DE202004019706U1

DE202004019706U1 - Vorrichtung zur maschinellen Echtheitsüberprüfung von Wert- und Sicherheitsdokumenten

Info

Publication number: DE202004019706U1
Application number: DE202004019706U
Authority: DE
Original assignee: Bundesdruckerei GmbH
Current assignee: Bundesdruckerei GmbH
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2005-03-03
Anticipated expiration: 2014-12-22

Abstract

Vorrichtung zur maschinellen Echtheitsprüfung von Wert- und Sicherheitsdokumenten, mit mindestens
– einer ersten Anregungsquelle (4, 5, 6), mit der eine Substanz eines ersten Echtheitselements (11) zur Emission von Lumineszenzstrahlung mit einer ersten Spektralverteilung anregbar ist,
– einer zweiten Anregungsquelle (7), welche mindestens eine Lichtquelle zur Abstrahlung von Licht aus einem Bereich vom nahen infraroten bis zum ultravioletten Spektralbereich aufweist, mit dem eine Substanz eines zweiten Echtheitselements (11) zu Emission von Lumineszenzstrahlung mit einer zweiten Spektralverteilung anregbar ist,
– mindestens einer Empfangseinheit (8) zur Aufnahme der durch die Anregungsquellen angeregten Lumineszenzsignale,
– einer Einrichtung (12) zur Auswertung der Lumineszenzsignale und zur Abgabe eines Sortiersteuerbefehls
– und einer Wähleinrichtung (14), mit der wahlweise die Vorrichtung mit einer der Anregungsquellen alleine oder mit allen Anregungsquellen zusammen betreibbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur maschinellen Echtheitsprüfung von Wert- und Sicherheitsdokumenten mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1.
Sicherheitssysteme von Wert- und Sicherheitsdokumenten, beispielsweise von Banknoten, beziehen sich jeweils auf ein bestimmtes Echtheitsmerkmal, das auf oder im Dokument angebracht ist und auf den zugehörigen Sensor, mit dem das Merkmal angeregt und analysiert werden kann. Typische Echtheitsmerkmale sind fluoreszierende Pigmente, die bei Anregung mittels eines speziellen Sensors aufleuchten und hierdurch verifiziert werden. Beide Komponenten, Echtheitsmerkmal und Sensor eines solchen Systems unterliegen besonderen Sicherheitsanforderungen. Die Sensoren werden nur von wenigen autorisierten Institutionen in streng abgesicherten Bereichen eingesetzt, um so mit hoher Wahrscheinlichkeit auszuschließen, dass potenzielle Fälscher durch Analyse ihrer Funktionsweise Kenntnisse über die Echtheitsmerkmale und über das Auswerteverfahren erlangen.
Die Sensoren werden in Sortiermaschinen eingesetzt. In Abhängigkeit vom Erkennen des zugehörigen Echtheitsmerkmals, geben sie einen entsprechenden Sortiersteuerbefehl aus, aufgrund dessen nicht verifizierbare Dokumente ausgesondert werden.
Mit steigenden technischen Fertigkeiten der Banknotenfälscher sind in der Vergangenheit auch immer komplexere Echtheitsmerkmale entwickelt worden, beispielsweise durch Einbindung von Fluoreszenzpigmenten in strukturelle Merkmale des Banknotendrucks und durch spezielle lumineszierende Substanzen bspw. mit Anti-Stokes-Fluoreszenz oder Elektrolumineszenz, die nicht nur hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung schwer nachzuahmen sind, bei denen vielmehr auch nicht ohne weiteres festgestellt werden kann, was bei ihrer Verifizierung genau analysiert wird und in welcher Weise die Auswertung erfolgt.
Aus der DE 199 30 651 C2 ist ein Sicherheitssystem bekannt, bei dem der Aufzeichnungsträger, bspw. eine Banknote an einer Lesestation vorbeibewegt wird, welche aus mehreren Sendern zur getakteten Abstrahlung von Licht unterschiedlicher Farbe, bspw. im NIR- und im sichtbaren Bereich, sowie einem gemeinsamen Empfänger zum Detektieren der durch den Aufzeichnungsträger modulierten Signale besteht. Die Lesestation erfasst zu jedem Zeitpunkt eine Messfläche mit einer bestimmten Länge in Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers. Um eine lückenlose, ganzflächige Abtastung zu gewährleisten, bei der die Messflächen jeweils aneinandergrenzend gesetzt sind, wird die Länge der erfassten Messfläche jeweils gleich der Weglänge gewählt, die sich der Aufzeichnungsträger während der Dauer einer Periode des Anregungstaktes relativ zur Lesestation fortbewegt.
Die WO 002002019278A2 beschreibt ein Sicherheitssystem für Banknoten mit einem Sensor, der eine optische und eine Elektrolumineszenz-Anregungsquelle umfasst. Verifiziert wird damit ein Echtheitsmerkmal, das sowohl bei Bestrahlung mit sichtbarem Licht als auch bei Anregung mit einem elektromagnetischen Wechselfeld detektierbare Lumineszenz-Signale mit unterschiedlicher Spektralverteilung erzeugt. Der lichtoptische Teil des Sensors hat dabei die Funktion eines Lotsen. Das elektromagnetische Wechselfeld wird nur dann angeschaltet, wenn mittels der optischen Anregung das Elektrolumineszenz-Echtheitsmerkmal auf dem Dokument lokalisiert wird. Auf diese Weise wird vermieden, dass durch ein permanente Belastung mit dem elektromagnetischen Wechselfeld das zu prüfende Dokument in Mitleidenschaft gezogen wird.
Ein ähnliches Sicherheitssystem ist aus der Druckschrift WO 002002018150A1 bekannt. Hierbei wird zusätzlich Licht von einer in unmittelbarer Nähe des Lumineszenz-Echtheitsmerkmals befindlichen Kontrollmarkierung detektiert. Das daraus gewonnene Signal dient zur Korrektur der vom eigentlichen Echtheitsmerkmal abgeleiteten Messsignale. Mit dieser Standardisierung wird eine größere Sicherheit bei der Auswertung von Dokumenten mit variierendem Druckzustand erreicht.
Eine weitere Vorrichtung zur Validierung von Echtheitsmerkmalen ist aus der Druckschrift DE 199 03 988 A1 bekannt. Die zu prüfenden Dokumente durchlaufen dabei eine Detektorvorrichtung, die geeignet ist, elektrolumineszierende Eigenschaften der Echtheitsmerkmale zu erfassen. Die Anregung der elektrolumineszierenden Elemente erfolgt mittels eines elektromagnetischen Wechselfeldes im Frequenzbereich bis zu einigen MHz, wobei das Dokument zwischen flächenförmigen Elektroden oder entlang von Spitzenelektroden durch den Detektor geführt wird.
Bisherige Sensoren sind für den praktischen Einsatz jeweils auf ein bestimmtes Echtheitsmerkmal hin ausgerichtet. Wenn zur besseren Absicherung zusätzliche Echtheitsmerkmale eingeführt werden sollen, ist eine entsprechend größere Anzahl von Sensoren erforderlich, wobei aber zugehörige Steckplätze an Sortiermaschinen nur in begrenzter Anzahl eingerichtet werden können. Das gleiche Problem tritt beim Wechsel einer Banknotenserie auf, in dessen Folge Banknoten mit unterschiedlichen Echtheitsmerkmalen verifiziert werden müssen.
Mit der Erfindung soll eine Vorrichtung zur maschinellen Echtheitsprüfung von Wert- und Sicherheitsdokumenten mit verbesserten Einsatzmöglichkeiten geschaffen werden.
Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung zur maschinellen Echtheitsprüfung von Wert- und Sicherheitsdokumenten eine erste Anregungsquelle auf, mit der eine Substanz eines ersten Echtheitselements zur Emission von Lumineszenzstrahlung mit einer ersten Spektralverteilung anregbar ist. Die Vorrichtung besitzt des weiteren eine zweite Anregungsquelle, wobei die zweite Anregungsquelle mindestens eine Lichtquelle zur Abstrahlung von Licht aus einem Bereich vom nahen infraroten bis zum ultravioletten Spektralbereich umfasst, mit dem eine Substanz eines zweiten Echtheitselements zu Emission von Lumineszenzstrahlung mit einer zweiten Spektralverteilung anregbar ist. Die Vorrichtung besitzt mindestens eine Empfangseinheit zur Aufnahme der durch die Anregungsquellen angeregten Lumineszenzsignale sowie eine Einrichtung zur Auswertung der Lumineszenzsignale und zur Abgabe eines Sortiersteuerbefehls. Hierzu ist ferner eine Wähleinrichtung vorgesehen mit der ein Betreiber verschiedene Betriebsmodi, nämlich eine der Anregungsquellen alleine oder alle Anregungsquellen zusammen, auswählen kann. Der Betreiber hat damit die Möglichkeit, zu entscheiden, ob nur eines der Echtheitsmerkmale oder mehrere parallel geprüft werden sollen, wobei bei der Prüfung mehrerer Merkmale ausgewählt werden kann, in welcher logischen Verknüpfung diese vorhanden sein müssen.
Mit dem kombinierten Sensor können somit wahlweise unterschiedliche Echtheitsmerkmale analysiert werden, die lumineszierende Stoffe enthalten. Ebenso möglich ist die simultane Auswertung mehrerer Echtheitsmerkmale, womit mehrere Vorteile verbunden sind. Zum einen verringern sich der apparative Aufwand und der Platzbedarf an der Sortiermaschine, zum andern trägt die Prüfung mehrerer Merkmale zur verbesserten Systemsicherheit insgesamt bei, insbesondere dann, wenn die Prüfsignale logisch verknüpft werden. Besonders vorteilhaft ist, dass für beide Anregungsarten ein gemeinsamer Empfänger verwendet werden kann, der das durch die Anregungsquellen angeregte Lumineszenzlicht aufnimmt und ein entsprechendes Messsignal abgibt. Analyse und Verarbeitung der Signale können getrennt erfolgen, führen aber zu einem einheitlichen Steuersignal für die Sortiermaschine.
Vorzugsweise sind die erste und zweite Anregungsquelle, der Empfänger und die Einrichtung zur Auswertung des Lumineszenzsignals in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, das somit einen kompakten Sensor umschließt, der lediglich einen einzigen Steckplatz an der Sortiermaschine belegt, wobei der Sensor dergestalt an einem Transportweg mit einer Zuführung und einer Abführung für das zu prüfende Dokument angeordnet ist, dass das zu prüfende Dokument an der ersten und zweiten Anregungsquelle und der zugehörigen Empfangseinheit vorbei bewegbar ist.
Bevorzugt umfasst die erste Anregungsquelle eine Elektrodenanordnung, mit der ein elektromagnetisches Wechselfeld an das zu prüfende Dokument anlegbar und eine elektrolumineszierende Substanz des ersten Echtheitselements anregbar ist.
In der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich die erste und zweite Anregungsquelle derart anordnen, dass sie der gleichen Messspur auf dem Dokument folgen. Sie können aber auch derart angebracht sein, dass sie räumlich getrennte Messspuren auf dem Dokument abtasten. Damit kann der Sensor an unterschiedliche auf dem Dokument befindliche Sicherheitsstrukturen und deren Geometrien angepasst werden. Bevorzugt liegen die beiden Anregungsquellen einander gegenüberliegend zu beiden Seiten des Transportweges, so dass sie jeweils auf eine der beiden einander gegenüberliegenden Oberflächen des zu prüfenden Dokuments gerichtet sind. Lumineszenzstoffe in einer Banknote können auf diese Weise mit der einen Anregungsquelle von der Oberseite her und mit der anderen von der Unterseite her angeregt werden.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform befinden sich beide Anregungsquellen auf der gleichen Seite des Dokumententransportweges und sind somit auf die gleiche Oberfläche des zu prüfenden Dokuments gerichtet. Auf der gleichen Seite kann sich auch die Empfangseinrichtung befinden, vorzugsweise wird sie aber gegenüberliegend, also auf der anderen Seite des Transportweges angeordnet.
Bevorzugt werden die erste und zweite Anregungsquelle gepulst und alternierend betrieben. Dies ermöglicht eine quasi-simultane Prüfung und Auswertung bspw. sowohl eines Elektrolumineszenz- wie auch eines Fotolumineszenz-Echtheitselements. Die Signalauswertung erfolgt dabei getrennt. Die Sortierentscheidung ist vorzugsweise einstellbar und kann wahlweise in Abhängigkeit davon gewählt werden, ob zumindest eine der beiden Anregungsquellen eine positive Systemantwort hervorruft oder ob beide Merkmale positiv getestet sein müssen.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist eine Vielzahl von Anregungsquellen vorgesehen, so dass auch mehr als zwei Echtheitsmerkmale mit einem einzigen Sensor überprüft werden können. Vorzugsweise ist die Vorrichtung so ausgebildet, dass ein gemeinsamer Empfänger vorgesehen ist, der das von den Anregungsquellen angeregte Lumineszenzlicht aufnimmt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Figuren.
Es zeigen:
1: ein erstes Ausführungsbeispiel,
2: ein Ausführungsbeispiel, bei der jeder Anregungsquelle ein eigener Empfänger zugeordnet ist, und
3: ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Anregungsquellen auf einer Seite des Transportweges und der Empfänger gegenüberliegend angeordnet sind.
1 zeigt schematisch ein Sicherheitsdokument 1 in Form einer Banknote, auf der ein erstes Echtheitselement 10 mit einer elektrolumineszierenden Substanz aufgebracht ist, die durch Anlegen eines elektromagnetischen Wechselfeldes im Frequenzbereich von einigen MHz zum Emittieren von Lumineszenzstrahlung angeregt werden kann. Ein weiteres, zweites Echtheitselement 11 enthält ein photolumineszierendes Pigment, das durch Licht aus dem nahen Infrarotbereich (NIR), dem sichtbaren oder dem UV-Bereich zu Lumineszenz anregbar ist.
Das Dokument 1 wird längs eines Transportweges durch die Prüfvorrichtung bewegt, die eine erste Anregungsquelle enthält, die zwei beiderseits des zu prüfenden Sicherheitsdokuments angeordnete Trägerplatten 2, 3 umfasst, zwischen die das Dokument einführbar ist. Auf den Trägerplatten 2, 3 befinden sich Elektroden 4, 5, an die ein elektromagnetisches Wechselfeld mittels des Generators 6 angelegt wird, wodurch die elektrolumineszierende Substanz im ersten Echtheitsmerkmal 10 zum Aufleuchten gebracht werden kann. Die Lumineszenzstrahlung wird vom Empfänger 8 aufgenommen, der ein Messsignal 9 an eine Auswerteeinrichtung 12 abgibt. Die Auswerteeinrichtung 12 ihrerseits liefert ein Sortiersteuersignal 13 an eine Sortiermaschine, die bei fehlendem Nachweis des Echtheitsmerkmals die fragliche Banknote aussondert.
Die Prüfvorrichtung umfasst außerdem eine zweite Anregungseinrichtung in Form einer Lichtquelle 7, die Licht im optischen Wellenlängenbereich, bspw. dem nahen Infrarot (NIR) oder dem Ultraviolettbereich (UV) ausstrahlt und das zweite Echtheitselement 11 zu Lumineszenzstrahlung anregt. Zumindest eine der Trägerplatten 2 und die darauf befindliche Elektrode 4 sind transparent, so dass das Anregungslicht zum Dokument 1 und die angeregte Lumineszenzstrahlung zum Empfänger 8 gelangen können.
Die beiden Anregungsquellen werden gepulst und alternierend betrieben, so dass die Auswerteeinrichtung 12 zwischen den Systemantworten der Echtheitselemente 10 und 11 unterscheiden kann. Die Vorrichtung umfasst eine Wähleinrichtung 14, mit der ein Betreiber wahlweise verschiedene Betriebsmodi einstellen kann. Je ein Betriebsmodus betrifft die Fälle, dass der Sensor in einer der beiden Anregungsarten betrieben wird. Ein anderer Betriebsmodus besteht darin, dass beide Anregungsquellen 7, 8 zusammen zur Echtheitsüberprüfung herangezogen werden. Zugleich wird auch das Sortierkriterium festgelegt. Dieses kann der Betreiber so einstellen, dass der positive Nachweis eines der beiden Merkmale bereits genügt oder dass die positive Reaktion des Systems bezüglich beider Anregungsquellen als Echtheitsnachweis erforderlich ist. Entsprechend erfolgt die Sortierung.
Die 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei der den Anregungsquellen jeweils eigene Empfänger 8', 8" zugeordnet sind. Die erste Anregungsquelle umfasst den Generator 6 und die Spitzenelektroden 14, mit denen die Unterseite der Banknote einem elektromagnetischen Wechselfeld ausgesetzt wird. Die Lichtquelle 7 dient wiederum zur Fluoreszenzanregung des zweiten Echtheitsmerkmals 11. Im gezeigten Beispiel sind diese Echtheitselemente 10, 11 auf dem Wertdokument 1 in definierte Gitterstrukturen eingebunden, für die jeweils eine eigene Abtastgeometrie und ein eigener Detektor vorgesehen sind. Die Empfänger 8' und 8" liefern ihre Messsignale 9', 9" an die gemeinsame Auswerteeinheit 12, die in gleicher Weise wie vorstehend beschrieben den Sortiervorgang steuert, wobei der Sensor wiederum ein einheitliches Ausgangssignal liefert. Die Wähleinrichtung ist die gleiche wie in 1 und nicht extra dargestellt.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt 3. Dargestellt ist wiederum das Wertdokument 1 mit den elektro- und fotolumenszierenden Echtheitsmerkmalen 10 und 11. Eine erste Anregungsquelle umfasst die Spitzenelektroden 14, mit deren Hilfe das Wertdokument 1 einem elektromagnetischen Wechselfeld ausgesetzt wird, das von einem entsprechenden Generator 6 geliefert wird. Vorgesehen ist ferner eine Lichtquelle 7, mit der das zweite Echtheitsmerkmal 11 zu Fluoreszenz angeregt werden kann. Die beiden Anregungsquellen sind auf einer Seite des Transportweges angeordnet und auf die Oberseite der Banknote gerichtet. Der gemeinsame Empfänger 8 befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite. Sein Messsignal wird wiederum der Auswerteeinheit 12 zugeführt, die einen entsprechenden Sortiersteuerbefehl 13 an eine Sortiermaschine liefert. Alternativ kann die Anordnung auch derart getroffen werden, dass die Anregungsquelle 6, 14 für Elektrolumineszenz, der Lichtquelle 7 gegenüberliegend, auf die Unterseite der Banknote gerichtet und der Empfänger 8 oberseitig vorgesehen ist. Die Wähleinrichtung, mit der die verschiedene Betriebsarten und das Sortierkriterium vom Betreiber eingestellt werden können ist wiederum wie in Beispiel der 1 ausgebildet und nicht eigens eingezeichnet.

Claims

Vorrichtung zur maschinellen Echtheitsprüfung von Wert- und Sicherheitsdokumenten, mit mindestens – einer ersten Anregungsquelle (4, 5, 6), mit der eine Substanz eines ersten Echtheitselements (11) zur Emission von Lumineszenzstrahlung mit einer ersten Spektralverteilung anregbar ist, – einer zweiten Anregungsquelle (7), welche mindestens eine Lichtquelle zur Abstrahlung von Licht aus einem Bereich vom nahen infraroten bis zum ultravioletten Spektralbereich aufweist, mit dem eine Substanz eines zweiten Echtheitselements (11) zu Emission von Lumineszenzstrahlung mit einer zweiten Spektralverteilung anregbar ist, – mindestens einer Empfangseinheit (8) zur Aufnahme der durch die Anregungsquellen angeregten Lumineszenzsignale, – einer Einrichtung (12) zur Auswertung der Lumineszenzsignale und zur Abgabe eines Sortiersteuerbefehls – und einer Wähleinrichtung (14), mit der wahlweise die Vorrichtung mit einer der Anregungsquellen alleine oder mit allen Anregungsquellen zusammen betreibbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste und zweite Anregungsquelle (4, 5, 6, 7), die Empfangseinheit (8), die Einrichtung (12) zur Auswertung des Lumineszenzsignals und die Wähleinrichtung (14) in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Vorrichtung dergestalt an einem Transportweg mit einer Zuführung und einer Abführung für das zu prüfende Dokument angeordnet ist, dass das zu prüfende Dokument an der ersten und zweiten Anregungsquelle und der zugehörigen Empfangseinheit vorbei bewegbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Anregungsquelle eine Elektrodenanordnung (4, 5) umfasst, mit der ein elektromagnetisches Wechselfeld (6) an das zu prüfende Dokument anlegbar und eine elektrolumineszierende Substanz des ersten Echtheitselements anregbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste (4, 5, 6) und zweite (7) Anregungsquelle derart angeordnet sind, dass sie die gleiche Messspur auf dem Dokument verfolgen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste (4, 5, 6) und zweite (7) Anregungsquelle derart angeordnet sind, dass sie räumlich getrennte Messspuren auf dem Dokument verfolgen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste (4, 5, 6) und zweite (7) Anregungsquelle auf einander gegenüberliegenden Seiten des Transportweges so angeordnet sind, dass sie jeweils auf eine der beiden einander gegenüberliegenden Oberflächen des zu prüfenden Dokuments gerichtet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, wobei die erste (4, 5, 6) und zweite (7) Anregungsquelle auf der gleichen Seite des Transportweges so angeordnet sind, dass sie auf die gleiche Oberfläche des zu prüfenden Dokuments gerichtet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Empfangseinrichtung (8) den Anregungsquellen (4, 5, 6, 7) gegenüberliegend auf der anderen Seite des Transportweges angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die erste (4, 5, 6) und zweite (7) Anregungsquelle gepulst betrieben werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die erste (4, 5, 6) und zweite (7) Anregungsquelle alternierend betrieben werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Einrichtung (12) zur Auswertung des Lumineszenzsignals und zur Abgabe eines Sortiersteuerbefehls ein die Echtheit des zu prüfenden Dokuments bestätigendes Signal ausgibt, wenn zumindest eine der beiden Anregungsquellen eine positive Systemantwort hervorruft.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Vorrichtung umschaltbar ist zwischen einer Betriebsweise, bei der das Sortierkriterium durch die positive Systemantwort bezüglich einer einzigen Anregungsquelle bestimmt ist, und einer Betriebsweise, bei der das Sortierkriterium die positive Systemantwort bezüglich beider Anregungsquellen erfordert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei eine Vielzahl von Anregungsquellen vorgesehen ist, so dass entsprechend viele Echtheitsmerkmale überprüfbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei den Anregungsquellen ein gemeinsamer Empfänger zugeordnet ist, der die von den Anregungsquellen angeregten Lumineszenz-Signale aufnimmt.