierten Ausgangssignals unter Berücksichtigung zumindest einer Eingangssignalinformation des Eingangssignals zum Ableiten einer Verifikationsentscheidung durch die Auswerteeinrichtung, Ausgeben der Verifikationsentscheidung durch die Auswerteeinrichtung. Die Eingangssignalinformation kann die Symbolform oder das Symbol selber sein.
Ferner wird eine Vorrichtung zum Verifizieren eines elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmals in einem Wert- oder Sicherheitsdokument geschaffen, umfassend eine Anregungseinrichtung zum Anregen des elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmals mittels eines elektrischen Feldes durch ein vorgegebenes Eingangssignal, eine Erfassungseinrichtung, welche derartig ausgebildet ist, eine von dem elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmal emittierte Lumineszenz zu erfassen und daraus ein Ausgangssignal zu bilden, eine Auswerteeinrichtung, welche derartig ausgebildet ist, das Ausgangssignal mittels einer bereitgestellten charakteristischen Funktion zu transformieren, das transformierte Ausgangssignal unter Berücksichtigung zumindest einer Eingangssignalinformation des Eingangssignals auszuwerten, daraus eine Verifikationsentscheidung abzuleiten und die abgeleitete Verifikationsentscheidung auszugeben.
Über die Auswerteeinrichtung können beispielsweise Zugangssperren, wie ein Schloss, eine Schranke usw., oder Sortiermaschine, in der Banknoten für eine Vernichtung selektiert werden, gesteuert werden.
Zum Kodieren des Eingangssignals kann beispielsweise ein Rechteckpuls als Symbolform verwendet werden, das mit einem sinusförmigen Träger multipliziert wird. Ebenfalls möglich ist eine Halbwelle einer Sinusfunktion. Das Eingangssignal kann also auch nur aus der Symbolform bestehen.
Ferner kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Eingangssignalinformation eine Symbolform ist, welche zum Kodieren einer Information im Eingangssignal verwendet wird. Die Kenntnis der Symbolform erlaubt dann eine Demodulation des transformierten Ausgangssignals und eine Rekonstruktion der kodierten Information.
Wichtig ist anzumerken, dass die mit dem oder den übertragenden Symbolen kodierte Information nicht notwendigerweise ermittelt und ausgewertet werden muss. In einigen Ausführungsformen reicht es, eine Kenntnis der Symbolform zu nutzen, um festzustellen, dass die Symbolübertragung durch das vermessene Pigment der Übertragung durch ein echtes Referenzpigment entspricht.
Beispielsweise kann über eine Bestimmung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses im transformierten Ausgangssignal dann eine Verifikationsentscheidung abgeleitet werden. So wird das Sicherheitsmerkmal beispielsweise für echt befunden, wenn ein bestimmter Schwellwert des Signal-zu-Rauschverhältnisses erreicht oder überschritten ist.
Ein weiteres alternatives Verfahren zur Demodulation ist beispielsweise die Verwendung eines „lntegrate and Dump“-Filters. Hierbei wird ein diskretes Eingangssignal für eine bestimmte Anzahl von Abtastwerten bzw. für ein vorgegebenes Zeitfenster für jeden Schritt kumulativ aufsummiert („Integrate“). Nach Ablauf der bestimmten Anzahl von Abtastwerten wird die Summe wieder auf Null gesetzt („Dump“) und erneut mit dem kumulativen Aufsummieren begonnen. Anschließend kann beispielsweise mittels einer Schwellwerterkennung die in der Anregung kodierte Information zurückgewonnen werden. Dieses Verfahren kann in der Regel verwendet werden, wenn eine Symbolform der Anregung eine einfache Rechteckpulsform aufweist.
Ein weiteres alternatives Verfahren nutzt ein Kalman-Filter, das zu jedem Zeitpunkt des abgetasteten Lumineszenzsignals die Systemantwort ermittelt und dann trotz Rauschen die Systemantwort ermittelt. Vorzugsweise wird ein sogenanntes Extended Kalman-Filter genutzt, d.h. ein nicht lineares Kalman-Filter. Hier ist es sehr wichtig, die oben genannte Messkette vollständig zu erfassen, da die tatsächliche Eingangsfunktion des Kalman-Filters, das Anregungssignal des Lumineszenzstoffes ist. Nur bei korrekter Kenntnis des Anregungssignals ist die Systemantwort zu erfassen.
Es kann daher vorgesehen sein, das durch das Eingangssignal vorgegebene tatsächliche Anregungssignal mittels einer Probe zu vermessen. Mit einer solchen Probe, die möglichst unter den Umgebungsbedingungen misst, unter denen die Lumineszenzpigmente in einem echten Sicherheitsdokument integriert sind, kann eine sogenannte Feedback-Schaltung realisiert werden, die das Eingangssignal anpasst, so dass die tatsächliche Anregung der gewünschten Anregung (einer gewünschten Symbolform oder dem gewünschten Symbol des Eingangssignals) entspricht.
Der Vorteil des Verfahrens und der Vorrichtung ist, dass kleine Nichtlinearitäten aufgrund der Integration und zeitlich längeren Erfassung, insbesondere beim Einsatz des Kalman-Filters, die Auswertung kaum beeinflussen und spektrale Verschiebungen im Frequenzbereich des Ausgangssignals im Gegensatz zum Stand der Technik nicht mehr zu einem großen Fehler beim Auswerten und Verifizieren führen. Ferner muss auch der Gleichanteil des Ausgangssignals nicht gesondert betrachtet werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Phasenlage nicht mehr notwendigerweise erkannt werden muss (ein sogenanntes phase recovery ist nicht notwendig) und das maximal mögliche Signal-zu-Rausch-Verhältnis erreicht wird.
Insbesondere ist in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass der lumineszierende Effekt des Sicherheitsmerkmals als für kurze Zeit lineares zeitinvariantes System (engl. linear time-invariant, LTI) modelliert wird. Das heißt, es wird in erster Näherung angenommen, dass das Verhalten des elektrolumineszierenden Effekts sowohl die Eigenschaft der Linearität aufweist als auch unabhängig von zeitlichen Verschiebungen ist. Dies vereinfacht die Transformationsgleichungen und ermöglicht somit eine besonders effiziente Weiterverarbeitung des Ausgangssignals.
Insbesondere ist in einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass beim Auswerten zum Ableiten der Verifikationsentscheidung in der Auswerteeinrichtung eine Korrelation des transformierten Ausgangssignals mit zumindest einem Teil des Eingangssignals durchgeführt wird, wobei das elektrolumineszierende Sicherheitsmerkmal für echt befunden wird, wenn eine Korrelationsfunktion zu einem vorgegebenen Zeitpunkt oder in einem vorgegebenen Zeitbereich einen vorgegebenen Schwellwert erreicht oder überschreitet. Es wird somit eine Kreuzkorrelation des transformierten Ausgangssignals mit zumindest einem Teil des Eingangssignals durchgeführt. Dieser Teil des Eingangssignals kann insbesondere eine in dem Eingangssignal verwendete Symbolform sein.
Ferner kann auch vorgesehen sein, dass der Schwellwert für mehrere vorgegebene Zeitpunkte oder mehrere vorgegebene Zeitbereiche überschritten sein muss, damit das Sicherheitsmerkmal für echt befunden wird. Ist der vorgegebene Schwellwert oder sind die vorgegebenen Schwellwerte hingegen nicht überschritten, wird das Sicherheitsmerkmal für nicht echt befunden.
Die charakteristische Funktion kann insbesondere aus einem Referenzsicherheitsmerkmal, welches als echt bekannt ist, abgeleitet sein. Deshalb ist in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass die charakteristische Funktion mittels einer Kalibrierungsmessung bestimmt wird, wobei ein elektrolumineszierendes Referenzsicherheitsmerkmal angeregt wird und dessen Lumineszenz als Referenzausgangssignal erfasst und auswertet wird. Um die charakteristische Funktion abzuleiten wird somit eine Kalibrierungsmessung durchgeführt, welche (wie das Verifikationsverfahren selber) ein Anregen des Referenzsicherheitsmerkmals durch ein vorgegebenes Eingangssignal mittels eines elektrischen Feldes durch eine Anregungseinrichtung, ein Erfassen einer von dem Referenzsicherheitsmerkmal emittierten Lumineszenz und ein Wandeln der erfassten Lumineszenz in ein Referenzausgangssignal durch eine Erfassungseinrichtung umfasst. Aus dem Referenzausgangssignal und dem vorgegebenen Eingangssignal wird dann die charakteristische Funktion abgeleitet.
Insbesondere ist hierzu in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass die charakteristische Funktion die Inverse einer Übertragungsfunktion des elektrolumineszierenden Referenzsicherheitsmerkmals ist, wobei der elektrolumineszierende Effekt des Sicherheitsmerkmals und des Referenzsicherheitsmerkmals als lineares zeitinvariantes System aufgefasst wird.
In der Regel kann die Inverse der Übertragungsfunktionen nicht analytisch bestimmt werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist deshalb vorgesehen, dass die Inverse der Übertragungsfunktion mittels numerischer Verfahren berechnet wird. Dies kann beispielsweise mittels der Matlab-Funktion „fmincon()“ (z.B. in Matlab® Version 2016a, einer Software der Firma The MathWorks, Inc. in Natick, Massachusetts, USA) durchgeführt werden.
Beim Durchführen des Verfahrens kann es vorkommen, dass die experimentellen Bedingungen an oder in der Vorrichtung über die Zeit nicht konstant sind und somit von Messung zu Messung variieren. Ebenfalls kann eine nicht-optimale oder zwischen einzelnen Messungen abweichende Bedienung durch einen Benutzer zu einer Varianz der Bedingungen an der Vorrichtung führen. Es hat sich deshalb als vorteilhaft erwiesen, wenn Änderungen der Bedingungen an oder in der Vorrichtung beim Auswerten berücksichtigt werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist deshalb vorgesehen, dass das Transformieren des Ausgangssignals eine Entfaltung mit einer Anpassungsfunktion umfasst. Die Anpassungsfunktion bildet die Einflüsse der Vorrichtung und die Bedingungen während einer Messung (Anregen und Erfassen der Elektrolumineszenz) ab. Insbesondere können diese Bedingungen beispielsweise eine für die Anregung der Elektrolumineszenz verwendete tatsächlich anliegende Spannung oder ein tatsächlicher Abstand der Elektroden der Anregungseinrichtung sein.
In manchen Situationen handelt es sich hierbei insbesondere um parametrierbare Abweichungen, welche schätzbar und/oder messbar sind. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Anpassungsfunktion auf Grundlage von messbaren Parametern von einer Schätzeinrichtung geschätzt wird. So kann beispielsweise eine tatsächlich an Elektroden (Kondensatorplatten) der Anregungseinrichtung vorliegende elektrische Spannung bestimmt werden. Ein tatsächlich vorliegender Abstand der Elektroden der Anregungseinrichtung kann ebenfalls durch geeignete Mittel bestimmt werden. Auf diese Weise kann beispielsweise eine durch Vibration der Vorrichtung hervorgerufene Oberwelle der Anregung, welche durch eine der Vibration folgende Veränderung des Plattenabstands in dem elektrischen Feld hervorgerufen wird, berücksichtigt werden. Aus den messbaren oder bestimmbaren Parametern wird dann die Anpassungsfunktion von der Schätzeinrichtung geschätzt, beispielsweise indem eine durch eine Vibration hervorgerufene Oberwelle im elektrischen Feld geschätzt wird. Ferner kann auch ein mechanischer Plattenabstand bei verschiedenen gleichartigen Vorrichtungen unterschiedlich sein und die vorliegende elektrische Spannung kann von der Nominalspannung abweichen, so dass für jede Vorrichtung die Anpassungsfunktion individuell bestimmt oder geschätzt werden muss. Auch eine Temperatur und allgemeine Umgebungsbedingungen können beim Schätzen berücksichtigt werden.
Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das die Entfaltung mittels eines Kalman-Filters vorgenommen wird. Hierbei kann beispielsweise eine sogenannte Verstärkermatrix berechnet werden.
Insbesondere kann in einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen sein, dass ein Ausgangssignal durch mindestens eine weitere charakteristische Funktion transformiert und anschließend ausgewertet wird. Bei mehreren Sicherheitsmerkmalen mit jeweils unterschiedlichen elektrolumineszierenden Pigmenten ist es auf diese Weise möglich, neben dem reinen Verifizieren eines erwarteten Sicherheitsmerkmals auch festzustellen, welches Sicherheitsmerkmal bzw. welches elektrolumineszierende Pigment vorhanden ist. Auf dieses Weise können Sicherheitsmerkmale auf das Vorhandensein und die Echtheit bestimmter elektrolumineszierender Pigmente geprüft werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein Sicherheitsmerkmal mit einer Vielzahl von charakteristischen Funktionen geprüft wird. Die charakteristischen Funktionen können beispielsweise in einem Speicher vorgehalten werden und bei Bedarf von diesem jeweils einzeln bereitgestellt werden. Die zu verwendende charakteristische Funktion wird dann entweder automatisch, beispielsweise durch die Auswerteeinrichtung oder manuell durch einen Benutzer der Vorrichtung ausgewählt. Bei der automatischen Auswahl kann beispielsweise vor der Verifikation des Sicherheitsmerkmals ein Typ eines Sicherheitsdokuments oder eines Sicherheitsmerkmals erfasst und erkannt werden, beispielsweise mittels einer zusätzlichen optischen Erfassungseinrichtung etc., so dass die Auswerteeinrichtung anschließend auf Grundlage des erkannten Typs des Sicherheitsdokuments bzw. Sicherheitsmerkmals eine zugehörige charakteristische Funktion aus dem Speicher auswählen kann. Ferner können auch sämtliche in dem Speicher hinterlegten charakteristischen Funktionen nacheinander durchgeprüft werden.
Ferner ist es möglich, unterschiedliche Anregungen beim Verifizieren des Sicherheitsmerkmals zu verwenden. Der prinzipielle Ablauf des Verfahrens bleibt hierbei gleich, lediglich das vorgegebene Eingangssignal wird verändert. Es ist hierbei zu beachten, dass für das Transformieren eine charakteristische Funktion verwendet wird, welche ihrer Art nach optimal für das gewählte Eingangssignal ist.
Insbesondere ist in einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass das Eingangssignal sich aus einer Folge von Symbolen zusammensetzt. Eine solche Folge kann beispielsweise aus Symbolen bestehen, welche einen Rechteckpuls als Symbolform aufweisen. Weiterhin sind aber auch eine Halbschwingung (Halbwelle) einer Sinusfunktion oder auch ganz anders ausgebildete Symbole als Symbolform möglich.
Ferner kann in einer weiteren Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Folge sich zumindest teilweise aus mindestens einer Folge identischer Symbole zusammensetzt.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Folge sich zumindest teilweise aus unterschiedlichen Symbolen zusammensetzt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Ausgangssignal vor und/oder nach dem Transformieren gefiltert wird. Dies ermöglicht beispielsweise eine Rauschunterdrückung und/oder eine Zeitersparnis bei einer numerischen Berechnung, da nur ein kleinerer Frequenzbereich verarbeitet werden muss. Geeignete Filter zu diesem Zweck können beispielsweise ein Bandpass, ein Tiefpass oder ein Hochpassfilter sein, wobei das Filter idealerweise auf ein Frequenzspektrum der Anregung bzw. der einzelnen Symbolform angepasst wird. Enthält beispielsweise ein zur Kodierung und Anregung verwendetes Symbol nur bestimmte Anteile des Frequenzspektrums, so wird das Filter derart gewählt, dass die nicht in dem Symbol bzw. der Symbolform vorhandenen Frequenzanteile herausgefiltert werden. Auf diese Weise lassen sich Störeinflüsse (Rauschen) in diesen Frequenzbereichen im Gesamtsignal unterdrücken, ohne dass der Anteil des Frequenzspektrums, der zum Ausbilden des Symbols notwendig ist, beeinträchtigt wird. Eine Eingrenzung auf ein Frequenzband mit dem Ziel einer Rauschunterdrückung beschränkt natürlich auch die Elektrolumineszenz-Antwort auf diesen Frequenzbereich. Hochfrequentes Rauschen kann so gefiltert werden, indem nur ein Frequenzbereich ausgewertet wird. Für einen Vergleich der Elektrolumineszenzantwort mit Literaturwerten oder anderen Messverfahren ist eine Berücksichtigung dieser Einschränkung jedoch notwendig.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass beim Auswerten in der Auswerteeinrichtung eine Synchrondemodulation zur Wiedergewinnung der Phase des Eingangssignals durchgeführt wird. Dies hat den Vorteil, dass eine Demodulation zuverlässiger durchgeführt werden kann.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Verfahren zum Verifizieren mehrmals durchgeführt wird und eine Echtheit des Sicherheitsmerkmals nur festgestellt wird, wenn sämtliche Verifizierungsentscheidungen das Sicherheitsmerkmal als echt beurteilen.
Ferner kann in einer Ausführungsform vorgesehen sein, dass das vorgegebene Eingangssignal auf Grundlage eines anderen in, an oder auf dem Sicherheitsdokument ausgebildeten Sicherheitsmerkmal bereitgestellt oder ausgewählt wird. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, dass vor einem Verifizieren gemäß des beschriebenen Verfahrens ein anderes Sicherheitsmerkmal überprüft wird und auf Grundlage des Überprüfungsergebnisses des anderen Sicherheitsmerkmals oder einer in dem anderen Sicherheitsmerkmal ausgebildeten Information eine Auswahl des vorbestimmten Eingangssignals getroffen wird. Dies hat den Vorteil, dass die Sicherheit des Sicherheitsmerkmals weiter erhöht werden kann, indem eine Verschränkung und/oder Plausibilisierung des Sicherheitsmerkmals mit dem anderen Sicherheitsmerkmal stattfindet. Ferner kann auch vorgesehen sein, dass auf Grundlage des anderen in, an oder auf dem Sicherheitsdokument ausgebildeten Sicherheitsmerkmals eine charakteristische Funktion für das Transformieren ausgewählt wird.
Teile der Vorrichtung können auch einzeln oder zusammengefasst als eine Kombination von Hardware und Software ausgebildet sein, beispielsweise als Programmcode, der auf einem Mikrocontroller oder Mikroprozessor ausgeführt wird.
Allgemein bleibt festzustellen, dass eine Herausforderung bei der Analyse von Lumineszenzsignalen darin besteht, dass einerseits für eine ausreichende Leistung der Lumineszenzsignale eine harmonische oder wiederholt gepulste Anregung sehr vorteilhaft sind, andererseits die Impuls-, Sprung-, oder Sinuskuppenantwort zeitlich deutlich länger dauert als ein Anregungszyklus. Somit entsteht im Lumineszenzsignal in der Sprache der Nachrichtentechnik eine sogenannte Intersymbolinterferenz, die das Lumineszenzsignal deutlich unterschiedlich zu einer Impulsantwort eines Symbols aussehen lässt. Die charakteristische tatsächliche Entropie des Pigments, insbesondere bei Vergleichsmessungen und Vergleichen mit anderen Pigmenten oder der Literatur muss aber wieder auf eine Standardantwort oder Standardreaktion auf eine Anregung zurückzuführen sein, wie die Impuls- oder Sprungantwort oder Sinuskuppenantwort. Ausgehend von dieser Überlegung wurde die hier beschriebene Lösung aufgefunden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Verifizieren eines elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmals in einem Wert- oder Sicherheitsdokument;
2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung zum Verifizieren eines elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmals in einem Wert- oder Sicherheitsdokument unter Verwendung einer Anpassungsfunktion;
3 ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens zum Verifizieren eines elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmals in einem Wert- oder Sicherheitsdokument;
4 ein schematisches Übersichtsdiagramm einer Kalibrierungsmessung;
5 ein schematisches Übersichtsdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens zum Verifizieren eines elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmals in einem Wert- oder Sicherheitsdokument.

In 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung 1 zum Verifizieren eines elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmals 2 in einem Wert- oder Sicherheitsdokument 3 gezeigt. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Anregungseinrichtung 4, eine Erfassungseinrichtung 5 und eine Auswerteeinrichtung 6.
Das Wert- oder Sicherheitsdokument 3 ist zwischen zwei Elektroden 7 der Anregungseinrichtung 4 positioniert. Das sich auf dem Wert- oder Sicherheitsdokument 3 befindende elektrolumineszierende Sicherheitsmerkmal 2 wird mittels eines elektrischen Feldes durch ein vorgegebenes Eingangssignal 8 zur Lumineszenz 9 angeregt. Das vorgegebene Eingangssignal 8 wird beispielsweise von einer Modulationseinrichtung 10 an den Elektroden 7 bereitgestellt.
Die von dem angeregten elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmal 2 emittierte Lumineszenz 9 wird von der Erfassungseinrichtung 5 erfasst. Die Erfassungseinrichtung 5 kann beispielsweise ein Spektrometer mit einer nachgeschalteten CCD-Zeile sein, welche ein zeitaufgelöstes Erfassen für einen entsprechenden Teil des elektromagnetischen Spektrums erlaubt. Ebenfalls möglich ist es, die Lumineszenz mittels einer Photodiode zeitaufgelöst zu erfassen. Die Erfassungseinrichtung 5 leitet aus der erfassten Lumineszenz ein Ausgangssignal 11 ab und leitet dieses an die Auswerteeinrichtung 6 weiter. Ferner kann auch ein anderer zeitaufgelöst messender Detektor verwendet werden.
Insbesondere kann nach dem Erfassen eine Analog-Digital-Wandlung vorgesehen sein, so dass das Ausgangssignal in digitaler Form bereitgestellt werden kann, beispielsweise als Datenstrom oder Datensatz.
Die Auswerteeinrichtung 6 transformiert das Ausgangssignal 11 in einem Transformationsmodul 13 mittels einer charakteristischen Funktion 12. Eine solche Transformation kann insbesondere eine Entfaltung des Ausgangssignals 11 mit der charakteristischen Funktion 12 sein.
Das transformierte Ausgangssignal 14 wird an ein Demodulatormodul 15 weitergeleitet und dort demoduliert. Hierbei wird eine Eingangssignalinformation 16 des Eingangssignals 8 berücksichtigt. Eine solche Eingangssignalinformation ist beispielsweise eine Symbolform von Symbolen, welche zur Erzeugung des Eingangssignals 8 verwendet werden. Die Demodulation kann beispielsweise unter Verwendung eines Optimalfilters (Matched filter), welcher auf die Symbolform abgestimmt ist, durchgeführt werden.
Anschließend wird in einem Verifizierungsmodul 17 eine Verifikationsentscheidung 18 abgeleitet, welche dann ausgegeben wird. Die Verifikationsentscheidung kann beispielsweise anhand eines vorgegebenen Signal-zu-Rausch-Verhältnisses getroffen werden. Überschreitet das Signal-zu-Rausch-Verhältnis einen bestimmten Schwellwert, so wird das Sicherheitsmerkmal 2 für echt befunden, ist der Schwellwert hingegen nicht überschritten, so wird das Sicherheitsmerkmal 2 für nicht echt befunden.
Es kann vorgesehen sein, dass vor einer Überprüfung des Wert- oder Sicherheitsdokuments 3 eine charakteristische Funktion 12 zu einem Sicherheitsmerkmal 2 ausgewählt werden muss. Hierbei ist es sowohl möglich, dass die Auswahl manuell durch einen Bediener getroffen wird, als auch, dass die Auswahl automatisch anhand anderer Kriterien getroffen wird, beispielsweise weil der Typ des Wert- oder Sicherheitsdokuments 3 bekannt ist und zu diesem Typ eine korrespondierende charakteristische Funktion 12 gehört. Andererseits ist es auch möglich, nacheinander mehrere unterschiedliche charakteristische Funktionen 12 beim Verifizieren des Sicherheitsmerkmals 2 zu verwenden. So lassen sich sowohl ein Typ von Sicherheitsmerkmal 2 bzw. ein Typ von Wert- oder Sicherheitsdokument 3, beispielsweise Banknoten unterschiedlicher Denomination, identifizieren als auch deren Echtheit feststellen.
Mit einem Signal, in dem die Verifikationsentscheidung kodiert ist, können andere Einrichtungen, z.B. eine Sortiermaschine oder Zugangssperren, wie Schlösser, Schranken, Sicherheitsschleusen etc., angesteuert werden.
In 2 ist eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung 1 gezeigt. Die Vorrichtung 1 entspricht dabei der in der 1 gezeigten Vorrichtung 1, wobei gleiche Bezugszeichen auch gleiche Merkmale bezeichnen. Zusätzlich weist die Auswerteeinrichtung 6 in dieser Ausführungsform ein Entfaltungsmodul 20 auf, welches das transformierte Ausgangssignal 14 mittels einer Anpassungsfunktion 21 entfaltet. Diese Anpassungsfunktion 21 kann beispielsweise aus messbaren oder bestimmbaren Parametern 22 von einer Schätzeinrichtung 23 geschätzt und bereitgestellt werden. Die Anpassungsfunktion 21 bildet hierbei die konkreten Bedingungen ab, unter denen die Lumineszenz angeregt und erfasst wird. Diese Bedingungen können von Messung zu Messung unterschiedlich sein und können sowohl von einem aktuellen Zustand (z.B. Temperatur, Vibration etc.) der Vorrichtung 1 als auch von einer Varianz in der Bedienung durch unterschiedliche oder denselben Bediener abhängen. Nach dem Entfalten mittels der Anpassungsfunktion 21 wird das entfaltete transformierte Ausgangssignal 24 an das Demodulationsmodul 15 weitergeleitet und, wie bereits oben (siehe 1) beschrieben, ausgewertet.
In 3 ist ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens zum Verifizieren eines elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmals in einem Wert- oder Sicherheitsdokument gezeigt. Das Verfahren wird beispielsweise von einem Bediener, einer automatischen Einrichtung oder einem bereitgestellten Startsignal gestartet. Nach dem Start 100 des Verfahrens wird das Wert- oder Sicherheitsdokument mit dem elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmal zwischen die Elektroden der Vorrichtung gelegt (siehe schematische Darstellung in 1).
In einem ersten Verfahrensschritt 101 wird das elektrolumineszierende Sicherheitsmerkmal dann mittels eines elektrischen Feldes durch eine Anregungseinrichtung angeregt. Hierbei wird das elektrische Feld durch ein vorgegebenes Eingangssignal moduliert. Durch die Anregung wird das elektrolumineszierende Sicherheitsmerkmal in einen angeregten Zustand versetzt. Beim Relaxieren aus diesem angeregten Zustand emittiert das elektrolumineszierende Sicherheitsmerkmal elektromagnetische Strahlung (Lumineszenz).
Im nächsten Verfahrensschritt 102 wird die emittierte Lumineszenz zeitaufgelöst von einer Erfassungseinrichtung erfasst. Die Erfassungseinrichtung kann beispielsweise einen Photodetektor mit einem oder ohne einen davor geschalteten Monochromator aufweisen. Ebenfalls kann auch eine Photodiode oder ein Charged Coupled Devide (CCD) als lichtempfindliches Element verwendet werden. Die erfasste Lumineszenz wird anschließend in der Erfassungseinrichtung in ein Ausgangssignal gewandelt 103. Insbesondere kann hierbei eine Analog/Digital-Wandlung vorgesehen sein, so dass nach der Wandlung ein digitales Signal in Form eines Datenstromes oder Datensatzes als Ausgangssignal zur Verfügung steht.
Bei einigen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass das Ausgangssignal in einem zusätzlichen Verfahrensschritt 104 gefiltert wird. Hier kann beispielsweise ein Tiefpass oder ein Bandpass dafür sorgen, dass ein Rauschanteil reduziert wird oder nicht relevante Frequenzbereiche entfernt werden, um beispielsweise zusätzlich einen numerischen Rechenaufwand zu reduzieren. Das Filtern ist hierbei ferner sowohl vor wie auch nach einer A/D-Wandlung möglich. Ein Filter ist dann entsprechend analog oder digital ausgebildet.
Das Ausgangssignal wird im Verfahrensschritt 105 mittels einer charakteristischen Funktion transformiert. Die charakteristische Funktion ist insbesondere eine Inverse der Übertragungsfunktion eines Referenzsicherheitsmerkmals, von dem bekannt ist, dass es echt ist. Die Übertragungsfunktion bzw. die Inverse der Übertragungsfunktion ist zuvor mittels einer Kalibrierungsmessung und numerischer Verfahren bestimmt worden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Transformieren des Ausgangssignals numerisch mittels entsprechender Rechenoperationen erfolgt, beispielsweise durch Ausführen eines entsprechenden Programmcodes auf einem hierfür ausgebildeten Mikrocontroller oder Mikroprozessor. Auch sämtliche nachfolgende Verfahrensschritte, bei denen das Ausgangssignal weiterverarbeitet wird, können insbesondere numerisch durchgeführt werden.
In einigen Ausführungsformen des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Transformieren des Ausgangssignals ein Entfalten des Ausgangssignals bzw. des mit der charakteristischen Funktion transformierten Ausgangssignals mit einer Anpassungsfunktion umfasst. Idealerweise wird die Anpassungsfunktion hierbei aus messbaren Parametern der Vorrichtung bestimmt bzw. berechnet. Diese messbaren Parameter können beispielsweise eine Temperatur, eine elektrische Spannung zwischen den Elektroden der Anregungseinrichtung oder ein Abstand der Elektroden der Anregungseinrichtung sein. Durch Entfaltung mit der Anpassungsfunktion können äußere Einflüsse, welche durch die Messbedingungen an, in der Nähe von oder in der Vorrichtung hervorgerufen werden, in dem Ausgangssignal beseitigt oder zumindest vermindert werden.
Das transformierte Ausgangssignal wird im nächsten Verfahrensschritt 107 ausgewertet. Insbesondere erfolgt dabei eine Demodulation. Hierbei wird auch eine Eingangssignalinformation berücksichtigt. Eine solche Eingangssignalinformation kann beispielsweise eine bei der Kodierung des Eingangssignals verwendete Symbolform sein. Das Auswerten kann zusätzlich ein weiteres Filtern umfassen, beispielsweise mittels eines Optimalfilters (Matched Filter), welches auf das Eingangssignal bzw. die in dem Eingangssignal verwendete Symbolform abgestimmt ist.
Beim Auswerten können gängige Verfahren der Demodulation zum Einsatz kommen, beispielsweise eine Kreuzkorrelation, „lntegrate and Dump“ oder „Sample and Hold“ etc.
Beim „lntegrate and Dump“-Filter wird ein diskretes Eingangssignal für eine bestimmte Anzahl von Abtastwerten bzw. für ein vorgegebenes Zeitfenster für jeden Schritt kumulativ aufsummiert („Integrate“). Nach Ablauf der bestimmten Anzahl von Samples wird die Summe wieder auf Null gesetzt („Dump“) und erneut mit dem kumulativen Aufsummieren begonnen. Anschließend kann beispielsweise mittels einer Schwellwerterkennung die in der Anregung kodierte Information zurückgewonnen werden.
In einem letzten Verfahrensschritt 108 wird aus dem demodulierten Ausgangssignal eine Verifikationsentscheidung abgeleitet. Hierbei kann beispielsweise ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis bestimmt und ausgewertet werden, wobei das Signal-zu-Rauschverhältnis einen bestimmten Schwellwert überschreiten muss, damit das zu verifizierende Sicherheitsmerkmal für echt befunden wird.
Ferner kann das demodulierte Ausgangssignal mit dem Eingangssignal verglichen werden. Hierbei können Korrelationen mit dem Eingangssignal oder einem Teil des Eingangssignals durchgeführt werden, wobei das Korrelationsergebnis (Korrelationsfaktor) einen bestimmten Schwellwert überschreiten muss, damit das Sicherheitsmerkmal für echt befunden wird.
Die abgeleitete Verifikationsentscheidung wird anschließend als analoges oder digitales Signal ausgegeben, beispielsweise an einer hierfür ausgebildeten Schnittstelle oder an einer hierfür ausgebildeten Anzeigeeinrichtung. Ein auf Grundlage der abgeleiteten Verifikationsentscheidung erzeugtes Signal kann beispielsweise dazu verwendet werden, eine weitere Einrichtung zu steuern, beispielsweise eine Sortiermaschine oder Zugangssperren, wie Schlösser, Schranken, Sicherheitsschleusen etc.
Anschließend ist das Verfahren beendet 109.
In Weiterbildungen des Verfahrens kann darüber hinaus vorgesehen sein, dass die zu verwendende charakteristische Funktion ausgewählt werden muss. Die Auswahl kann hierbei sowohl manuell als auch automatisch erfolgen, beispielsweise auf Grundlage eines Typs des Sicherheitsmerkmals bzw. des Wert- oder Sicherheitsdokuments. Je nach Typ des Sicherheitsmerkmals wird dann eine zugehörige charakteristische Funktion verwendet. Die verschiedenen charakteristischen Funktionen für unterschiedliche Sicherheitsmerkmale können hierbei beispielsweise in einem Speicher hinterlegt sein und bei Bedarf aus diesem abgerufen und bereitgestellt werden.
In 4 ist ein schematisches Übersichtsdiagramm einer Kalibrierungsmessung 40 gezeigt. Bei der Kalibrierungsmessung 40 wird ein Referenzsicherheitsmerkmal 42 mittels eines bekannten Eingangssignals 41 angeregt. Von dem Referenzsicherheitsmerkmal 42 ist bekannt, dass es echt ist. Seine Übertragungsfunktion 43 ist hingegen nicht bekannt, es wird jedoch angenommen, dass das elektrolumineszierende Pigment des Referenzsicherheitsmerkmals 42 sich als ein linear zeitinvariantes System (engl. linear time invariant, LTI) verhält und beschreiben lässt. Somit wird die Übertragungsfunktion 43 des Referenzsicherheitsmerkmals 42 ebenfalls als linear angenommen.
Die von dem Referenzsicherheitsmerkmal 42 emittierte Lumineszenz wird erfasst und in ein digitales Referenzausgangssignal 44 gewandelt.
Aus dem bekannten Eingangssignal 41 der Anregung und dem bekannten (gemessenen) Referenzausgangssignal 44 kann die Übertragungsfunktion 43 numerisch berechnet werden. Aus der berechneten Übertragungsfunktion 43 kann anschließend die Inverse 45 der Übertragungsfunktion 43 berechnet werden, welche nachfolgend im Verfahren zum Verifizieren als charakteristische Funktion 12 beim Transformieren verwendet wird. Das numerische Berechnen kann beispielsweise mittels der Matlab-Funktion „fmincon()“ (z.B. in Matlab® Version 2016a, einer Software der Firma The MathWorks, Inc. in Natick, Massachusetts, USA) durchgeführt werden. Die Berechnung der charakteristischen Funktion 12 für das Referenzsicherheitsmerkmal 42 kann zusätzlich unter Berücksichtigung einer Anpassungsfunktion 21 erfolgen, welche auf Grundlage von messbaren Parametern der Vorrichtung und/oder der Umgebung der Vorrichtung geschätzt wird.
5 zeigt ein schematisches Übersichtsdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens zum Verifizieren 50 eines elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmals 2 in einem Wert- oder Sicherheitsdokument. Nach dem Anregen mit einem bekannten Eingangssignal 51 wird die von dem elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmal 2 emittierte Lumineszenz erfasst und in ein Ausgangssignal 54 gewandelt. Ferner wird auf Grundlage von messbaren Parametern eine Anpassungsfunktion 21 für die Vorrichtung geschätzt.
Das Ausgangssignal 54 wird anschließend mit der in der Kalibrierung (siehe 4) bestimmten charakteristischen Funktion 12 transformiert. Die Transformation kann beispielsweise eine Entfaltung 25, 26 des Ausgangssignals 54 umfassen. Dabei wird das Ausgangssignal 54 beispielsweise mit der Übertragungsfunktion 43 des Referenzsicherheitsmerkmals entfaltet. Ebenfalls kann das Transformieren zusätzlich eine Entfaltung 26 des Ausgangssignals 54 mit der geschätzten Anpassungsfunktion 21 umfassen.
Das transformierte Ausgangssignal wird anschließend ausgewertet. Dies kann insbesondere eine Demodulation mit gängigen Verfahren umfassen, so dass ein demoduliertes Signal 55 zur weiteren Auswertung zur Verfügung steht. Dabei wird insbesondere auch eine Eingangssignalinformation, beispielsweise eine Symbolform der zur Kodierung verwendeten Symbole, berücksichtigt.
Aus dem demodulierten Signal 55 wird eine Verifikationsentscheidung 18 abgeleitet, beispielsweise durch Auswerten eines Signal-zu-Rausch-Verhältnisses, eines Korrelationsfaktors oder eines Wertes des demodulierten Signals zu einem bestimmten Zeitpunkt. Überschreiten diese einen vorgegebenen Schwellwert, so ist das elektrolumineszierende Sicherheitsmerkmal 2 echt, wird der Schwellwert hingegen nicht überschritten, wird das elektrolumineszierende Sicherheitsmerkmal 2 für nicht echt befunden.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: elektrolumineszierendes Sicherheitsmerkmal
3: Wert- oder Sicherheitsdokument
4: Anregungseinrichtung
5: Erfassungseinrichtung
6: Auswerteeinrichtung
7: Elektrode
8: Eingangssignal
9: Lumineszenz
10: Modulationseinrichtung
11: Ausgangssignal
12: charakteristische Funktion
13: Transformationsmodul
14: transformiertes Ausgangssignal
15: Demodulatormodul
16: Eingangssignalinformation
17: Verifizierungsmodul
18: Verifikationsentscheidung
20: Entfaltungsmodul
21: Anpassungsfunktion
22: messbare Parameter
23: Schätzeinrichtung
24: entfaltetes transformiertes Ausgangssignal
25: Entfaltung
26: Entfaltung
40: Kalibrierungsmessung
41: bekanntes Eingangssignal
42: Referenzsicherheitsmerkmal
43: Übertragungsfunktion
44: Referenzausgangssignal
45: Inverse der Übertragungsfunktion
50: Verifizieren
51: bekanntes Eingangssignal
54: bekanntes Ausgangssignal
55: demoduliertes Signal
100-109: Verfahrensschritte

Claims

Verfahren zum Verifizieren eines elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmals (2) in einem Wert- oder Sicherheitsdokument (3), umfassend die folgenden Schritte: Anregen des elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmals (2) durch ein vorgegebenes Eingangssignal (8) mittels eines elektrischen Feldes durch eine Anregungseinrichtung (4), Erfassen einer von dem elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmal (2) emittierten Lumineszenz (9) und Wandeln der erfassten Lumineszenz (9) in ein Ausgangssignal (11) durch eine Erfassungseinrichtung (5), Transformieren des Ausgangssignals (11) mittels einer bereitgestellten charakteristischen Funktion (12) durch eine Auswerteeinrichtung (6), Auswerten des transformierten Ausgangssignals (14) unter Berücksichtigung zumindest einer Eingangssignalinformation (16) des Eingangssignals (8) zum Ableiten einer Verifikationsentscheidung (18) durch die Auswerteeinrichtung (6), Ausgeben der Verifikationsentscheidung (18) durch die Auswerteeinrichtung (6).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Auswerten zum Ableiten der Verifikationsentscheidung (18) in der Auswerteeinrichtung (6) eine Korrelation des transformierten Ausgangssignals (14) mit zumindest einem Teil des Eingangssignals (8) durchgeführt wird, wobei das elektrolumineszierende Sicherheitsmerkmal (2) für echt befunden wird, wenn eine Korrelationsfunktion zu einem vorgegebenen Zeitpunkt oder in einem vorgegebenen Zeitbereich einen vorgegebenen Schwellwert erreicht oder überschreitet.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die charakteristische Funktion (12) mittels einer Kalibrierungsmessung (40) bestimmt wird, wobei ein elektrolumineszierendes Referenzsicherheitsmerkmal (42) angeregt wird und dessen Lumineszenz als Referenzausgangssignal (44) erfasst und auswertet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die charakteristische Funktion (12) die Inverse (45) einer Übertragungsfunktion (43) des elektrolumineszierenden Referenzsicherheitsmerkmals (42) ist, wobei der elektrolumineszierende Effekt des Sicherheitsmerkmals und des Referenzsicherheitsmerkmals (42) als lineares zeitinvariantes System aufgefasst wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Inverse (45) der Übertragungsfunktion (43) mittels numerischer Verfahren berechnet wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Transformieren des Ausgangssignals (11) eine Entfaltung mit einer Anpassungsfunktion (21) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfaltung mittels eines Kalman-Filters vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassungsfunktion (21) auf Grundlage von messbaren Parametern (22) von einer Schätzeinrichtung (23) geschätzt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangssignal (8) sich aus einer Folge von Symbolen zusammensetzt.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Folge sich zumindest teilweise aus mindestens einer Folge identischer Symbole zusammensetzt.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Folge sich zumindest teilweise aus unterschiedlichen Symbolen zusammensetzt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal (11) vor und/oder nach dem Transformieren gefiltert wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Auswerten in der Auswerteeinrichtung (6) eine Synchrondemodulation zur Wiedergewinnung der Phase des Eingangssignals (8) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine charakteristische Funktionen (12) bereitgestellt wird, wobei die zum Transformieren verwendete charakteristische Funktion (12) durch einen Benutzer oder auf Grundlage vorgegebener Kriterien automatisch vor dem Verifizieren ausgewählt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Transformieren ein Entfalten des Ausgangssignals (11) mit der bereitgestellten charakteristischen Funktion (12) umfasst.
Vorrichtung zum Verifizieren eines elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmals (2) in einem Wert- oder Sicherheitsdokument (3), umfassend: eine Anregungseinrichtung (4) zum Anregen des elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmals (2) mittels eines elektrischen Feldes durch ein vorgegebenes Eingangssignal (8), eine Erfassungseinrichtung (5), welche derartig ausgebildet ist, eine von dem elektrolumineszierenden Sicherheitsmerkmal (2) emittierte Lumineszenz (9) zu erfassen und daraus ein Ausgangssignal (11) zu bilden, eine Auswerteeinrichtung (6), welche derartig ausgebildet ist, das Ausgangssignal (11) mittels einer bereitgestellten charakteristischen Funktion (12) zu transformieren, das transformierte Ausgangssignal (14) unter Berücksichtigung zumindest einer Eingangssignalinformation (16) des Eingangssignals (8) auszuwerten, daraus eine Verifikationsentscheidung (18) abzuleiten und die abgeleitete Verifikationsentscheidung (18) auszugeben.