DE2320731C3

DE2320731C3 - Fälschungsgesichertes Wertpapier

Info

Publication number: DE2320731C3
Application number: DE2320731A
Authority: DE
Inventors: Erhard Dipl.-Ing. Lehle; Gerhard Dr. Stenzel
Original assignee: Gao Gesellschaft fur Automation und Organisation Mbh 8000 Muenchen
Current assignee: Gao Gesellschaft fur Automation und Organisation Mbh 8000 Muenchen
Priority date: 1972-05-03
Filing date: 1973-04-25
Publication date: 1978-05-18
Also published as: SE407953B; DE2320731B2; AT330574B; FR2187994A1; CH559946A5; DE2320731A1; DE2366274C2; ATA382472A; IT986638B; FR2187994B1; DE7315547U; GB1439173A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein fälschungsgesichertes Wertpapier. Unter Wertpapier sollen dabei alle Papiere oder andere Informationsträger verstanden werden, die unabhängig von ihrem materiellen Wert einen ideellen Wert repräsentieren und deren Nachahmung durch Unbefugte in möglichst hohem Maße erschwert werden muß. Wertpapiere in diesem Sinne sind Banknoten, Aktien, Schecks, Urkunden, Ausweise, Kreditkarten, Verträge, ja sogar Kunstwerke.

Zur Fälschungssicherung von Wertpapieren ist es bekannt, in dem Papier Sicherheitsmerkmale, wie Sicherheitsfäden, Wasserzeichen u. dgl. vorzusehen, wobei man im wesentlichen darauf achtet, daß die Nachahmung der Sicherheitsmerkmale nur mit großem Aufwand möglich ist, damit gegebenenfalls der Aufwand größer und teurer ist als der durch das Papier repräsentierte Wert.

Die deutsche PS 6 77 711 beschreibt ein Herstellungsverfahren von Sicherheitspapier, bei dem Melierfasern in das Papier eingebracht werden, die entweder bei normalem Licht verschiedenfarbig und bei UV-Licht gleichfarbig aussehen oder die im UV-Licht verschiedenfarbig und bei normalem Licht gleich aussehen. Als zusätzliche Eigenschaft der Fasern wird noch angegeben, daß diese derart ausgewählt werden, daß sie die fotografische Schicht einer Fotoplatte verschieden beeinflussen.

Durch die unterschiedliche Beeinflussung der Fotoplatte wird einem Fälscher zwar das Abfotografieren des Wertpapiers erschwert, ansonsten kann er jedoch schon durch Eindrucksfälschungen das Sicherheitssystem umgehen.

Durch die US-PS 34 73 027 ist ein Verfahren bekannt, bei dem sichtbare oder unsichtbare Tinten mit

Lanthanidionen versehen werden, so daß die eine Tinte rot, die andere organge, die dritte grün und die vierte blau fluoresziert. Da das Fluoreszenzspektrum sehr schmalbandig ist, können diese Farben sehr gut voneinander getrennt werden und bieten somit die Möglichkeit, durch die Anwesenheit oder Abwesenheit einer oder mehrerer dieser Farben eine Codierung zu schaffen, die von außen nicht erkennbar, mit den entsprechenden Prüfgeräten jedoch sicher feststellbar ist Bei η verschiedenen Zusammensetzungen erhält man somit die Möglichkeit, 2"—1 Symbole codiert wiederzugeben.

Die US-PS 34 73 027 nutzt einen weiteren Effekt dieser chemischen Verbindungen aus, der darin besteht, daß unterschiedliche Konzentrationen der seltenen Erden auch unterschiedliche Fluoreszenzintensitätspegel hervorrufen.

Um nun mit einer geringen Zahl von Elementen die mögliche Zahl der Symbole zu erhöhen, wird vorgeschlagen, z. B. zwei verschiedene Konzentrationen zu wählen, wodurch die Codierung nicht mehr nur durch die Anwesenheit oder Abwesenheit, was dem Wert 1 oder 0 entspricht, gebildet wird, sondern durch z. B. die Abwesenheit, die Anwesenheit des halben Pegels und die Anwesenheit des ganzen Pegels, was einer 0, einer 1 und einer 2 entsprechen könnte. Diese Einbeziehung unterschiedlicher Pegel läßt eine größere Varia'ion der Symbole zu.

Da bei den bekannten Verfahren und Einrichtungen nur die Anwesenheit bzw. Abwesenheit von schmalbandigeri fluoreszierenden Stoffen festgestellt und ausgewertet wird, ist eine Identifikation der Stoffe und damit eine Fälschungssicherung nicht möglich.

Wie die vielen Fälschungen, insbesondere von Banknoten, aber zeigen, ist es offenbar bisher noch nicht gelungen, eine zufriedenstellende Fälschungssicherung zu erzielen. Bei Untersuchung der bekannten Methoden und Vorkehrungen zur Fälschungssicherung ergab sich nun, daß diese im allgemeinen relativ leicht durch den Fälscher an dem Wertpapier selbst festzustellen und damit im Prinzip auch relativ leicht nachzuahmen sind.

Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß die Sicherheit gegen unbefugtes Nachahmen dann wesentlich gesteigert werden kann, wenn es gelingt, in dem Wertpapier Sicherheitsmerkmale anzubringen, die nicht nur mit großem technichem, sondern auch nur mit großem wissenschaftlichem Aufwand zu analysieren sind. Feiner sollten die Ech;. itsmerkmale auf Substanzen beruhen, die nach etwa gelungener Analyse nur mit großem Aufwand reproduziert werden können.

Die Erfindung betrifft ein fälschungsgesichertes Wertpapier, das in seiner Gesamtheit oder an einer oder mehreren Stellen als Sicherheitsmerkmale fluoreszierende Stoffe in bestimmter Konzentration enthält, welche im angeregten Zustand im sichtbaren, ultravioletten oder infraroten Spektralbereich in charakteristischen Emissionsspektren fluoreszieren, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Fluoreszenzspektren der der Sicherung dienenden Stoffe Emissionsliniendubletten enthalten.

Zur Erschwerung der Fälschung ist es vorteilhaft, ein Gemisch aus mehreren schmalbandig fluoreszierenden Substanzen auf dem Papier vorzusehen, so daß das Mischungsverhältnis als zusätzliche Sicherheit dient.

Ferner ist es zur Erschwerung der Fälschung und damit Erhöhung der Sicherheit möglich, die für die Echtheitsprüfung verwendeten Substanzen mit weiteren schmalbandig emittierenden Fluoreszenzsubstanzen

zu mischen, die außerhalb des in der Prüfeinrichtung untersuchten Wellenlängenbereiches emittierea Der Nachweis der der Echtheitsprüfung dienenden Substanzen wird dadurch nicht beeinflußt, jedoch wird dem potentiellen Fälscher die Arbeit erschwert, da er nicht ohne weiteres erkennen kann, weiche Substanzen bei der Echtheitsprüfung ausgewertet werden.

Schließlich kann man auch breitbandig emittierende Fluoreszenzsubstanzen beimischen, sogar wenn diese in dem für die Echtheitsprüfung maßgeblichen Spektralbereich nicht emittieren. Der visuelle Eindruck der Fluoreszenzfarbe kann durch den Zusatz von breitbandig emittierenden Fluoreszenzfarben jedoch vollständig geändert werden.

Die Erfindung bietet den Vorteil, die Echtheit von Wertpapieren schnell und zuverlässig durch ein automatisches Prüfgerät festzustellen, z. B. in Geldwechselautomaten oder Verkaufsautomaten, bei der Gelbearbeitung an Bankschaltern, bei Ausweiskontrollen usw.

Es zeigt

Fig. 1 schematisch den Aufbau einer Prüfeinrichtung zur Prüfung eines Wertpapiers gemäß der Erfindung,

F i g. 2 die geometrische Anordnung der Abtast-Fotozellen zur Identifizierung von Emissions-Linien-Dubletten,

Fig. 3 die Verstarkerschaltungen zur Verstärkung der Fotozellenströme,

F i g. 4 die Schaltung zur Bildung der Differenz zweier Fotozellenströme und

Fig.5 die Schaltung zur Bildung des Quotienten zweier Fotozellenströme.

Die Einrichtung zur Prüfung der Sicherheitsmerkmale, die gemäß der Erfindung in dem Wertpapier vorgesehen sind, besteht im wesentlichen aus einer Transporteinrichtung, die das Wertpapier in seiner Ebene bewegt, einer Lichtquelle zur Beleuchtung des Wertpapiers und damit Anregung der Fluoreszenzsubstanz, einem Sp^ktralfotometer zur Analyse der vom Wertpapier ermittierten Strahlung sowie einer elektronischen Schaltung zur Auswertung der Fotozellenströme, um eine Entscheidung echt oder falsch zu treffen und daraus Folgevorgänge auszulösen.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau der Prüfeinrichtung. Das Wertpapier 1 wird von einer Lichtquelle 2 beleuchtet. Als Lichtquelle dient — je nach der erforderlichen Anregungswellenlänge der fluoreszierenden Substanzen — eine Hoch- oder Niederdruck-Gasentladungslampe, eine Blitzlampe oder eine Glühbirne. Es kann aber auch eine Röntgenröhre, Elektronenstrahiröhre oder eine radioaktive Substanz zur Anregung der Fluoreszenz verwendet werden. Wenn man optische Fluoreszenzanregung verwendet, so ist zwischen Lichtquelle und Wertpapier ein optischer Filter 3 angeordnet, welches störende Wellenlängen im Lampenlicht abblockt.

Der Kondensor 4 sammelt das emittierte Licht des fluoreszierenden Wertpapiers und bündelt es auf ein schräggestelltes, schmalbandiges Interferenzfilter 5. Bekanntlich ist die Wellenlänge der maximalen Transmission eines Interferenzfilters von dem Einfallswinkel des Lichtes abhängig. )e schräger der Lichteinfall, desto stärker verschieben sich die Wellenlängen des durchgelassenen Lichtes. Die Linse 6 fokussiert das durchgelassene Licht auf eine Anordnung gleichartiger Fotozellen 7 in der Brennebene von 6. Jede der Fotozellen wird nur von monochromatischem Licht getroffen. Dadurch mißt jede der Fotozellen die Fluoreszenzemission des Wertpapiere bei einer anderen Wellenlänge.

In Fig.2 ist die geometrische Anordnung der Fotozellen gezeigt die man zweckmäßigerweise wählt um ein Emissions-Linien-Dubiett zu identifizieren. In dieser Anordnung messen die Fotozellen F2 und F4 die Lichtemission bei den Wellenlängen der Intensitätsmaxima, während die Fotozellen Fl, F3 und F5 die Helligkeit des Untergrundes messen. Wenn also ein

ίο Wertpapier eine Substanz enthält welche ein Emissionsspektrum nach Fig.2 besitzt so liefern die Fotozellen F2 und F4 kräftige Signale, während die Fotozellen Fl, F3 und F5 keine Signale liefern. Die elektronische Auswertung der Signale ist in F i g. 3 und 4 dargestellt

Im Vorverstärker (F i g. 3) werden die Fotoströme der fünf Fotozellen mit Hilfe von Feldeffekttransistoren verstärkt Dabei werden, um Bauteile zu sparen, die Fotoströme der Fotozellen Fl, F3 und FS addiert und gemeinsam verstärkt

Im Vergleicher (Fig.4) wird mit Differenzverstärkern die Differenz der Fotoströme von den Fotozellen F2 bzw. F4 mit den Fotoströmen von Fl, F3 und F5 gebildet. Dadurch wird geprüft ob die beiden Intensitätsmaxima von Fig.2 aus dem Untergrund herausragen. Sofern dies der Fall ist, erhält man am Ausgang A des Vergleichers einen positiven Spannungsstoß. Dieses Ausgangssignal läßt sich in bekannter Weise zur Steuerung von Relais oder zur Erzeugung von akustischen oder optischen Signalen weiterverarbeiten.

Die Differenzbildung hat noch den Vorteil, daß breitbandig emittierende Fluoreszenzsubstanzen, die den schmalbandig emittierenden Substanzen zur weiteren Fälschungssicherung beigemischt werden, den Nachweis der letzteren Substanzen nicht beeinflussen, da die zusätzlichen Substanzen nämlich lediglich in allen Fotozellen zusätzliche, etwa gleich große Fotoströme erzeugen, die bei der Differenzbildung eliminiert werden.

In Fig.5 ist eine einfache Schaltung dargestellt, mit deren Hilfe nicht die Differenz, sondern der Quotient der Fotoströme zweier Fotozellen mit definierten Höchst- und Mindestwerten verglichen und zur Echtheitsfeststellung des Wertpapiers verwendet wird. Die Schaltung hat den Vorteil größerer Sicherheit, da die Verschmutzung des Wertpapiers Schwankungen der Lampenhelligkeit und Lagerungsgenauigkeit des Wertpapiers im Prüfgerät keinen Einfluß auf die Meßgenauigkeit besitzen.

Um Wechselstromverstärker einsetzen zu können, ist eine Lichtquelle verwendet, die periodische Helligkeitsänderungen aufweist. Dadurch erhält man in beiden Fotozellen Wechselströme, deren Amplituden proportional zur Fluoreszenzemission bei den jeweils betrachteten Lichtwellenlängen sind (Gleichlicht kann in der gleichen Schaltung mit etwas aufwendigeren Gleichstromverstärkern verarbeitet werden). Die Fotoströme der beiden Fotozellen werden über die Klemmen A 1

(10 und Λ 2 zu den Verstärkern Vl bzw. V2 geleitet, verstärkt, dann gleichgerichtet und zu den Komparatoren K\ und Ki gerührt. An den Potentiometer Pi und P₂ werden die zulässigen Maximal- und Minimalwerte des Quotienten der beiden Fotoströme eingestellt.

f's Zum besseren Verständnis der Quotientenbildung soll das Spannungsteilerverhältnis der beiden Potentiometer mit ^i bzw. ki und die durch die Fotoströme hervorgerufenen Spannungen hinter den Gleichrichtern

mit Ux bzw. LZ₂ bezeichnet werden. Falls
Ux < Jt, · U₂

Ux > Jt₂- U₂

so erhält man am Ausgang beider Komparatoren eine positive Spannung und damit auch am Ausgang des »UND«-Gatters G eine positive Spannung. Obige Beziehung läßt sich auch in der Form

. U₁ .

schreiben. Man erhält also dann und nur dann ein positives Ausgangssignal, falls der Quotient der beiden Fotoströme in dem für das Wertpapier charakteristisehen Toleranzbereich liegt. Fall kein Licht auf die Fotozellen fällt, sind die Spannungen U\ und Ui jeweils null. In diesem Fall sorgt der hochohmige Widerstand R für eine kleine Nullpunktsverschiebung von Ux, wodurch verhindert wird, daß in einer Prüfapparatur ohne Wertpapier das Ausgangssignal »echt« auftreten kann.

In analoger Weise lassen sich die Signale von Fotozellenanordnungen auswerten, die zwei oder mehr Spektrallinien ausmessen.

Es sind Interferenzfilter im Handel, die eine Halbwertsbreite von 1,5 Ä besitzen. Mit derartigen Filtern lassen sich bis zu 10 Emissionslinien voneinander trennen.

Mit dem beschriebenen Gerät kann die Emission der fluoreszierenden Substanz nur in einem relativ engen Spektralbereich geprüft werden, da als Dispersionselement ein Interferenzfilter verwendet wird. Um Substanzen zu prüfen, zu deren Analyse ein größerer Spektralbereich notwendig ist, kann man selbstverständlich das gleiche Gerät verwenden, wenn man nur das Interferenzfilter durch ein Dispersions-Prisma oder -Gitter ersetzt. Derartige optische Anordnungen sind in Spektroskopen oder Spektralfotometern allgemein üblich. Auch bei der Verwendung von Dispersionsprismen oder Beugungsgittern kann die Spektralanalyse in der beschriebenen Anordnung durch mehrere Fotozellen gleichzeitig und ohne bewegte Teile erfolgen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Fälschungsgesichertes Wertpapier, das in seiner Gesamtheit oder an einer oder mehreren Stellen als Sicherheitsmerkmale fluoreszierende Stoffe in bestimmter Konzentration enthält, welche im angeregten Zustand im sichtbaren, ultravioletten oder infraroten Spektralbereich in charakteristischen Emissionsspektren fluoreszieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluoreszenzspektren der der Sicherang dienenden Stoffe Emissionsliniendubletten enthalten.

2. Wertpapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den der Sicherung dienenden Substanzen zusätzliche Stoffe beigemischt sind, die in nichtcharaloeristischen Emissionsspektren (breitbandige Emissionsspektren) fluoreszieren.

3. Wertpapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den der Sicherung dienenden Substanzen zusätzliche Stoffe beigemischt sind, die schmalbandig in Wellenbereichen fluoreszieren, die bei der Echtheitsprüfung nicht ausgewertet werden.

4. Wertpapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es schmalbandig fluoreszierende Substanzen an Stellen des Papiers enthält, die bei der Echtheitsprüfung nicht ausgewertet werden.