DE3687707T2

DE3687707T2 - Vorrichtung und verfahren zum pruefen der echtheit von dokumenten und dafuer geeignete dokumente.

Info

Publication number: DE3687707T2
Application number: DE8686905175T
Authority: DE
Inventors: Johan Samyn
Original assignee: Bekaert NV SA
Current assignee: Bekaert NV SA
Priority date: 1985-09-19
Filing date: 1986-09-09
Publication date: 1993-05-19
Anticipated expiration: 2006-09-10
Also published as: JP2659014B2; ATE85442T1; JPS63501250A; CA1274017A; DK169225B1; DK238987D0; ES2001689A6; DE3687707D1; EP0236365A1; WO1987001845A1; US4820912A; DK238987A; NL8502567A; EP0236365B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen der Echtheit von Dokumenten, die aus einem nichtleitenden Material, z. B. aus Papier oder Kunststoff, bestehen und eine physikalische Eigenschaft haben, deren Wert sich über eine Anzahl von Unterbereichen eines Prüfbereichs in Zufallsverteilung ändert, wobei jedes dieser Dokumente außerdem eine digitale Marke trägt, die für die Verteilung des genannten Werts über die Unterbereiche charakteristisch ist. Dokumente dieser Art sind z. B. Banknoten, Pässe, Kreditkarten, Bonds oder andere Wertpapiere. In einigen Fällen wird auch die Verpackungsfolie, in die ein Produkt eingewickelt ist, als ein Dokument betrachtet, dessen Echtheit geprüft werden muß.
Es ist bekannt, die Echtheit solcher Dokumente durch Abtasten ihres Prüfbereichs zu prüfen, um die Verteilung des genannten Werts über die Unterbereiche festzustellen, dann ein digitales Abtastsignal zu erzeugen, das für diese Verteilung, so wie sie abgetastet wird, charakteristisch, die erwähnte digitale Marke auf dem Dokument auszulesen, ein digitales Markensignal zu erzeugen, das für die ausgelesene digitale Marke charakteristisch ist, und schließlich das Abtastsignal mit diesem Markensignal zu vergleichen. Bei solchen Verfahren erfolgt das Abtasten durch photoelektrische Mittel zur Erfassung der Helligkeitsverteilung auf der Oberfläche des Dokuments. Ein Dokument dieser Art ist aus GB-A-2 136 180 bekannt. Es ist außerdem an sich bekannt, die Verteilung von magnetischen Partikeln in dem Dokument durch Abtasten mittels eines Magnetkopfes zu ermitteln. Durch GB-A-2 084 929 ist es ferner bekannt, die Echtheit von Dokumenten durch Messung der Permeabilität von Unterbereichen der Dokumente zu prüfen.
US-A-4 218 674 offenbart ein Verfahren zum Prüfen der Echtheit von Dokumenten, die aus einem nichtleitenden Material bestehen und eine physikalische Eigenschaft haben, deren Wert sich über eine Anzahl von Unterbereichen eines Prüfbereichs in Zufallsverteilung ändert. Die Dokumente besitzen außerdem eine digitale Marke, die für die Verteilung des Wertes über die Unterbereiche charakteristisch ist. Der Prüfbereich der Dokumente wird abgetastet, um die Verteilung des Wertes über die Unterbereiche zu erfassen. Es wird ein für diese Verteilung charakteristisches digitales Abtastsignal erzeugt und mit einem Markensignal verglichen, das für die digitale Marke charakteristisch ist, so wie sie ausgelesen wird. Die physikalische Eigenschaft besteht in der Verwendung einer Anzahl von Partikeln, deren magnetische Eigenschaften von denjenigen des nichtleitenden Material merklich abweichen. Mit diesem Verfahren sind bis zu 500 Millionen Kombinationen für die digitale Marke möglich.
Die Patentdokumente FR-A-2 455 778 und FR-A-2 531 248 befassen sich mit einem Verfahren für die Gesamtabtastung eines Artikels zu Identifizierungszwecken, wobei diese Abtastung durch Mikrowellen erfolgt.
Ein zur Gewährleistung maximaler Sicherheit geeignetes Verfahren muß gute Wiederholbarkeit mit hoher Auflösung verbinden, d. h. mit der Fähigkeit, abrupten Wechseln über kurze Abstände folgen zu können. Wenn ein Abtastsystem nicht in der Lage ist, solchen abrupten Wechseln zu folgen, kann es zwar zwei Muster voneinander zu unterscheiden, die grob unterschiedlich sind, es kann jedoch nicht zwei Dokumente voneinander unterscheiden, die nur wenig voneinander abweichen. Infolgedessen werden die Dokumente in geringerem Ausmaß individualisiert, so daß ihre Fälschung leichter möglich ist.
Neben einer hohen Auflösung ist auch ist auch eine gute Wiederholbarkeit des Abtastsignals wichtig. In magnetischen Abtastsystemen ist die Wiederholbarkeit wegen der magnetischen Vorgeschichte oder aufgrund von Magnetfeldstörungen oder Verformungen des Dokuments nicht sichergestellt, während in photoelektrischen Abtastsystemen die Wiederholbarkeit durch Helligkeits- oder Farbverluste oder andere Beschädigungen des Dokuments beeinträchtigt wird. Wenn das Abtastsystem jedoch keine ausreichende Wiederholbarkeit bietet, besteht die Gefahr, daß ein echtes Dokument ein geringfügig abweichendes Abtastsignal erzeugt und deshalb als Fälschung identifiziert wird. Es ist unter diesen Umständen nicht möglich, das Abtastsignal einem strengen Identitätsvergleich mit einem gegebenen Signal zu unterziehen, und die Verbesserung der Auflösung ist sinnlos, solange nicht auch die Wiederholbarkeit verbessert wird und umgekehrt.
Es ist Ziel der vorliegenden Erfindung, für dieses Prüfverfahren eine Abtastmethode zur Verfügung zu stellen, die eine gute Auflösung mit einer sehr hohen Wiederholbarkeit verbindet, derart daß das Abtastsignal auch dann sehr strengen Kriterien für die Zulassung des Dokuments unterzogen werden kann, wenn es Abnutzungserscheinungen oder begrenzte Beschädigungen aufweist.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß Dokumente verwendet werden mit einer Anzahl von Partikeln mit elektromagnetischen Eigenschaften, die sich von denjenigen des nichtleitenden Materials des Dokuments merklich unterscheiden, wobei diese Partikel in einer Zufallsverteilung zumindest in dem Prüfbereich angeordnet sind,
daß das Abtasten mit Hilfe eines auf den Prüfbereich auftreffenden Mikrowellenbündels durchgeführt wird, wobei die Abmessungen der Unterbereiche kleiner sind als die Wellenlänge des Mikrowellenbündels und das Mikrowellenbündel ein Antwort-Mikrowellenbündel erzeugt, dessen Wiederholbarkeit in der Größenordnung von 2% des maximal erreichbaren Werts liegt,
und daß dieses Antwortbündel gemessen wird.
Obwohl ein aus einem Wellenleiter austretendes Mikrowellenbündel eine Breitenabmessung von wenigstens der halben Wellenlänge, d. h. im Millimeter- oder im Zentimeterbereich, besitzt, wurde überraschenderweise herausgefunden, daß die Abtastung eine genügend gute Auflösung bietet, um den Prüfbereich in Unterbereiche der Größenordnung von 0,25 mm, d. h. sehr viel kleiner zu unterteilen, als es der Wellenlänge der Mikrowellen entspricht, zu unterteilen, und daß die gemessenen Werte für jeden Unterbereich eine Wiederholbarkeit in der Größenordnung von 2% des maximal erreichbaren Werts haben. Infolgedessen ermöglicht ein Prüfbereich, z. B. in Form eines rechteckigen Streifens von 8 cm Länge die Unterteilung in 320 Unterbereiche, wobei der Meßwert in einen von 64 möglichen Wiederholungswerten transformiert werden kann. Dies bedeutet 64³²&sup0; mögliche unterschiedliche Kombinationen für die digitale Marke auf dem Dokument. Es ist infolgedessen für einen Fälscher sehr schwierig, ein Dokument mit seinen in Zufallsverteilung angeordneten Partikeln herzustellen und unterschiedliche digitale Marken hintereinander anzubringen und sie in einem Prüfgerät solange auszuprobieren, bis er die richtige Marke auffindet. Wenn ein Fälscher andererseits versucht, ein existierendes Dokument zu imitieren, kann er zwar leicht die Marke von dem echten Dokument auslesen und sie an dem gefälschten Dokument anbringen, er wird jedoch kein Dokument mit genau derselben Partikelverteilung finden, auf dem er die Marke anbringen könnte und das von der Abtastvorrichtung nicht als ein Dokument mit abweichender Verteilung identifiziert werden könnte.
Die in dem Material des Dokuments verwendeten Partikel sollen andere elektromagnetische Eigenschaften haben als das Material des Dokuments. Dies bedeutet abweichende Werte entweder der Dielektrizitätskonstanten &epsi; oder der magnetischen Permeabilität u oder des spezifischen Widerstands p oder eines anderen Werts, der die Mikrowelle so beeinflußt, daß das Antwort-Mikrowellenbündel, d. h. das reflektierte Bündel oder das Bündel nach seinem Durchtritt durch das Dokument, gegenüber dem auf das Dokument auftreffenden Bündel eine solche Änderung, z. B. in seiner Amplitude oder Polarisation, erfahren hat, daß diese Änderungen meßbar sind. Die Partikel haben vorzugsweise die Form von elektrisch leitenden Fasern, und zwar speziell die Form von Metallfasern, die über den Prüfbereich in einem Verhältnis von weniger als 1 g/m² verteilt sind. Die Länge der Fasern liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 mm bis 15 mm und ihr Durchmesser zwischen 2 um und 25 um. Fasern, die kürzer sind als 0,5 mm, sind weniger effizient, und solche, die länger sind als 15 mm lassen sich bei der Herstellung schwieriger in das Papier, den Kunststoff oder ein anderes nichtleitendes Material mischen. Fasern mit einer Dicke von weniger als 2 um sind zwar gut brauchbar, ihre Herstellung ist jedoch schwierig. Bei einer größeren Dicke als 25 um wären die Fasern hingegen sichtbar und würden das Erscheinungsbild des Dokuments beeinträchtigen. Bei nichtrunden Querschnitten bedeutet der Ausdruck "Durchmesser" den mittleren Durchmesser oder die Dicke. Die Fasern bestehen vorzugsweise aus nichtrostendem Stahl, sie können jedoch auch aus Kohlenstoff bestehen. Auch Polymerfasern mit einer Metallbeschichtung sind als leitfähige Fasern verwendbar.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens, wobei die Vorrichtung eine Prüfstation zur Aufnahme des Dokuments umfaßt, ferner Mittel zum Abtasten des Prüfbereichs eines solchen Dokuments zur Erfassung der Verteilung der genannten Partikel über eine Anzahl von Unterbereichen des Prüfbereichs und zum Erzeugen eines digitalen Abtastsignals, das für diese Verteilung, so wie sie abgetastet wird, charakteristisch ist, sowie Mittel zur Erzeugung eines zweiten digitalen Signals und zum Vergleichen des letzteren mit dem Abtastsignal. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastmittel einen Sender für ein Mikrowellenbündel umfassen, das auf den Prüfbereich des Dokuments gerichtet ist, wenn dieses sich in der Prüfstation befindet, um ein Antwort-Mikrowellenbündel zu erzeugen, das eine Wiederholbarkeit in der Größenordnung von 2% des maximal erreichbaren Werts hat, sowie einen Empfänger für das Antwort-Mikrowellenbündel, und daß ferner Mittel vorgesehen sind zum Auslesen der digitalen Marke aus dem Dokument, wenn dieses sich in der Prüfstation befindet, wobei der Ausgang dieser Mittel mit dem Eingang der Mittel zur Erzeugung des zweiten digitalen Signals verbunden ist.
Das zu messende Antwort-Mikrowellenbündel ist vorzugsweise das durch das Dokument hindurchtretende Bündel. In diesem Fall kann die Prüfstation (oder die Stelle, an der die Position des Dokuments geprüft werden kann) in Form eines tranversalen Durchgangs für das Dokument durch einen Wellenleiter zwischen dem genannten Sender und Empfänger ausgebildet sein, wobei die Abtastmittel Mittel umfassen, die eine geradlinige Relativbewegung des Dokuments durch diesen Durchgang ermöglichen. Die Abtastung wird dann über einen geradlinigen Streifen des Dokuments durchgeführt, und das Mikrowellenbündel bestreicht aufeinanderfolgende Unterbereiche dieses den Prüfbereich bildenden Streifens.
Die digitale Marke ist vorzugsweise als magnetisches Flußmuster in einem Magnetstreifen des Dokuments ausgebildet, der von einem magnetischen Lesekopf ausgelesen wird. Da das Lesen eine Folge von Polarisationen in der einen oder anderen Richtung liefert und nicht ein Bewerten von Magnetisierungsquantitäten beinhaltet, ist die Gefahr mangelhafter Wiederholbarkeit beim Lesen des Streifens sehr viel kleiner als dann, wenn das Dokument zur Reproduzierung der Faserverteilung magnetisch abgetastet wird.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf die oben beschriebenen Dokumente, die für das vorliegende Verfahren besonders geeignet sind, insbesondere auf Dokumente, die das Erscheinungsbild herkömmlicher Kreditkarten haben, d. h. die Form einer steifen rechteckigen Karte mit einer Länge im Bereich von 8 cm bis 12 cm und einer Breite im Bereich von 4 cm bis 8 cm mit einem in Längsrichtung durchlaufenden Magnetstreifen. Eine solche Karte kann aus zwei oder drei aufeinanderfolgenden Schichten aus Kunststoff und/oder Papier bestehen, wobei z. B. nur eine innere Schicht die Fasern enthält.
Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Seitenansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 2 zeigt einen detaillierten Querschnitt der Prüfstation und der dieser Prüfstation zugeordneten Mikrowellen-Abtastmittel, wie sie in der Vorrichtung nach Fig. 1 verwendet werden,
Fig. 3 und 4 zeigen eine Anzahl von Diagrammen von Signalen, die von dem Mikrowellenempfänger erzeugt werden, wenn der Prüfbereich eines durch die Prüfstation von Fig. 1 laufenden Dokuments geprüft wird; die Signale beziehen sich auf verschiedene Kombinationen von Faserlänge, -dicke und -konzentration in den die Prüfstation durchlaufenden Dokumenten.
Für die zu prüfenden Dokumente wurde ein Papier in Größe einer Banknote verwendet mit einem Gewicht von 80 g/m², in das eine Anzahl von Fasern aus nichtrostendem Stahl eingebettet ist, die über das ganze Papier zufällig verteilt sind. Es wurden verschiedene Kombinationen von Faserdicke (8 um oder 12 um), Faserlänge (3 mm oder 5 mm) und Faserkonzentration (0,05% bis 1%) eingesetzt. Das Dokument 1 wird in einen Schlitz zwischen zwei flachen Führungsplatten 3 und 4 eingeführt und verläßt die Vorrichtung an den linken Enden dieser Führungsplatten, wie dies in Fig. 1 und 2 dargestellt ist. An beiden Enden jeder der stationären Führungsplatten 3 und 4 befinden sich zwei flexible endlose Zahnriemen 5' und 6' bzw. 5 und 6, die parallel zu den Führungsplatten verlaufen. Die Riemen 5, 5' und 6, 6' werden jeweils gegeneinander gedrückt, um den Transport des Dokuments durch den Schlitz 2 sicherzustellen. Die flexiblen Riemen sind jeweils um vier Zahnriemenscheiben 7, 8, 9, 10; 7', 8', 9', 10'; 12, 14; 11' 12', 13', 14' geführt. Die vier Zahnriemenscheiben 7', 8', 9' 10' für den Riemen 5' sind paarweise jeweils auf denselben Rotationsachsen befestigt wie die vier Zahnriemenscheiben 11', 12', 13' bzw. 14', um Synchronizität zwischen den Riemen 5' und 6' herzustellen. Dasselbe gilt für die Zahnriemenscheiben der Riemen 5 und 6. Eine Zahnriemenscheibe 17 ist auf der Achse eines der Zahnriemenscheibenpaare für die Riemen 5 und 6 befestigt und mit der Zahnriemenscheibe 18, die auf der Achse eines der Zahnriemenscheibenpaare für die Riemen 5' und 6' befestigt ist, um letztere über einen auf beiden Seiten gezahnten endlosen Riemen 20 anzutreiben. Dadurch wird Synchronizität zwischen den Riemen 5, 6 einerseits und den Riemen 5' und 6' andererseits gewährleistet (die Scheibe 19 kann sich auf ihrer Achse frei drehen). Die Gesamtanordnung wird über einen endlosen Riemen 16 angetrieben, der mit einer auf der Achse der Scheiben 8 und 12 befestigten Zahnriemenscheibe 15 in Eingriff steht und von einem (nicht dargestellten) Motor angetrieben wird.
Die Riemen 5, 6, 5', 6' transportieren das Dokument mit konstanter Geschwindigkeit durch eine Detektoreinrichtung 21. Es versteht sich von selbst, daß zur Erzeugung der Bewegung durch die Detektoreinrichtung auch zahlreiche andere Arten von Transportmitteln für Papierdokumente konstruiert werden können. Für steife Dokumente mit kleinen Abmessungen in Kartenform, z. B. Kreditkarten, können die Transportmittel z. B. stark vereinfacht werden, indem man die Karte zwischen Rollenpaaren hindurchlaufen läßt. Es ist auch eine stationäre Prüfstation denkbar, in der der Mikrowellenstrahl über das Dokument Fahrt. Es genügt, eine Relativbewegung zwischen der Detektoreinrichtung und dem Dokument zu erzeugen, die das Abtasten aufeinanderfolgender Unterbereiche des Prüfbereichs des Dokuments erlaubt.
Die Detektoreinrichtung 21 (Fig. 2) enthält einen Mikrowellenoszillator 22, z. B. Gunn-Diode, einen mit dem Oszillator verbundenen Wellenleiter 23 und einen Mikrowellenempfänger, der z. B. mit einer Schottky-Diode ausgestattet ist. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, verläuft der Wellenleiter 23, der den Oszillator mit dem Empfänger verbindet, senkrecht durch die Führungsplatten 3 und 4. An dem Kreuzungspunkt sind die Platten mit einer Öffnung oder einem Fenster versehen, das die gleiche Querabmessung hat wie der Wellenleiter. Auf diese Weise kann das Dokument in transversaler Richtung durch den Wellenleiter hindurchlaufen, und der Empfänger kann die Amplitude der Mikrowellen nach ihrem Durchtritt durch das Dokument messen. Zur Änderung des Mikrowellenmusters in dem Wellenleiter und dem genannten Fenster und zur optimalen Erfassung der Fasern besitzt der Wellenleiter 23 eine Anzahl von Abstimmschrauben 25, 25' und 25''. Die Notwendigkeit einer solchen Abstimmung kann auf Wunsch jedoch entfallen, wenn der Empfänger mit einem Isolator ausgestattet ist, der verhindert, daß in den Empfänger, wie in der Mikrowellentechnik allgemein bekannt, eingetretene Wellen wieder in den Wellenleiter reflektiert werden.
Nach dem Durchtritt durch das Dokument ist die Amplitude der Mikrowelle für das Vorhandensein einer oder mehrerer Fasern charakteristisch. Es ist allerdings auch möglich, den Empfänger auf derselben Seite der Führungsplatten anzuordnen wie den Sender und die von den Fasern reflektierte Strahlung zu messen. Die ausgesendete Mikrowellenstrahlung kann in einer Richtung polarisiert sein, z. B. in der Vorzugsrichtung der Fasern in dem Papier, falls eine solche vorhanden ist, sie kann jedoch auch zirkular polarisiert sein, so daß sie für alle Fasern, unabhängig von deren Richtung in dem Dokument, gleiche Empfindlichkeit hat.
Fig. 3 zeigt sechs Typen von Antwortmustern (a bis f), die der Empfänger 24 der Vorrichtung nach Fig. 1 gewinnen kann. Dieser Empfänger arbeitet bei einer Frequenz von 24,15 GHz und sendet eine Welle in der TE1,0-Mode durch den Wellenleiter 23 des Typs WR42 (rechteckig 10,668 mm·4,318 mm) für Papiere mit unterschiedliche Faserkonzentrationen, -dicken und -längen, wie dies oben erwähnt wurde.
In den Beispielen von Fig. 3 sind Länge und Dicke der Fasern konstant gehalten, während die Konzentration von 0,05% bis 1% (Gewichtsprozent) variiert. In Fig. 3a ist die Konzentration so klein, daß das Antwortmuster einen breiten horizontalen Abschnitt aufweist. Dies bedeutet eine Einschränkung der Möglichkeiten, eine große Anzahl von Mustern voneinander zu unterscheiden. Entsprechendes gilt für die hohe Konzentration von Fig. 3f. Hier besitzt das Antwortmuster einen breites horizontales Maximum. Zwischen beiden Konzentrationen kann ein Optimum ermittelt werden. Es versteht sich, daß die optimale Konzentration in jedem Fall von der verwendeten Wellenlänge und von der Größe der Fasern abhängt und daß diese im allgemeinen unter unter 1 g/m² liegt.
Der Empfänger ist in der Tat weniger empfindlich für Fasern, die kürzer sind als eine viertel Wellenlänge. Die Empfindlichkeit zeigt eine kleine Spitze bei einer viertel Wellenlänge und wächst dann weiter auf eine höhere Spitze bei einer halben Wellenlänge. Dies hat zur Folge, daß die optimale Konzentration umso kleiner ist, je mehr die Faserlänge im Bereich höhere Empfindlichkeit liegt. Dies ist in Fig. 4a bis 4d dargestellt, aus denen hervorgeht, daß für eine Faserlänge von 3 mm eine hohe Konzentration von mehr als 0,5% wünschenswert ist, während für eine Faserlänge von 5 mm das Optimum zwischen 0,05% und 0,5% liegt. Dies hat zur Folge, daß die Faserlänge für die geeigneten Wellenlängen vorzugsweise im Bereich von 5 mm bis 15 mm liegt, obwohl kürzere Fasern mit einer Länge von 0,5 mm bis 5 mm, die weniger effizient sind, ebenfalls in das Material für die Dokumente gemischt sein können.
Der Einfluß des Durchmessers der Fasern ist in Fig. 4e bis 4h dargestellt. Bei gleichem Fasergewicht und gleicher Faserlänge sind hier weniger Fasern vorhanden. Es ist deshalb klar, daß die Empfindlichkeit des Empfängers für ein gegebenes Fasergewicht bei größeren Durchmessern kleiner ist und daß der optimale Prozentsatz bei größerem Durchmesser ansteigt.
Das Antwortsignal des Empfängers 24 wird in einer dem einschlägigen Fachmann bekannten Weise in ein digitales Abtastsignal umgewandelt. Zu diesem Zweck wird das gewonnene Signal in 128 Abszissenpositionen unterteilt. Für jede Position wird die Ordinate in einen zwischen 0 und 63 liegenden digitalen Wert umgewandelt, so daß 6 binäre Bits für die Kodierung benötigt werden. Bei insgesamt 128 Abszissenpositionen ist dann ein binäres Wort mit 6·128 Bits für das gewonnene Antwortsignal oder für die Verteilung der Fasern über 128 Unterbereiche des streifenförmigen Teils des Dokuments repräsentiv, der das zwischen Sender und Empfänger liegende Fenster durchlaufen hat. Der Wandler, der das analoge Signal von Fig. 3 in ein digitales Abtastsignal umwandelt, ist Bestandteil des Abtastsystems und läßt sich in verschiedenen möglichen Systemen nach unterschiedlichen Prinzipien realisieren. Seine Einzelheiten sind für die vorliegende Erfindung nicht von Bedeutung. Das einzige bedeutsame Merkmal besteht darin, daß der Empfänger 24 ein wiederholtes Antwortsignal von der Art erzeugt, daß eine sichere Unterteilung der Ordinate in 64 oder sogar mehr Werte möglich erscheint und eine ausreichende Auflösung zum Prüfen der Abszisse in 128 Positionen gegeben ist.
Das zu prüfende Dokument 1 ist außerdem mit einer digitalen Marke versehen, die gemäß einer geheimen Transkodierformel zu dem digitalen Abtastsignal in einer eindeutigen Beziehung steht, das bei der Abtastung des Dokuments durch das Abtastsystem gewonnen wird. Diese digitale Marke kann z. B. in Form von lesbaren gedruckten Zahlen, eines Barkodes, von Perforationen, oder in Form einer programmierten integrierten Schaltung oder eines von einem magnetischen Lesekopf lesbaren Magnetstreifens auf dem Dokument angebracht sein, um die digitale Marke auf ein zu prüfendes Dokument aufzubringen, wird dieses in ein Abtastsystem zur Erzeugung des genannten digitalen Worts eingeführt. Der Ausgang des Abtastsystems ist mit einem Transkoder und außerdem z. B. mit einem magnetischen Schreibkopf verbunden, der das transkodierte Wort in einen auf dem Dokument vorhandenen Magnetstreifen einschreiben kann. Andere Teile des Magnetstreifens können für andere Daten reserviert sein. Auf diese Weise ist die auf dem Dokument angebrachte digitale Marke über eine bestimmte Transkodierformel auch für die Verteilung der Fasern über die 128 Unterbereiche des Prüfbereichs Dokuments charakteristisch. Falls dies nicht notwendig ist, kann die Transkodierformel auf ihre einfachste Form reduziert sein, die z. B. darin besteht, daß Identität zwischen dem digitalen Abtastsignal und dem auf dem Dokument aufgebrachten digitalen Wort vorliegt.
Die Vorrichtung nach Anspruch 1 enthält ferner die (nicht dargestellten) Mittel, die zum Lesen der digitalen Marke auf dem Dokument benötigt werden. In Abhängigkeit von der Natur der Marke kann dies ein optischer Zahlenleser, ein optischer Barkodeleser oder ein magnetischer Lesekopf sein. Der Ausgang dieses Lesers ist dann mit einem (nicht dargestellten) Komparator verbunden, in dem das Signal der Marke, so wie es ausgelesen wird, zunächst transkodiert und dann mit dem von dem Abtastsystem gewonnenen digitalen Abtastsignal verglichen wird. Der Komparator mit seinem Transkoder kann in verschiedenen Formen und nach unterschiedlichen Prinzipien konstruiert sein, die dem einschlägigen Fachmann bekannt sind und die für die vorliegende Erfindung nicht von Bedeutung sind. Nur dann, wenn das Abtastsignal dem transkodierten Signal der Marke entspricht, erzeugt der Komparator ein Ausgangssignal, das als Anzeige dafür verwendet werden kann, daß das geprüfte Dokument echt ist.
Ohne daß damit der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird, können selbstverständlich auch andere Abtastmittel vorgesehen sein, die mit einem auf das Dokument auftreffenden Mikrowellenbündel arbeiten, soweit sie die Messung eines Antwortbündels erlauben, bei dem die Messungen für die einzelnen Unterbereiche voneinander getrennt gehalten werden. Es versteht sich außerdem von selbst, daß die digitalen Signale und Marken auf jede beliebige Weise kodiert werden können, entweder rein binär, oder binär kodiert dezimal oder nach einem anderen Kodierschema. Das nichtleitende Material für das Dokument kann Papier oder Kunststoff oder irgendein anderes Material sein, das die Mikrowellenenergie nicht so stark reflektiert, daß eine Detektierung der Fasern nicht mehr möglich ist.

Claims

1. Verfahren zum Prüfen der Echtheit von Dokumenten, die aus einem nichtleitenden Material bestehen und eine physikalische Eigenschaft besitzen, deren Wert sich in einer Zufallsverteilung über eine Anzahl von Unterbereichen eines Prüfbereichs ändert, und die weiterhin eine digitale Marke aufweisen, die für die Verteilung des genannten Werts über die Unterbereiche charakteristisch ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

Abtasten des Prüfbereichs eines solchen Dokuments zur Erfassung der Verteilung des genannten Werts über die Unterbereiche umfaßt,

Erzeugen eines digitalen Abtastsignals, das für diese abgetastete Verteilung, so wie sie ausgelesen wird, charakteristisch ist,

das Auslesen der auf dem Dokumenten angeordneten digitalen Marke und das Erzeugen eines digitalen Markensignals, das für die digitale Marke, so wie sie ausgelesen wird, charakteristisch ist,

und Vergleichen des Abtastsignals mit dem Markensignal, dadurch gekennzeichnet,

daß Dokumente verwendet werden mit einer Anzahl von Partikeln mit elektromagnetischen Eigenschaften, die sich von denjenigen des nichtleitenden Materials merklich unterscheiden, wobei diese Partikel in einer Zufallsverteilung zumindest in dem Prüfbereich angeordnet sind,

daß das Abtasten mit Hilfe eines auf den Prüfbereich auftreffenden Mikrowellenbündels durchgeführt wird, wobei die Abmessungen der Unterbereiche kleiner sind als die Wellenlänge des Mikrowellenbündels und das Mikrowellenbündel ein Antwort-Mikrowellenbündel erzeugt, dessen Wiederholbarkeit in der Größenordnung von 2% des maximal erreichbaren Werts liegt,

und daß dieses Antwortbündel gemessen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Dokumenten mit Partikeln in Form von elektrisch leitenden Fasern.

3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von Dokumenten mit Partikeln in Form von Metallfasern mit einer Länge im Bereich von 0,5 mm bis 15 mm und einem Durchmesser im Bereich von 2 um bis 25 um.

4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Verwendung von Dokumenten mit Partikeln in Form von Fasern aus nichtrostendem Stahl, die in einer Zufallsverteilung über dem Prüfbereich in einer Dichte von 1 g/m² verteilt sind.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Antwort-Mikrowellenbündel das nach dem Durchtritt durch das Dokument erhaltene Bündel ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dein das Abtasten des Dokuments über einen geradlinigen streifenförmigen Teil des Dokuments durchgeführt wird, indem eine geradlinige Relativbewegung zwischen dem Mikrowellenbündel und dem Dokument erzeugt wird, so daß das Bündel aufeinanderfolgende Unterbereiche des Dokuments überstreicht.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem eine digitale Marke in Form eines magnetischen Flußmusters in einem Magnetstreifen des Dokuments verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem ein Dokument in Form einer rechteckigen Karte mit einer Länge im Bereich von 8 cm bis 12 cm und einer Breite im Bereich von 4 cm bis 8 cm verwendet wird, die einen in Längsrichtung verlaufenden Magnetstreifen besitzt.

9. Vorrichtung zum Prüfen der Echtheit von Dokumenten aus einem nichtleitenden Material mit einer Anzahl von Partikeln mit elektromagnetischen Eigenschaften, die sich von denjenigen des nichtleitenden Materials merklich abweichen, wobei diese Partikel in einer Zufallsverteilung zumindest in dem Prüfbereich angeordnet sind und die Dokumente eine digitale Marke aufweisen, wobei die Vorrichtung eine Prüfstation zur Aufnahme des Dokuments umfaßt, ferner Mittel zum Abtasten des Prüfbereichs eines solchen Dokuments zur Erfassung der Verteilung der genannten Partikel über eine Anzahl von Unterbereichen des Prüfbereichs und zum Erzeugen eines digitalen Abtastsignals, das für diese Verteilung, so wie sie abgetastet wird, charakteristisch ist, sowie Mittel zum Auslesen der digitalen Marke aus dem Dokument, wenn dieses sich in der Prüfstation befindet, wobei der Ausgang dieser Mittel mit dem Eingang eines Mittels zur Erzeugung eines zweiten digitalen Signals und zum Vergleichen des letzteren mit dem Abtastsignal verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastmittel einen Sender für ein Mikrowellenbündel umfassen, das auf den Prüfbereich des Dokuments gerichtet ist, wenn dieses sich in der Prüfstation befindet, um ein Antwort-Mikrowellenbündel zu erzeugen, das eine Wiederholbarkeit in der Größenordnung von 2% des maximal erreichbaren Werts hat, sowie einen Empfänger für das Antwort-Mikrowellenbündel, wobei die Abmessungen der Unterbereiche kleiner sind als die Wellenlänge des Mikrowellenbündels.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Prüfstation die Form eines transversalen Durchgangs für das Dokument durch einen Wellenleiter zwischen dem Sender und dem Empfänger hat und die Abtastmittel Mittel zur Erzeugung einer geradlinigen Relativbewegung des Dokuments durch diesen Durchgang umfassen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, bei der die Auslesemittel einen Lesekopf für ein magnetisches Flußmuster in einem Magnetstreifen umfassen.

12. Dokument aus nichtleitendem Material mit einer Anzahl von Partikeln, die in einer Zufallsverteilung in einem Bereich des Dokuments verteilt sind und aus einem Material mit elektromagnetischen Eigenschaften bestehen, die sich von denjenigen des genannten nichtleitenden Materials unterscheiden, wobei das Dokument mit einer digitalen Marke versehen ist, die für die Verteilung der Partikel über eine Anzahl von Unterbereichen charakteristisch ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel elektrisch leitende Fasern sind und daß die Abmessungen der Unterbereichen kleiner sind als die Wellenleiter der Mikrowellen, derart daß eine Wiederholbarkeit in der Größenordnung von 2% des maximal erreichbaren Werts erzielbar ist.

13. Dokument nach Anspruch 12, bei dem Partikel Metallfasern mit einer Länge im Bereich von 0,5 mm bis 15 mm und einem Durchmesser im Bereich von 2 um bis 25 um sind.

14. Dokument nach Anspruch 12, bei dem die Partikel Fasern aus nichtrostendem Stahl sind, die in einer Zufallsverteilung über dem Prüfbereich in einer Dichte von 1 g/m² verteilt sind.

15. Dokument nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem die digitale Marke die Form eines magnetischen Flußmusters in einem Magnetstreifen des Dokuments hat.

16. Dokument nach einem der Ansprüche 12 bis 15 in Form einer rechteckigen Karte mit einer Länge im Bereich von 8 cm bis 12 cm und einer Breite im Bereich von 4 cm bis 8 cm verwendet wird, die einen in Längsrichtung verlaufenden Magnetstreifen besitzt.