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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Echtheitsprüfung
eines Sicherheitselements auf der Basis von flüssigkristallinen Materialien,
sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Um Gegenstände, wie beispielsweise Dokumente
und Wertpapiere, aber auch Ersatzteile, Medikamente, Textilien oder
sonstige Markenartikel aus dem Konsumgüterbereich vor Nachahmung und
Fälschung
sowie Verfälschung
zu schützen,
sowie um die Originalität
dieser Gegenstände überprüfen zu können, werden
Sie mit besonderen Sicherheitselementen ausgestattet. Bekannte Sicherheitselemente sind
beispielsweise in Papier eingebrachte Wasserzeichen oder Sicherheitsfäden, lumineszierende oder
magnetische Partikel, die beispielsweise Druckfarben zugegeben werden,
oder Prägehologramme, die
als Folienelement auf die Oberfläche
der zu schützenden
Gegenstände
oder deren Verpackung aufgebracht werden. Zur Erzeugung von bekannten Sicherheitselementen
werden auch Substanzen und Pigmente eingesetzt, die aufgrund ihrer
besonderen optischen Eigenschaften nicht oder nur mit großem Aufwand
nachgeahmt werden können
und die nicht ohne weiteres für
jedermann verfügbar
sind. Dies trifft beispielsweise auf Dünnschichtpigmente zu, die bei
Betrachtung oder Beleuchtung unter verschiedenen Winkeln unterschiedliche
Farben zeigen. Markierungen, wie Aufdrucke, die solche Pigmente
enthalten, werden deshalb auch als „optisch variabel" bezeichnet.
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Zur Gruppe der optisch variablen
Materialien gehören
auch flüssigkristalline
Materialien, deren optische Eigenschaften, wie Absorption und Reflexion im
ausgerichteten Zustand richtungsabhängig sind. Aufgrund ihrer überlegenen
Verarbeitungseigenschaften kommen für Sicherheitselemente insbesondere
vernetzte Flüssigkristallpolymere
infrage, die beispielsweise als dünne folienähnliche Schicht oder in Pigmentform
vorliegen können.
Als kleine Plättchen
oder als Pigment kann man diese Flüssigkristallpolymere Druckfarben
und Lacken oder Kunststoffen und anderen polymeren Bindemitteln
zugeben und mit konventionellen Techniken, wie beispielsweise dem
Drucken, Lackieren oder Verfahren der Folientechnologie verarbeiten.
Die Herstellung und Verarbeitung von Pigmenten aus flüssigkristallinem
Material wird beispielsweise in
EP 0 601 483 A1 beschrieben.
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Bei Betrachtung von flüssigkristallinem
Material mit chiraler Phase ändert
sich nicht nur die in Abhängigkeit
vom Betrachtungswinkel wahrgenommene Farbe, sondern das von ihm
reflektierte Licht ist auch zirkular polarisiert. Je nach molekularem
Aufbau des Materials kann die Polarisation links- oder rechtszirkular
sein. Aufgrund ihrer optisch variablen Eigenschaften haben Sicherheitselemente,
die entsprechende flüssigkristalline
Materialien enthalten, beispielsweise den Vorteil, dass ihre richtungsabhängigen optischen
Eigenschaften auch durch hochwertige Kopiergeräte, Scanner oder fotografische
Einrichtungen nicht reproduziert oder nachgeahmt werden können.
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Aus
EP 0 435 029 A1 ist es beispielsweise bekannt,
Datenträger,
wie Wertpapiere und Dokumente mit Sicherheitselementen auszustatten,
die ein flüssigkristallines
Material enthalten. Bei deren Echtheitsprüfung werden Farbfilter, Lambda-Viertel-Platten,
Strahlteiler und Linearpolarisatoren sowie ein Detektorpaar verwendet.
Durch einen Vergleich der Signalstärke an den beiden Detektoren
können Rückschlüsse auf
die Echtheit des Sicherheitsmerkmals gezogen werden.
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Auch WO 94/02329 beschreibt den Einsatz von
flüssigkristallinen
Materialien für
die Absicherung von Dokumenten und Wertpapieren. Diese werden auf
durchscheinende Flächen;
insbesondere über Wasserzeichen
aufgebracht. Eine Echtheitsprüfung wird
beispielsweise anhand von Detektoren vorgenommen, die den Anteil
des von dem Sicherheitselement durchgelassenen und des reflektierten
Lichtes bestimmen. Für
die automatische, maschinelle Auswertung werden insbesondere Streifenmuster
vorgeschlagen, wobei sich das flüssigkristalline
Material in benachbarten Streifen in seiner Händigkeit unterscheidet.
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Es besteht jedoch laufend Bedarf
an neuen und verbesserten Prüfverfahren,
insbesondere solchen, die besonders sicher und automatisierbar sind und
die sowohl schnell und einfach als auch von ungeschultem Personal
durchgeführt
werden können. Ein
weiterer Aspekt besteht darin, ein Verfahren anzugeben, das insbesondere
geeignet ist, Pfandmarken auf Pfandbehältern zu überprüfen. Aufgabe der Erfindung
war es, ein solches Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung
zur Durchführung
des Verfahrens vorzuschlagen. Die Aufgabe wird durch ein Verfahren
bzw. eine Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Die hier infrage kommenden Sicherheitselemente
basieren auf flüssigkristallinen
Materialien und weisen zumindest eine erste Markierung mit rechtszirkular
polarisierendem Material und zumindest eine zweite Markierung mit
linkszirkular polarisierendem Material auf. Alternativ kann auch
nur mit einer Markierung gearbeitet werden, die sowohl rechtszirkular als
auch linkszirkular polarisierendes Material enthält. Erfindungsgemäß werden
zur Prüfung
der Echtheit solcher Sicherheitselemente zwei Aufnahmen der Sicherheitselemente
angefertigt, bei denen jeweils das auf die Sicherheitselemente auftreffende oder
das von Ihnen reflektierte Licht durch einen Zirkularpolarisator
geleitet wird, der im Wesentlichen nur Licht einer vorgegebenen
Polarisationsrichtung durchlässt.
Wird etwa für
die eine Aufnahme ein Filter verwendet, der nur linkszirkular polarisiertes
Licht durchlässt,
erfolgt die andere Aufnahme mit Licht, das von einem Polarisator
für rechtzirkular
polarisiertes Licht gefiltert wurde. Anhand der beiden Abbildungen
des Sicherheitselements wird ein Differenzbild ermittelt und aus
dem Differenzbild eine Aussage bzw. Entscheidung über die
Echtheit des Sicherheitselements abgeleitet. Durch die Differenzbildung
werden die Kontraste zwischen der Markierung mit dem rechtszirkular
polarisierenden Material und der Markierung mit dem linkszirkular
polarisierenden Material und der Kontrast zum Umfeld der Markierung/en,
das kein polarisierendes Material aufweist, erhöht und dadurch das Auffinden
der Markierung/en innerhalb einer Abbildung erleichtert. Durch die
Kontrastverstärkung
kann die Markierung bzw. können
die Markierungen sowohl visuell besser wahrgenommen als auch maschinell,
das heißt
durch Bildverarbeitung leichter bearbeitet werden. Außerdem besteht
die Möglichkeit,
die unterschiedlichen Intensitäts-
oder Helligkeitsstufen, die sich im Differenzbild aufgrund des unterschiedlich
polarisierenden Materials ergeben, zu erfassen und als weitere Information
bei der Echtheitsprüfung
des Sicherheitselements zu berücksichtigen.
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Dieses Verfahren ermöglicht das
Erkennen und somit die Abwehr von verschiedenen Fälschungsversuchen.
Wird für
die Markierungen zum Beispiel eine Druckfarbe verwendet, die ihnen
lediglich farblich gleicht ohne jedoch die Polarisation zu verändern, werden
die Markierungen im Differenzbild ausgeblendet. Für Markierungen
die nur eine Polarisationsrichtung aufweisen ergibt sich im Differenzbild ein
geringerer Kontrast.
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Da der Polarisationszustand des vom
Sicherheitselement mit dem flüssigkristallinen
Material mit chiraler Phase reflektierten Lichtes vom bloßen Auge
nicht wahrgenommen werden kann, kann das Sicherheitselement visuell
homogen erscheinen, ohne dass die erste und zweite Markierung unterschiedlich
wahrgenommen werden. Die erste und zweite Markierung mit dem rechts-
bzw. linkszirkular polarisierenden Material können unmittelbar aneinander
grenzen, sogar überlappen
oder einander umschließen
oder auch voneinander beabstandet sein. Erst wenn mit Hilfe eines
Zirkularpolarisators mit einer vorgegebenen Polarisationsrichtung
eine Aufnahme oder Abbildung des Sicherheitselements angefertigt
wird, unterscheiden sich die Bereiche der ersten und der zweiten
Markierung deutlich in ihrer Intensität. Wird dagegen nur mit einer
Markierung gearbeitet, die sowohl rechtszirkular als auch linkszirkular
polarisierendes Material enthält,
beispielsweise als ein Gemisch entsprechender Flüssigkristallpigmente, erhält man bei
den Aufnahmen mit den beiden unterschiedlichen Zirkularpolarisatoren
zumindest einen unterschiedlichen Intensitäts- oder Helligkeitswert der
Markierung, wenn der Gehalt oder die Wirkung der unterschiedlich
polarisierenden Materialien in der Markierung unterschiedlich ist.
Diese Variante der Markierung hat den produktionstechnischen Vorteil,
dass sie einfacher herstellbar ist, beispielsweise durch einen einzigen
Druckvorgang, als die Markierungen, die unterschiedlich polarisierendes Material
in separaten Bereichen enthalten.
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Für
das Anfertigen der Aufnahmen des Sicherheitselements ist es sowohl
möglich
mit Umgebungslicht zu arbeiten, als auch eine Beleuchtung für den aufzunehmenden
Bereich vorzusehen. Eine Beleuchtung ist beispielsweise von Vorteil,
wenn die Umgebungsverhältnisse
ungünstig
oder nicht vorhersehbar sind, was insbesondere auftreten kann, wenn die
Prüfvorrichtung
als mobile, transportable Vorrichtung ausgeführt wird. Durch eine Beleuchtungsvorrichtung
wird der Aufnahmebereich in geeigneter Weise, das heißt insbesondere
mit ausreichender Lichtstärke
ausgeleuchtet. In besonderer Weise eignen sich hierfür biegbare
Faserbündel
aus Lichtleitern, die eine punktgenaue Beleuchtung ermöglichen.
Bevorzugt wird auch eine Abschirmung für das Umgebungslicht eingesetzt,
die möglicherweise schwankendes
Umgebungslicht vom Sicherheitselement fernhält und so bei Verwendung einer
zusätzlichen
Beleuchtung für
konstante und reproduzierbare Aufnahmebedingungen sorgt.
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Die Zirkularpolarisatoren können sowohl
auf der Beleuchtungsseite angeordnet sein und das auf das Sicherheitselement
auftreffende Licht filtern als auch alternativ auf der Reflexionsseite,
wobei das vom Sicherheitselement reflektierte Licht den Zirkularpolarisator
durchläuft.
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Für
die Abbildungen werden insbesondere bildgebende Verfahren eingesetzt,
bei denen der abzubildende Bereich punkt- oder zeilenweise abgetastet
wird und dabei die jeweiligen Intensitätswerte bestimmt werden. Bevorzugt
werden diese Intensitätswerte
für ihre
Weiterbe- oder -verarbeitung gespeichert, wozu insbesondere elektronische
Speichermedien in Frage kommen. Die zeilenweise Abtastung ist für die Prüfung mit
hohen Taktraten und die Prüfung von
bewegten Objekten vorteilhaft. Als Aufnahmevorrichtungen für die Abbildungen
eignen sich insbesondere Digital- oder Videokameras.
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Die Aufnahme der ersten und der zweiten Abbildung
mit einem rechtsdrehenden bzw. linksdrehenden Zirkularpolarisator
kann entweder gleichzeitig oder nacheinander erfolgen. Werden die
beiden Abbildungen nacheinander aufgenommen, ist eine Abbildungseinrichtung
ausreichend, mit der beide Aufnahmen des Sicherheitselements durchgeführt werden.
Der zwischen den beiden Aufnahmen durchzuführende Wechsel des Zirkularpolarisators
von rechtsdrehend auf linksdrehend oder umgekehrt kann manuell erfolgen.
Bevorzugt wird jedoch ein automatisierter, maschineller Wechsel
des Zirkularpolarisators, da dadurch Verwechslungen vermieden und die
beiden Aufnahmen auch schneller durchgeführt werden können. Das
Bewegen und Wechseln des bzw. der Filter kann sowohl linear erfolgen
als auch kreisförmig,
beispielsweise durch ein so genanntes „Chopperrad".
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Erfolgen die beiden Aufnahmen gleichzeitig, wodurch
eine insgesamt schnellere Prüfung
möglich ist,
muss für
jede Aufnahme eine separate Aufnahmevorrichtung, also beispielsweise
zwei Kameras, eingesetzt werden. Um für die beiden Abbildungen gleiche
Betrachtungsverhältnisse
sicherzustellen, wird bevorzugt ein Strahlteiler verwendet, der
das von dem Sicherheitselement reflektierte Licht gleichmäßig auf
die beiden Aufnahmevorrichtungen aufteilt. In dieser Konfiguration
müssen
die beiden rechtsbzw. linksdrehenden Zirkularpolarisatoren zwangsläufig nach
dem Strahlteiler angeordnet sein.
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Zur Ermittlung des Differenzbildes
aus den beiden Abbildungen ist darauf zu achten, dass sich jeweils
entsprechende Abbildungsbereiche herangezogen werden. Dies erfolgt
beispielsweise durch eine sorgfältige
Ausrichtung und Positionierung des Prüfobjektes und der Aufnahmevorrichtung/en
oder der Bearbeitung der vorzugsweise elektronisch gespeicherten
Bilddaten mit gängigen
Algorithmen der Bildverarbeitung. Auch dadurch kann sichergestellt
werden kann, dass für
die Differenzbildung die gleichen Abbildungsbereiche herangezogen
werden. Es kann auch zweckmäßig sein,
an den Einzelbildern eine Korrektur oder Korrelation durchzuführen, um
beispielsweise systematisch auftretende Fehler oder Abweichungen,
wie einen Signaloffset, Streu- oder Blendeffekte, zu kompensieren
oder zumindest zu verringern. Das Differenzbild wird ermittelt,
indem die Intensitätswerte
sich jeweils entsprechender Teilbereiche des ersten und zweiten
Abbilds voneinander abgezogen werden. Die Ableitung einer Aussage über die
Echtheit des Sicherheitselements kann durch eine elektronische Bewertung
des Differenz bilds erfolgen. Hierbei werden bevorzugt Verfahren der
digitalen Bildverarbeitung und/oder Mustererkennung eingesetzt.
Die Aussage über
die Echtheit des Sicherheitselements kann mit einem akustischen und/oder
optischen Signal oder mit der Weiterleitung geeigneter Dafen beispielsweise
eines Prüfprotokolls verbunden
sein. Bevorzugt erfolgt die Übermittlung des
Prüfergebnisses
durch verschlüsselte
Daten und/oder zusammen mit einer elektronischen Signatur und/oder
durch die so genannte „Message-Authenticatiort",
bei der die Kommunikation zwischen Absender und Empfänger nach
einem vorgegebenen Protokoll erfolgt. Dadurch kann sichergestellt
werden, dass die Prüfergebnisse
nicht frei zugänglich und
vor unerlaubter Manipulation geschützt sind. Das Prüfergebnis
kann an ein Kommunikationsmodul übertragen
werden, das Bestandteil der Prüfvorrichtung
ist, oder auch an eine externe Stelle übermittelt werden. Sind die überprüften Sicherheitselemente beispielsweise
Pfandmarken, kann die Übermittlung des
Prüfergebnisses
etwa an ein externes Kassensystem oder eine Clearingstelle erfolgen.
Alternativ oder zusätzlich
ist es auch möglich,
dass das Differenzbild und, falls gewünscht, auch die Einzelaufnahmen
in einer Anzeigevorrichtung wie beispielsweise einem Monitor oder
Display wiedergegeben werden. Damit ist es auch möglich, dass
die Entscheidung über
die Echtheit eines geprüften
Sicherheitselements von ggf. geschultem Prüfpersonal vorgenommen wird.
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Eine weitere Möglichkeit, die die Auswertung der
Abbildungen erleichtert besteht darin, die bei der ersten und zweiten
Abbildung erhaltenen Signale bzw: Helligkeitswerte, sowie die daraus
ermittelten Differenzwerte jeweils einem Kanal eines RGB-Monitors
zuzuleiten. Die Intensitätsverteilung
jedes Bildes steuert dann den Rot-, Grün- oder Blauanteil eines gemeinsamen
Bildes. Die beiden Markierungen und ihre Umgebung erscheinen in
der RGB-Wiedergabe dann in deutlich unterscheidbaren Farben und
die Mar kierungen können
mit Methoden der Bildverarbeitung auch auf großen Flächen leicht gefunden und verifiziert
werden.
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Neben den rechts- und linksdrehenden
Polarisationsfiltern können
für die
Echtheitsprüfung
eines Sicherheitselements auch zusätzliche Farbfilter herangezogen
werden. Dadurch wird vorzugsweise der überprüfte Spektralbereich eingeschränkt und
damit beispielsweise Fälschungen
ausgeschlossen, deren Markierungen zwar die richtigen Polarisationseigenschaften
aufweisen, aber nicht die richtige Reflexionswellenlänge besitzen
und somit in einer anderen Farbe erscheinen. Außerdem werden durch Farbfilter,
deren Transmissionsbereich auf die Farbe des verwendeten flüssigkristallinen
Materials abgestimmt ist, der für
eine Echtheitsprüfung
negative Einfluss von Fremd- und Streulicht reduziert. Ferner kann
mit Hilfe von Farbfiltern der bei flüssigkristallienen Materialien
mit chiraler Phase bei variierenden Beleuchtungs- und/oder Betrachtungswinkeln
auftretende Farbwechsel überprüft werden.
Dazu werden die Markierungen beispielsweise unter unterschiedlichen Winkeln
beleuchtet und/oder das von ihnen reflektierte Licht unter verschiedenen
Winkeln gemessen.
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In einer besonderen Variante des
erfindungsgemäßen Verfahrens
wird ein einziger Zirkularpolarisator verwendet, der einzelne rechtsdrehende
und linksdrehende Bereiche aufweist, die in der Art eines Schachbrettmusters
abwechselnd nebeneinander angeordnet sind. Wird ein solcher Filter
direkt vor dem Detektor einer Kamera angebracht, können die einzelnen
Bildpunkte (Pixel) oder Bildbereiche des vom Detektor aufgenommenen
Bildes jeweils einer Polarisationsrichtung zugeordnet werden. Die
beiden Einzelabbildungen können
dann rechnerisch ermittelt werden. Sind die einzelnen Filterbereiche
klein genug, kann bei noch ausreichender Auflösung über die in jedem Einzelbild
entstehenden Lücken
interpoliert werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand
von in Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es
stellen dar:
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1 ein
Sicherheitselement in Aufsicht,
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2 eine
erste Anordnung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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3 eine
weitere Anordnung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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4 eine
Anordnung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
mit Strahlteiler und zwei Kameras,
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5 schematische
Darstellungen der mit Zirkularpolarisatoren angefertigten Aufnahmen
und der daraus ermittelten Differenzbilder.
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1 zeigt
ein Sicherheitselement 1, das als Etikett oder Label ausgeführt ist
und die beiden Markierungen 2, 3 mit dem flüssigkristallinen
Material als Aufdruck trägt.
Es ist jedoch auch möglich,
diesen Aufdruck mit dem flüssigkristallinen
Material direkt auf die Oberfläche
eines abzusichernden Gegenstands oder dessen Verpackung aufzubringen.
Die erste Markierung 2 besitzt die Form eines Dreiecks, das
allseitig von der zweiten Markierung 3 umschlossen wird,
die eine kreisförmige
Außenkontur
besitzt. Die beiden Markierungen können auch jede andere gewünschte und
technische ausführbare
Geometrie aufweisen. Wenn eine der beiden Markierungen reflektiertes
Licht linkszirkular polarisiert, wird das von der anderen Markierung
reflektierte Licht rechtszirkular polarisiert. Der Unterschied in
der Polarisation des reflektierten Lichtes wird vom menschlichen
Auge nicht wahrge nommen. Das heißt, die beiden Markierungen
bilden eine für
das unbewaffnete menschliche Auge homogene Fläche, die den für flüssigkristalline Pigmente
mit chiraler Phase bekannten, vom Betrachtungswinkel abhängigen Farbwechsel
zeigt.
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In 2 ist
ein Sicherheitselement 1 unmittelbar auf die Oberfläche eines
Substrats 4 aufgebracht. Dies kann beispielsweise durch
in der Fig. nicht dargestellte Keberschichten erfolgen oder über Bindemittel,
die in den die Markierungen bildenden Schichten enthalten sind.
Die Markierungen 2, 3 bilden hier zwei nebeneinander
liegende und aneinander grenzende Bereiche. Das Substrat 4 kann
z. B. aus Papier, Pappe, Kunststoff oder Metall bestehen und beispielsweise
einen Einwegbehälter
bilden, bei dem das Sicherheitselement 1 eine zu überprüfende Pfandmarke
darstellt. Als Beleuchtungseinrichtung 5 werden insbesondere
fokussierbare Lichtquellen, wie Strahler mit Reflektoren, eingesetzt.
Mit dieser Lichtquelle wird der Bereich der beiden Markierungen 2, 3 ausgeleuchtet
und das von ihnen reflektierte Licht durch einen Zirkularpolarisator 6 geleitet.
Als Aufnahmevorrichtung für
die Abbilder des Sicherheitselements 1 wird beispielsweise
eine Kamera 7 verwendet. Einfache Schwarzweiß-Videokameras
sind preiswert und in geringer Baugröße erhältlich. Für die beiden Aufnahmen des
Sicherheitselements 1 wird die gleiche Kamera 7 verwendet,
jedoch mit unterschiedlichen Zirkularpolarisatoren 6 für rechtsdrehende
und linksdrehende Polarisation. Die beiden Aufnahmen können entweder
in der Kamera 7 oder in separaten nicht dargestellten Speichermedien
zwischengespeichert und zur Ermittlung des Differenzbildes an eine
Anlage zur elektronischen Datenverarbeitung übermittelt werden.
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Eine alternative Anordnung zur Anfertigung der
Aufnahmen ist in 3 dargestellt.
Der Zirkularpolarisator 6 ist hier zwischen der Beleuchtungs einrichtung 5 und
dem Sicherheitselement 1 angeordnet. Die Markierungen 2, 3 sind über eine
Zwischenschicht 8 auf dem Substrat angeordnet, die beispielsweise
aus einer Kunststofffolie oder Papier besteht und als Klebeetikett
ausgeführt
ist. Die beiden Markierungen sind in diesem Ausführungsbeispiel als separate,
voneinander beabstandete Bereiche ausgeführt. Unabhängig von der speziellen Geometrie
und Anordnung der Markierungen und der Komponenten der Prüfvorrichtung
wird der beleuchtete und der aufgenommene Bereich in jedem Fall
so gewählt,
dass beide Markierungen erfasst werden.
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Eine weitere bevorzugte Anordnung
zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist in 4 dargestellt.
Das Sicherheitselement 1 wurde hier auf ein zu überprüfendes Dokument 10 aufgedruckt
und die Markierungen bestehen aus zwei sich teilweise überlappenden
kreisförmigen
Aufdrucken. Durch Druckelemente 11, die kein flüssigkristallines Material
enthalten, sind die Markierungen graphisch in ihre Umgebung eingebunden.
Das von den Markierungen reflektierte Licht wird von einem Strahlteiler 9 gleichmäßig auf
zwei Zweige verteilt. Jeder Zweig besitzt eine eigene Kamera 7 und
einen Zirkularpolarisator 6 und in einem Zweig wird die
Aufnahme anhand des linkszirkular polarisierten Lichts aufgenommen
und in dem anderen mit rechtszirkular polarisiertem Licht. Die von
den Kameras 7 aufgenommenen Bilder bzw. Signale werden
einer Auswerteeinheit 8 zugeführt, die beispielsweise aus
einem handelsüblichen
Personalcomputer besteht. Die Auswerteeinheit 8 weist auch
einen Monitor auf, der unter anderem für die Wiedergabe der beiden
Einzelaufnahmen sowie des daraus ermittelten Differenzbildes oder
zur Darstellung des von der Auswerteeinheit ermittelten Prüfungsergebnisses
genutzt werden kann. Diese Anordnung hat den besonderen Vorteil,
dass für
die Aufnahme mit dem links- und dem rechtzirkular polarisierten
Licht zwangsläufig
die gleichen Beleuch tungs- und Aufnahmebedingungen gegeben sind
und dass beide Aufnahmen gleichzeitig erfolgen können. Durch die beiden unabhängigen Messzweige
ist kein Filterwechsel erforderlich. Eine solche Anordnung eignet
sich daher insbesondere für
Prüfungen,
bei denen ein hoher Durchsatz gewünscht ist oder eine hohe Taktrate
erforderlich ist.
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In 5 werden
exemplarisch für
das in 1 dargestellte
Sicherheitselement die Kontrastverhältnisse der beiden Aufnahmen
und der daraus gebildeten Differenzbilder erläutert. Eine der beiden Aufnahmen
des Sicherheitselements wird beispielsweise mit einem Polarisator
für linkszirkular
polarisiertes Licht aufgenommen und wird mit a) bezeichnet. Die
erste Markierung 2, die dem inneren Bereich mit der Form
eines Dreiecks entspricht, wird hell wiedergegeben, wenn diese Markierung
flüssigkristallines
Material mit chiraler Phase enthält,
das reflektiertes Licht linkszirkular polarisiert. Der umgebende
Bereich mit der Umrissform eines Kreises entspricht der zweiten
Markierung 3 und wird in der Aufnahme a) dunkel wiedergegeben,
wenn das Material der zweiten Markierung reflektiertes Licht rechtszirkular
polarisiert. Der die beiden Markierungen umgebende Bereich des Sicherheitselements 1 weist
kein flüssigkristallines
Material auf, das den Polarisationszustand des reflektierten Lichtes
verändert.
Aus diesem Bereich wird nur Rest- und Streulicht empfangen und die
entsprechende Fläche
nur mit geringer Intensität, also
beispielsweise in einem dunklen Grauton wiedergegeben.
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In der mit b) bezeichneten zweiten
Aufnahme, die beispielsweise mit einem rechtszirkular polarisierenden
Filter aufgenommen wurde, sind die Kontrastverhältnisse der beiden Markierungen 2, 3 genau
umgekehrt. Der innere dreieckige Bereich der ersten Makierung 2,
der das linkszirkular polarisierende Material enthält, erscheint
in dieser Aufnahme dunkel, während
der äußere kreisförmige Bereich
der zweiten Markierung 3, die das rechtszirkular polarisierende
Material enthält,
hell wiedergegeben wird. Das Umfeld der beiden Markierungen erscheint
aufgrund von Rest- und Streulicht wiederum nur mit geringer Intensität.
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Bei der Differenzbildung werden die
Intensitäten
des Umfelds in jedem Fall eliminiert, während eine der beiden Markierungen
kontraststark hervortritt und leicht aufzufinden und zu erkennen
ist. Wird im vorangehend erläuterten
Beispiel das Differenzbild aus der Differenz der beiden Aufnahmen
(a–b) gebildet,
wird die erste, innere Markierung in der Form eines Dreiecks deutlich
wiedergegeben. Im Differenzbild (b–a) wird dagegen die kreisförmige äußere, zweite
Markierung hervorgehoben. Der beschriebene Effekt kann noch verstärkt werden,
wenn das Differenzbild in einer Art Binärdarstellung wiedergegeben
wird, bei der alle Bildbereiche mit maximaler Intensität wiedergegeben
werden, die oberhalb eines vorgegebenen Schwellwerts liegen und
mit minimaler Intensität,
falls sie unterhalb des Schwellwerts liegen. Werden die Aufnahmen
beispielsweise mit einer Schwarzweiß-Videokamera angefertigt,
die den einzelnen Bildpunkten Grauwerte zuordnet, die auf einen
Wertebereich zwischen 0 und 255 normiert sind, lässt sich durch Vorgabe eines
Schwellwertes, der beispielsweise bei 110 liegen kann,
ein besonders kontrastreiches Schwarzweißbild erzeugen. Die Markierungen
können
darin schnell und sicher sowohl visuell von einer Prüfperson
oder automatisch mit Hilfe von Bildverarbeitungs- und/oder Mustererkennungsalgorithmen überprüft und bewertet
werden.