DE2623365B2 - Aufzeichnungsträger, wie Ausweiskarte, Scheckkarte u.dgl. mit maschinell prüfbaren Sicherheitsmerkmalen und Verfahren zur Prüfung der Sicherheitsmerkmale - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Aufzeichnungsträger wie Ausweiskarte, Scheckkarte und dergleichen, mit maschinell prüfbaren Sicherheitsmerkmalen sowie auf ein Verfahren zur Prüfung dieser Sicherheitsmerkmale.

Es ist seit langem bekannt, in Wertpapieren Sicherheitsmerkmale unterzubringen, die der Sicherung gegen Fälschungen dienen. Die bekanntesten Beispiele sind der Sicherheitsfaden und die Wasserzeichen. Diese Sicherheitsmerkmale sind in erster Linie zur visuellen Prüfung gedacht, d.h. zur optischen Prüfung durch denjenigen, der das Wertpapier in Empfang nimmt. Für eine maschinelle Prüfung sind diese Merkmale nur unter besonderen Bedingungen geeignet. Es sind daher schon eine Vielzahl von maschinell prüfbaren Sicherheitsmerkma'en vorgeschlagen worden, wie z. B. das Einbringen von Melierfasern, fluoreszierenden Substanzen, radioaktiven oder magnetisch wirksamen Zusätzen in das Papier usw.

Es sind ferner eine Reihe von Verfahren bekannt, mit denen die auf ein echtes Dokument aufgebrachte Information gegen Verfälschung geschützt werden kann. Dies erfolgt z. B. durch Prägungen, durch Aufbringen von polarisierenden oder fluoreszierenden Schichten, durch Kodieren der Information, z. B. in Form von Hologrammen, oder dadurch, daß man die Information unsichtbar, z. B. auf einem Magnetstreifen, einschreibt.

Allen diesen Verfahren ist gemeinsam, daß die Information, wenn auch in verwürfelter Form, als reales Bild des die Information tragenden Signals auf dem Aufzeichnungsträger vorhanden ist. Durch die Schutzmaßnahmen wird lediglich die Verständlichkeit der Information zerstört (Kodierung) und/oder das Signal als Modulation einer physikalischen Eigenschaft der Trägersubstanz eingeschrieben, die mit menschlichen Sinnen nicht erfaßbar ist, wohl aber mit allgemein bekannten Meßgeräten beobachtet werden kann. Man kann auch einen Radierschutz aufbringer, z. B. in Form von fluoreszierenden oder polarisierenden Schichten oder von Prägungen, der Manipulationen an der eingeschriebenen Information anzeigen soll. Hierbei wird unter Radierschutz nicht nur der Schutz gegen Radierungen, sondern ganz allgemein gegen Manipulationen zur Veränderung der Informationen, wie z. B. das Zerschneiden und Wiederzusammensetzen des Aufzeichnungsträgers in veränderter Form, verstanden.

Im Gegensatz zum Echtheitsschutz werden die bislang bekannten Verfahren zum Schutz der aufgebrachten Information gegen Verfälschungen den an sie gestellten Anforderungen nur unvollkommen gerecht. Zum einen ist es in einer großen Anzahl von Fällen gar nicht notwendig, die Information zu verstehen, um das Dokument funktionssicher zu verfälschen, sondern es reicht häufig aus, die kodierte Information lediglich zu kopieren; zum anderen bedienen sich diejenigen Verfahren, welche die Information unsichtbar einschreiben, häufig gerade solcher Materialien und technischer Hilfsmittel, die allgemein bekannt sind und die zu relativ niedrigen Kosten an vielen Orten leicht zu erhalten sind. Ein typisches Beispiel hierfür ist die kodierte Einschrei-

bung der Information auf Magnetstreifen.

Die diesbezügliche Problematik ist dem Fachmann bekannt Darüber hinaus sind die meisten bekannt gewordenen Verfahren nur beschränkt automatensicher. Bei der Prüfung im Automaten kann nämlich normalerweise der ganzheitliche Eindruck nicht erfaßt werden; der Kontrollvorgang ist im allgemeinen auf die schnelle und sichere Prüfung, ob an bestimmten Stellen die vorgeschriebenen Signale vorhanden sind oder nicht, beschränkt Diese Beschränkung bringt den schwerwiegenden Nachteil, daß ein weites Feld von Fälschungsmöglichkeiten durch Collagen eröffnet wird. Hierzu wird das Dokument in Stücke geschnitten und in geänderter Form wieder zusammengefügt; die Signale treten dann an anderer Stelle auf, wodurch die Information verfälscht ist, wobei jedoch die Schnitte von dem maschinellen Prüfverfahren nicht erfaßt werden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen fälschungssicheren Aufzeichnungsträger zu schaffen, der die Eigenschaft besitzt daß die in ihm irreversibel eingeschriebenen Sicherheitsmerkmale, die durch ihre Anordnung Informationen vermitteln können, so verborgen sind, daß die Merkmale nicht durch einen Kopierprozeß vervielfältigt werden können; eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin. Prüfverfahren zu schaffen, mittels denen sowohl die Merkmale bzw. Informationen auf Verfälschungen als auch die Aufzeichnungsträger selbst auf Verfälschungen durch Collagen geprüft werden können.

Gegenstand der Erfindung ist also ein Aufzeichnungsträger, wie Ausweiskarte, Scheckkarte und dergleichen, mit maschinell prüfbaren Sicherheitsmerkmalen bzw. Informationen sowie die geeigneten Prüfverfahren zur Prüfung der Merkmale bzw. Informationen auf Verfälschungen.

Gemäß der Erfindung sind auf dem Kartenträger eine elektrisch gut leitende und eine elektrisch gut isolierende Schicht aufgebracht und zwischen diesen beiden Schichten ist eine chemisch homogene Schicht vorgesehen, in der die Sicherheitsmerkmale bzw. Informationen durch Veränderung der elektrischen Leitfähigkeit einbringbar sind.

Als chemisch homogene Schicht kann eine Halbleiterschicht oder eine Photoleiterschicht dienen. Als Photoleiterschicht eignet sich Selen oder Selen mit Tellurzusätzen. Sowohl bei der Halbleiterschicht als auch bei der Photoleiterschicht läßt sich bekanntlich eine Veränderung des kristallinen Ordnungsgrades erreichen. Diese Erkenntnis wird bei der Erfindung angewendet, um in der informationstragenden, chemisch homogenen Schicht definierte Bereiche mit unterschiedlicher elektrischer Leitfähigkeit zu schaffen, wobei es im allgemeinen genügt, nur zwei unterschiedliche Leitfähigkeitswerte zu verwenden. Die unterschiedlichen Leitfähigkeitsbereiche in der chemisch homogenen Schicht können beispielsweise mit einem Thermodruckkopf in an sich bekannter Weise erzeugt werden.

Zur besseren Sicherheit kann man auf dem Aufzeichnungsträger jeweils mehrere Bereiche mit den beiden Leitfähigkeitswerten vorsehen. Bei entsprechender Anordnung und Abgrenzung der Leitfähigkeitsbereiche kann man diese auch als kodierte Informationen verwenden.

Die so präparierte informationstragende Schicht bleibt nach der Fertigstellung des Aufzeichnungsträgers von der dünnen isolierenden Schicht überdeckt und entzieht sich daher einer direkten Messung, da die permanent vorhandenen Merkmaie bzw. Informationen als latentes Bild gespeichert sind. Ein meß- und löschbares Signal entsteht erst durch ein Verfahren, das ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist und für dessen erfolgreiche Durchführung neben allgemeinen Fachkenntnissen auch die Kenntnis spezieller Daten erforderlich ist

Da die Sicherheitsmerkmale visuell nicht sichtbar und irreversibel eingetragen sind, ist eine Fälschung oder Verfälschung praktisch unmöglich, da derartige Manipulationen durch die Prüfverfahren sicher erkannt werden.

Das Verfahren zum maschinellen Prüfen bzw. Lesen der Sicherheitsmerkmale bzw. Informationen besteht nämlich gemäß der Erfindung darin, daß auf der elektrisch gut isolierenden Schicht des Aufzeichnungsträgers ein Ladungsbild erzeugt wird, das den Leitfähigkeitsbereichen der informationstragenden Schicht entspricht, indem eine flächige Elektrode in Berührung mit der isolierenden Schicht gebracht und über diese Elektrode und die elektrisch gut leitende Schicht ein kurzer Spannungsimpuls angelegt wird, und daß sodann das hierdurch auf der isolierenden Schicht entstandene Ladungsbild in einer Meßeinrichtung abgetastet und ausgewertet und nach der Auswertung wieder gelöscht wird.

Wie oben bereits ausgeführt wurde, lassen sich die Aufzeichnungsträger verfälschen, indem durch Zerschneiden und Wiederzusammensetzen andere erlaubte Kombinationen der Leitfähigkeitsbereiche der chemischen Schicht gebildet werden; die so gefälschten Aufzeichnungsträger können dann unter Umständen nicht mittels der vorstehend dargelegten Prüfung als Fälschungen erkannt werden.

Um derartige Manipulationen jedoch auch sicher feststellen zu können, wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ein weiteres Prüfverfahren durchgeführt, das sich von dem ersten Prüfverfahren nur dadurch unterscheidet, daß an Stelle des kurzen Spannungsimpulses ein langer Spannungsimpuls angelegt wird, so daß auf der isolierenden Schicht eine von den Sicherheitsmerkmalen bzw. Informationen unabhängige gleichmäßige Ladungsverteilung erzeugt wird, die dann in einer geeigneten Meßeinrichtung geprüft wird, wobei sich Schnitte des Aufzeichnungsträgers als Unterbrechungen der gleichmäßigen Ladungsverteilung darstellen.

Es ist ohne weiteres einzusehen, daß man die beiden Prüfverfahren je nach den Erfordernissen je für sich durchführen kann. So genügt das erste Prüfverfahren, wenn Manipulationen an dem Aufzeichnungsträger durch Collagen nicht möglich sind; auf der anderen Seite kann es eventuell auch erwünscht sein, nur Collagen zu erfassen. In diesem Falle genügt dann das zweite Prüfverfahren allein, das somit als Radierschutz dient. Voraussetzung ist hierbei nur, daß der Aufzeichnungsträger eine elektrisch gut leitende und eine elektrisch gut isolierende Schicht aufweist, während die zur Bildung der Sicherheitsmerkmale bzw. der Informationen dienende chemisch homogene Schicht bei der reinen Radierschutzprüfung in dem Aufzeichnungsträger nicht erforderlich ist.

Die Prüfverfahren können entweder in dor Bewegung oder bei ruhendem Aufzeichnungsträger durchgeführt werden.

Die Erfindung hat unter anderem den großen Vorteil, daß es durch den in weiten Grenzen wählbaren technologischer. Aufwand beim Einbringen der cick-

trisch leitfähigen Schicht in den Aufzeichnungsträger schon durch die Herstellung möglich ist, die Echtheit des Aufzeichnungsträgers zu sichern, was dem Einbringen eines Sicherheitsfadens vergleichbar ist.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine Vervielfältigung des Aufzeichnungsträgers durch einen die eingebrachten Merkmale erfassenden Kopiervorgang verhindert wird, weil die eingebrachten Merkmale verborgen sind und weil außerdem die Merkmale bzw. Informationen durch einen anderen physikalischen Vorgang eingeschrieben als geprüft werden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß auch bei automatischer Prüfung Verfälschungen, die durch Zerschneiden und Wiederzusamrnenseizen von echten Aufzeichnungsträgern entstanden sind, sicher erkannt werden.

Eine unversehrte informationstragende Fläche ergibt nämlich eine gleichmäßige Ladungsverteilung bei dem zweiten Prüfverfahren; wurde die Fläche jedoch zerschnitten, wobei die Meßspur mindestens einmal gekreuzt werden muß, so entsteht an den Schnittstellen keine Ladung. Ein erfolgreiches Flicken von isolierender und elektrisch leitender Schicht ist wegen der durch das Paschengesetz gegebenen scharfen Abhängigkeit vom Elektrodenabstand nicht möglich.

Ist die Anzahl der eingeschriebenen Zeichen fest vorgegeben, dann kann man auch ohne den zweiten Prüfschritt Schnitte in dem Aufzeichnungsträger feststellen. Ein Schnitt würde dann nämlich bei dem ersten Prüfverfahren als zusätzliches Zeichen im Ladungsbild auftreten und könnte so erkannt werden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die Anzahl der Benutzungen des Aufzeichnungsträgers in einfacher Weise begrenzt werden, indem durch einen Thermodruckkopf bei jeder Benutzung ein zusätzliches Zeichen in einem dafür vorgesehenen Feld in den Aufzeichnungsträger eingeschrieben wird. Ein so gespeichertes Zeichen ist nicht löschbar, da der Halbleiter durch den Einschreibvorgang seinem durch die Periodizität der Atome gekennzeichneten thermodynamischen Gleichgewichtszustand näher gebracht wird. In der Prüfvorrichtung wird die Anzahl dieser Zeichen festgestellt. Überschreitet die Zahl der die Benutzung anzeigenden Zeichen eine vorgegebene Zahl, dann wird der Aufzeichnungsträger als ungültig behandelt.

Der Aufzeichnungsträger kann auch in Automaten in einfacher und irreversibler Weise ungültig gemacht werden. Dazu wird durch einen Thermodruckkopf eine derartige Anzahl von Zeichen in das die Benutzung anzeigende Feld eingeschrieben, daß die vorgegebene Maximalzahl der Benutzung überschritten wird. Der Aufzeichnungsträger ist dann in irreversibler Weise ungültig gemacht

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Aufzeichnungsträger gemäß der Erfindung im Schnitt,

F i g. 2 den Aufzeichnungsträger nach F i g. 1 mit eingeschriebenen Merkmalen bzw. Informationen,

F i g. 3—5 schematisch die Anordnungen und Schaltungen zur Durchführung des ersten Prüfverfahrens,

F i g. 6 graphische Darstellung des Spannungsverlaufs an der dielektrischen Schicht beim ersten Prüfverfahren,

Fig.7 schematisch die Anordnungen und Schaltungen zur Löschung der Ladungsbilder nach der Prüfung,

F i g. 8 einen Aufzeichnungsträger mit drei Schichten

F i g. 9 schematisch die Radierschutzprüfung des Aufzeichnungsträgers nach der Fig. 8 mittels des zweiten Prüfverfahrens.

Als Aufzeichnungsträger ist in den Ausführungsbeispielen eine Karte angenommen, die in ihrer neutralen Form in F i g. 1 dargestellt ist. Sie besteht aus dem Träger i, auf den der Metallfilm 2, vorzugsweise Aluminium, aufgedampft ist; auf den Metallfilm 2 ist die amorphe Selenschicht 3 aufgedampft, wobei dem Selen vorher ein Kristallisationshemmer, z. B. Arsen, beigemischt wurde. Die Selenschicht 3 ist mit der dünnen dielektrischen Folie 4 überzogen.

Zur Einbringung der Sicherheitsmerkmale bzw. der Informationen in die Selenschicht 3 wird die Leitfähigkeit dieser Schicht an bestimmten Stellen mittels des Thermodruckkopfes 5 geändert. In F i g. 2 ist angenommen, daß zwei Merkmale 6 eingeschrieben sind, was dadurch zustande kommt, daß an diesen Stellen gleichzeitig Druck und Temperatur in geeigneter Dosierung durch den Thermodruckkopf erzeugt wird, wodurch ein Kristallisierungsprozeß beginnt. Hierdurch wird die Nahordnung in der Selenschicht 3 verbessert und damit die elektrische Leitfähigkeit lokal erhöht. Die notwendige lokale Erwärmung kann auch durch Bestrahlung mit Laserlicht erzielt werden.

An Hand der Fig.3—7 wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Lesen und Prüfen der latent eingeschriebenen Merkmale bzw. Informationen beschrieben. Hierbei ist der Übersichtlichkeit wegen angenommen, daß in der Selenschicht 3 nur zwei unterschiedliche Leitfähigkeitsbereiche 6a und 6b vorhanden sind.

F i g. 3 zeigt die Anordnung, mittels derer auf der isolierenden Schicht 4 ein Ladungsbild entsprechend den Merkmalen 6a und 6b eingeschrieben wird. Die Gleichstromquelle 9 liegt einerseits an der Schicht 2 und andererseits an der Hilfselektrode 7; letztere wird in Kontakt mit der dielektrischen Schicht 4 gebracht. Durch Schließen des Schalters 10 kann ein Spannungsimpuls 11 an die beiden Elektroden gelegt werden, dessen Dauer im Bereich einiger Millisekunden liegt und dessen Höhe zwischen 380 V und 1 kV liegen kann.

Die Fig.4 und 5 zeigen die Ladungsvorgänge beim Anlegen des Spannungsimpulses, wobei der virtuelle Luftspalt 8 der besseren Darstellung wegen wesentlich größer gezeichnet ist als es den tatsächlichen Verhältnissen entspricht. Diese Figuren werden im Zusammenhang mit der Erläuterung der F i g. 6 verständlich, die eine graphische Darstellung der Spannungsverhältnisse der dielektrischen Schicht 4 entsprechend den Stellen 6a und 6b zeigt

Aufgetragen ist die Spannung zwischen den beiden Oberflächen der dielektrischen Schicht 4 über der Zeit; man erkennt einen exponentiellen Verlauf der Kurven mit drei unterschiedlichen Relaxationszeiten.

Die Kurve 15 zeigt den Spannungsverlauf für den Bereich der Schicht 4, der mit dem Bereich 6a niedriger Leitfähigkeit der Schicht 3 in Kontakt steht Vom Anlegen des Impulses 11 zur Zeit fo bis zum Ende des Impulses 11 zur Zeit f2 steigt die Spannung stetig an; wenn der Schalter 10 wieder geöffnet ist, geht sie auf Null zurück.

Dagegen zeigt sich für den Bereich 6a ein anderer Spannungsverlauf. Wie die Kurve 13 zeigt, steigt die Spannung am Dielektrikum in dem dem Bereich 6a zugeordneten Bereich schneller an als im übrigen Bereich 66, bis zum Zeitpunkt t\ die Zündspannung U_z zwischen Dielektrikum 4 und Hilfselektrode 7 erreicht

Von dem Zeitpunkt t\ an erfolgt der Ladevorgang an dem Dielektrikum 4 über Gasentladung, jedoch mit höherer Geschwindigkeit als vorher, wie die Kurve 14 zeigt, so daß am Ende des Impulses 11 die Spannung Ui erreicht wird. Wenn nun zum Zeitpunkt f₂ die Spannung wieder abgeschaltet wird, verbleiben nur die durch die Gasentladung aufgebrachten Ionen auf der dielektrischen Schicht 4. Damit ergibt sich ein deutlicher Ladungsunterschied zwischen den 6a und 66 zugeordneten Bereichen auf dem Dielektrikum 4 (0 bzw. L/3).

Das Ladungsbild der dielektrischen Schicht 4 kann nun in geeigneter Weise gemessen werden; dies ist schematisch in F i g. 7 dargestellt. Hierzu wird der Sensor 16 in die Nähe der dielektrischen Schicht 4 gebracht, nachdem die Hilfselektrode 7 entfernt worden ist. Die Messung erfolgt mit dem schematisch dargestellten Meßgerät 17. Nach der Messung wird das Ladungsbild wieder mit geeigneten Mitteln gelöscht. An Hand der Fig.8 und 9 soll die Radierschutzprüfung erläutert werden.

F i g. 8 zeigt eine Karte mit nur drei Schichten, bei der also die informationstragende Schicht 3 fehlt, da es hier nur um den Radierschutz geht. Im übrigen erfolgt die Prüfung wie bei dem Beispiel nach den Fig. 1—5 mit der einzigen Ausnahme, daß nunmehr ein Spannungsimpuls 12 hinreichend langer Dauer angelegt wird, bis zum Zeitpunkt t₃ die Gasentladung über die gesamte

ίο Kartenfläche eingesetzt hat. Bei weiterhin angelegter Spannung erreichen dann schließlich beide Kurven 14 und 15, die Spannung (Λ zum Zeitpunkt U- Man hat also nunmehr an allen Orten der dielektrischen Schicht die gleiche Ladungsdichte. Sind nun aber an der Karte Manipulationen durch Zerschneiden und Wiederzusammensetzen erfolgt, dann ist das gleichmäßige Ladungsbild entsprechend unterbrochen. Diese Unterbrechungen können mit dem Sensor 16 erfaßt werden, da hier ein Spannungsabfall vorhanden ist

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Aufzeichnungsträger, wie Ausweiskarte, Scheckkarte und dergleichen, mit maschinell prüfbaren Sicherheitsmerkmalen bzw. Informationen, d a durch gekennzeichnet, daß auf dem Kartenträger (1) eine elektrisch gut leitende (2) und eine elektrisch gut isolierende (4) Schicht aufgebracht sind und daß zwischen den beiden Schichten (2, 4) eine chemisch homogene Schicht (3) vorgesehen ist, in der die Sicherheitsmerkmale bzw. Informationen (6) durch Veränderung der Leitfähigkeit einbringbar sind.

2. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schicht (3) eine Halbleiterschicht verwendet ist.

3. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schicht (3) eine Photoleiterschicht verwendet ist.

4. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (3) aus Selen bzw. Selen mit Tellurzusätzen besteht.

5. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1—4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche (6) mit unterschiedlicher Leitfähigkeit mittels eines Ther· modruckkopfes erzeugt sind.

6. Verfahren zum maschinellen Prüfen bzw. Lesen der Sicherheitsmerkmale bzw. Informationen eines Aufzeichnungsträgers gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1—5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der elektrisch gut isolierenden Schicht (4) ein Ladungsbild erzeugt wird, das den elektrischen Leitfähigkeitsbereichen (6a, 6b) der Schicht (3) entspricht, indem eine flächige Hilfselektrode (7) in Berührung mit der isolierenden Schicht (4) gebracht und über die Hilfselektrode (7) und die leitende Schicht (2) ein kurzer Spannungsimpuls (11) angelegt wird, und daß sodann das auf der Schicht (4J entstandene Ladungsbild in einer Meßeinrichtung (16, 17) abgetastet und ausgewertet und nach der Auswertung wieder gelöscht wird.

7. Verfahren zum maschinellen Prüfen eines Aufzeichnungsträgers auf Unversehrtheit (Radierschutz), der nach den Ansprüchen 1 —5 aufgebaut ist oder zumindest eine elektrisch gut leitende und eine elektrisch gut isolierende Schicht aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine flächige Hilfselektrode (7) in Berührung mit der elektrisch gut isolierenden Schicht (4) gebracht wird und daß über die Hilfselektrode (7) und die elektrisch gut leitende Schicht (2) ein derart langer Spannungsimpuls (12) angelegt wird, daß eine gleichmäßige Ladungsverteilung auf der Schicht (4) erzeugt wird, und daß sodann das Ladungsbild der Schicht (4) in einer geeigneten Meßeinrichtung abgetastet und ausgewertet und nach der Auswertung wieder gelöscht wird.

8. Verfahren zum maschinellen Prüfen eines Aufzeichnungsträgers nach den Ansprüchen 1—5 auf Fälschungen und Verfälschungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahren nach den Ansprüchen 6 und 7 nacheinander durchgeführt werden.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfungen in der Bewegung durchgeführt werden.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der

vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfungen bei ruhendem Aufzeichnungsträger durchgeführt werden.