DE2940481A1

DE2940481A1 - Personenkontrollvorrichtung

Info

Publication number: DE2940481A1
Application number: DE19792940481
Authority: DE
Inventors: Peter Francis Radice
Original assignee: Pennwalt Corp
Current assignee: Pennwalt Corp
Priority date: 1978-10-06
Filing date: 1979-10-05
Publication date: 1980-04-17
Also published as: IT7950427A0; DK418279A; JPS5556283A; SE448920B; US4234868A; JPH0157386B2; DE2940481C2; IT1164118B; NL7907183A; FR2438330B1; SE7907860L; BE879195A; CA1120591A; GB2032669A; FR2438330A1; GB2032669B

Description

DR.-ING. WALTER ABITZ DR. DIETER F. MORF DTPL.-PHYS. M. GRITSCHNEDER

Patentanwälte

5. Oktober~~1979

-3- PoHtnnBrhrift / Foetal Address Foatfach β«Ο1ΟΘ, 8ΟΟΟ München θβ

Fienzenauerntraß· 38

Telefon Sf) 32 23

Telegramme: Chemlndue München

Telex: (O) B23008

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PENNWALT CORPORATION

Pennwalt Building, Three Parkway, Philadelphia, Pa. 19102,

V. St. A.

Personenkontroi!vorrichtung

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kontrolle von handgeschriebenen Zeichen einer Persca und in Verbindung damit nötigenfalls die anschliessende Kontrolle von derselben Person gesprochener Laute; bei einer solchen Vorrichtung ist ein Wandler vorgesehen, der die genannten Zeichen und Laute aufzunehmen vermag und gemäß der Erfindung als gepolte Platte aus einem eine piezoelektrische (oder pyroelektrische) Wirkung zeigenden Harz ausgebildet ist, das vorzugsweise ein Vinylidenfluorld-Polyraerharz ist.

Die Identifizierung von Personen ist an zahlreichen Stellen, z.B. Lagern, Banken, Laboratorien und an stark gefährdeten Anlagen, erforderlich. Lange Zeit ist die handgeschriebene Unterschrift das geeignetste und allgemein anerkannte Mittel zur Identifizierung einer Person gewesen. Beim Einlösen von Schecks kontrollieren die Banken noch heute die eigenhändige Unterschrift des Vorlegers. Anlagen, in denen Unbedenklichkeitsbescheinigungen erforderlich sind, verlassen sich in erster Linie auf Lichtbilder in Identitätskarten. Den Vergleich der Person mit dem Ausweisbild nimmt vor dem Betreten der Anlagen ein Wächter vor. Bei diesen Verfahren sind Fälschungen und falsche Darstellungen nicht auszuschließen.

Sicherheitssysteme gibt es vorwiegend in Verbindung mit Eingangskontrollen, die mit "Kreditkartenchiffren¹· arbeiten. Einige Systeme dieser Art erfordern auch eine eingestanzte Codezahl. Das Neueste in Sachen Eingangskontrolle ist in den Vorrichtungen verwirklicht, die irgendeine Eigenheit des menschlichen Körpers als "Chiffre" verwenden. Zum Beispiel Sichtkontrolle durch Betriebsfernsehen.

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Die Fähigkeiten und die Zuverlässigkeit des die Identifizierung vornehmenden Wächters sind die schwachen Punkte solcher Systeme. Bei der Eingangskontrolle hat man auch begonnen, andere persönliche Merkmale, wie Stimme, Finger- oder Handabdruck, zu Identifizierungszwecken heranzuziehen.

Die Nachprüfung der Unterschrift eines Menschen stellt ein weiteres Verfahren dar, das Beachtung verdient. Einige Verfahren zur Unterschriftsnachprüfung arbeiten mit Wegsensoren wie etwa linearen Differentialübertragern in einer speziellen Feder oder mit speziellen Schreibflächen, in die Drahtgitter eingeschlossen sind. Ein neuerdings entwickeltes System zur Nachprüfung von Unterschriften, im wesentlichen durch Benutzung der beim Schreiben mit der Hand auftretenden Beschleunigungsgrößen in einem Rechner, ist in der US-Patentschrift 3 983 535 vom 28. Sept. 1976 beschrieben. Dieses Patent betrifft ein Schreibgerät (Feder), das mit einem Kraftwandler ausgestattet ist, und behandelt die Entdeckung und die Ausnützung der ausserordentlich hohen Korrelationen innerhalb bestimmter Bereiche eines Unterschriftsbildes.

Der Erfindung liegt im wesentlichen die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Personenkontrollvorrichtung zu entwickeln, in der eine Platte oder eine Folie mit piezoelektrischer (oder pyroelektrischer) Wirkung als Wandler verwendet werden, um die äusserst geringfügigen zeitlichen Variationen von Druck und/oder Temperatur zu messen, die auftreten, wenn eine Person schreibt oder handschriftliche Markierungen vornimmt.

Die Erfindung bringt folgende Vorteile: Eine Kunststofffolie mit stabilen piezoelektrischen (oder pyroelektrischen)Eigenschaften bietet eine große, insgesamt aktive

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Schreibfläche. Soll der Temperatur/Zeit-Effekt hervorgehoben werden, so kann eine spezielle beheizte Feder benutzt werden. Die Druck/Zeit- und/oder Temperatur/Zeit- ^ Information kann zur visuellen überprüfung dargestellt f werden, kann aber auch in einen Rechner übertragen werden, in dem die erforderlichen Vergleiche nach dem Schreiben der Unterschrift vorgenommen werden. Der Folien-Wandler könnte auch als Mikrophonaufnehmer dienen, um die · Stimme einer Person zu kontrollieren, wenn diese ihren ; Namen oder ein spezielles Codewort spricht. Diese Schallinformation kann von dem Rechner verarbeitet werden, so j daß eine zusätzliche überprüfung der Identität der Person ■ stattfindet. Die Nachprüfung von Unterschrift und Stimme erhöht die Zuverlässigkeit des Kontrollsystems beträchtlich, j

i Die Fig. la und Ib in der Zeichnung geben Oszillographen- J

aufzeichnungen wieder, die benutzt werden, um die Ausgangs- ί

größe eines piezoelektrischen Folienwandlers darzustellen, j

wenn eine Unterschrift von ein und derselben Person zwei- « mal hintereinander geleistet wird.

Die Fig. 2a und 2b geben die Ausgangsgröße eines piezo- * elektrischen Folienwandlers als Aufzeichnung eines Oszillo- j graphen wieder und zeigen ein akustisches Bild eines von ein und derselben Person zweimal nacheinander gesprochenen Wortes.

Die hier beschriebene Erfindung ist eine Kontrollvorrichtung mit einer Fläche für die Aufnahme handgeschriebener Zeichen und die übertragung einer Darstellung dieser Zeichen unter Anwendung elektrischer Energie auf eine Einrichtung, die diese Zeichendarstellung wiedergeben oder speichern kann; die Vorrichtung ist dadurch ausgezeichnet, daß die genannte Fläche als gepolte Platte eines pie-

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zoelektrisch wirksamen Harzes ausgebildet ist und daß die genannte gepolte Platte eine so große Ladung hält, daß ein piezoelektrisches Signal geliefert wird, wenn die genannte Platte von Hand mit Zeichen versehen wird, und daß wahlweise ein piezoelektrisches Signal von einem anschliessend gesprochenen Laut gegeben wird.

Piezoelektrisch wirksame Harze sind solche Harze, die in der Lage sind, einen stabilen piezoelektrischen (oder pyroelektrischen) Effekt zu liefern, venn aus diesem Harz hergestellte Folien oder Platten aufgeladen werden und die Oberflächenladung (ijomöoladung) darch Erden oder auf andere Weise abgeleitet wird. Beispiele solcher Harze sind beschrieben von Kawai in "Japanese Journal of Applied Physics? Band 8, 1969, Seiten 975 und 976. Kawai nennt Polyvinylidenfluorid, Polyvinylfluorid, Polyvinylchlorid und Polykarbonat. Bestimmte Polyamidharze zeigen in geladenem Zustand ebenfalls piezoelektrische Eigenschaften, und ausgezeichnete piezoelektrische Wirkung zeigen Mischpolymerisate von Vinylidenfluorid mit anderen halogenierten Olefinen; Beispiele hierfür: ein Mischpolymerisat aus 65 bis 75 Gew.% Vinylidenfluorid mit etwa 35 bis 25 Gew.% Tetrafluoräthylen oder Trifluoräthylen oder Hexafluorpropylen oder Vinylfluorid oder Vinylchlorid oder Gemischen dieser in Mischpolymerisaten verwendbaren Monomere. Besser geeignet sind im allgemeinen Polymerisate mit mindestens 65 Mol% Vinylidenfluorid in Verbindung mit mindestens einem zur Mischpolymerisation geeigneten Monomeren, vorzugsweise einen fluorierten Äthylen oder Propylen. Wie an sich bekannt, haben Vinylidenfluöridpolymerisate, die nur oder zu einem hohen Prozentsatz aus Beta-Kristallen bestehen, die besten piezoelektrischen Eigenschaften. Die piezoelektrische Eigenschaften in einem Harz-Häutchen lassen sich durch verschiedenar-

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tige Behandlungen beeinflussen, insbesondere durch monoaxiales, biaxiales oder multiaxiales Orientieren des Häutchens, was in an sich bekannter Weise durch Recken oder Walzen erfolgt.

Piezoelektrische oder pyroelektrische Effekte werden in dielektrischen Stoffen mit permanentem elektrischen Moment induziert. Diese Momente orientieren sich in Richtung des angelegten elektrischen Feldes. Das Anlegen eines elekt rischen Gleichfeldes an das dielektrische Material wird als "Polen" bezeichnet. Der Vorgang des Polens ist an sich bekannt und bedeutet bei dielektrischen Harzfolien und -platten im allgemeinen das Anlegen einer Gleichspannung von beispielsweise 300 bis 1000 kV je Zentimeter Dicke des dielektrischen Materials an die dielektrische Harzplatte. Die Ladung wird im allgemeinen angebracht, während das Harz eine Zeitlang auf eine Temperatur erhitzt wird, die zwischen wenig über Raumtemperatur und wenig unter dem Schmelzpunkt des Harzes liegt, und anschliessend bei angelegtem Potential die Harzplatte gekühlt wird.

Das Polen führt zu ständiger Polarisation und einer "Heteroladung" wegen der resultierenden Dipolausrichtung. Zusätzlich zu diesem Effekt wird eine echte Ladung angelegt und an der Folienoberfläche konzentriert. Da diese echte Ladung das gleiche Vorzeichen hat wie die Polungselektrode, wird sie als "Homöoladung" bezeichnet. Die Homöoladung kann die Wirkung der permanenten, auf die ständige Ausrichtung der Dipole zurückzuführende Heteroladung überdecken und eine falsche Piezoelektrizität hervorrufen. Die Homöoladung kann monatelang auf einer gepolten dielektrischen Folie oder Platte bleiben, wenn sie nicht durch eine stabilisierende Technik entfernt wird.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zum

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Stabilisieren von gepolten piezoelektrischen Harzelementen und die Notwendigkeit dieser MaBnahme bekannt. In den US-Patentschriften 3 660 736 und 3 833 503 ist ein Wärmeverfahren zum Stabilisieren von gepolten Folien mit piezoelektrischen Eigenschaften beschrieben. In der US-Patentschrift 3 973 715 ist ein Verfahren zum Stabilisieren von piezoelektrischen Elementen beschrieben, nach dem das Element in Wasser getaucht wird. Ein weiteres, ausgezeichnetes Verfahren zum Stabilisieren von piezoelektrischen Platten lehrt die US-Patentschrift 4 055 878, wonach die Homöoladung von der gepolten Folie entfernt wird, indem die druckbeaufschlagte Folie geerdet wird.

Um Elektroden zu haben, mit denen die elektrischen Signale von den gepolten Platten abgeführt werden können, lassen sich die Platten einseitig oder beidseitig vor oder nach dem Polen mit elektrisch leitenden Schichten versehen, die beispielsweise aus der Dampfphase abgeschieden, aufgemalt, durch Galvanisieren, Zerstäuben oder dergleichen erzeugt werden können. Derartige Schichten können aus verschiedenartigen leitenden Materialien bestehen, wie beispielsweise Metallen oder Metalloxiden, was auch an sich bekannt ist. Man kann die unbeschichteten Platten auch mit Metallschichten als Elektroden belegen.

Fig. la zeigt, wie erwähnt, eine Wiedergabe einer gespeicherten Oszillographenaufzeichnung. Sie ist von Peter Radice erzeugt worden, indem er seinen Namen auf eine gepolte Platte aus einem piezoelektrisch wirksamen Harz schrieb, die eine 0,01 mm (0,4 mil) starke Polyvinylidenfluorid-Folie aufwies, welche fünfmal einachsig gereckt worden war, dann mit einer 1000 8 starken Nickelbeschichtung auf beiden Seiten versehen, gepolt durch Anlegen einer Gleichspannung von 500 kC/cm an die beschichtete Folie bei gleichzeitiger Erwärmung auf 90° C während

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einer Stunde und Abkühlung auf 40 C vShrend 20 Minuten; die Stabilisierung erfolgte, indem die gepolte Folie unter Druckbeaufschlagung mit 14 kg/im (20O psi) kurzgeschlossen oder geerdet wurde. Anschliessend wurde diese gepolte Platte auf Hartpappe von 6 mm (1/4 inch) angebracht, nachdem die Folie auf beiden Seiten Elektrodenleitungen (Aluminiumfolie) erhalten hatte. Die L-eitungen wurden dann an den Eingang eines Tektronix-EinstraLhl-Oszillographen geführt. Auf die gepolte Folie wurde ein Stück Papier gelegt, und die Unterschrift wurde mit. einem Kugelschreiber geschrieben.

Fig. Ib ist die Wiedergabe einer zweiten Unterschrift der gleichen Person auf der gleichen gepolten Platte eines piezoelektrischen Harzes; die Unterschrift wurde elektrisch auf den Bildschirm des Oszillographen übertragen, wo sie als Oszillogramm der Unterschrift erschien.

Fig. 2a gibt einen gespeicherten Oszillographenschrieb wieder, der die Ausgangsgröße einer gepolten Platte von piezoelektrischem Harz darstellt, dadurch entstanden, da3 ein Codewort gegen die Oberfläche der Platte gesprochen wurde. Fig. 2b zeigt einen Oszillographenschrieb des gleichen Codeworts, zu einem späteren Zeitpunkt von der gleichen Person aus kurzem Abstand gegen die gleiche gepolte Platte aus piezoelektrischere Earz gesprochen.

Die hier beschriebene Vorrichtung kann, wie aus dem Stand der Technik bekannt, in vielfacher Weise eingesetzt werden. Die speziellen Empfangs-, Speicher- und Vergleichseinrichtungen, mit denen die erfindungsgesäße Vorrichtung kombiniert werden kann, gehören ebenfalls zum Stand der Technik und sind beispielsweise in den vorveröffentlichten US-Patentschriften 3 840 911, 3 618 013, 3 621 72O, 3 699

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und 3 983 535 beschrieben.

Wegen der pyroelektrischen Eigenschaften, die bei gepolten Platten aus piezoelektrischem Harz gewöhnlich anzutreffen sind, kann zum Anbringen der Zeichen auf der Platte mit Vorteil ein erwärmter Stift benutzt werden; dadurch werden die Schreibgewohnheiten der Person, deren Unterschrift nachgeprüft werden soll, hervorgehoben.

Ende der Beschreibung.

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Claims

Patentansprüche ;

Personenkontrollvorrichtung mit einer Fläche für die Aufnahme von handgeschriebenen Zeichen und die übertragung einer Darstellung dieser Zeichen unter Anwendung elektrischer Energie zum Vergleichen mit einer entsprechenden Darstellung, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Fläche als gepolte Platte eines piezoelektrisch wirksamen Harzes ausgebildet ist und daß die genannte gepolte Platte eine so große Ladung hält, daß ein elektrisches Signal geliefert wird, wenn die genannte Platte von Hand mit Zeichen versehen wird.
2. Kontrollvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem piezoelektrisch wirksamen Harz um ein Vinylidenfluorid-Polymerisat handelt, von dem mindestens 65 Mol% aus Vinylidenfluorid bestehen.
3. Kontrollvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vinylidenfluorid-Polymerisat ein Homopolymerisat ist.

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4. Kontrollvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Vinylidenfluorid-Polymerisat ein Mischpolymerisat mit mindestens 65 Mol-% Vinylidenfluorid und mindestens einem anderen, in ein Mischpolymerisat einbaubarem fluorierten Äthylenoder Propylen-Monomeren ist.
5. Kontrollvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte gepolte Platte beidseitig mit einer elektrisch leitenden Beschichtung versehen ist.
6. Kontrollvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte gepolte Platte eine so große Ladung hält, daß ein elektrisches Signal geliefert wird, wenn aus kurzem Abstand ein gesprochener Laut darauf gerichtet ist.

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