DE69205875T2

DE69205875T2 - Wertpapier oder Sicherheitsdokument mit gedruckten Kennzeichen und Sicherheitselementen.

Info

Publication number: DE69205875T2
Application number: DE69205875T
Authority: DE
Inventors: Olivier Puyplat
Original assignee: Banque de France
Current assignee: Banque de France
Priority date: 1991-04-18
Filing date: 1992-04-15
Publication date: 1996-06-13
Anticipated expiration: 2012-04-16
Also published as: OA09539A; RU2069626C1; EP0509916A1; IE74178B1; EP0509916B1; FR2675428A1; IE921298A1; DE69205875D1; FR2675428B1

Description

Die Erfindung betrifft Wertpapier- oder Sicherheitsdokumente der Art, welche gedruckte Zeichen und Sicherheitsmarken aufweisen, wobei die Dokumente insbesondere Banknoten sein können.
Es gibt bereits seit langer Zeit Dokumente dieses Typs, bei denen die Sicherheitsmarken durch Verwendung eines magnetischen Fadens realisiert sind, der vollständig oder wechselnd in das Papier des Dokuments eingelassen ist, wobei dieser Faden zusätzlich codiert sein kann; Diese Dokumente sind interessant, weil sie sich gut für eine mechanisierte Verwendung eignen, wobei die entsprechenden Verarbeitungsmaschinen so ausgestattet sind, daß sie die Anwesenheit des magnetischen Fadens in dem Dokument, das an ihn vorbeigeführt wird, erfassen und gegebenenfalls die Codierung dieses Fadens erkennen, um die Echtheit des Dokuments zu bestätigen.
Eine derartige Technik hat in der Realität Grenzen bezüglich der Wirksamkeit der Authentisierung der Dokumente, weshalb komplizierte Codierungen vorgesehen werden müssen.
Es gibt auch Dokumente, deren Sicherheitsmarken auf dem Prinzip der Variation der Dichte von Fasern (Volumenmasse oder flächenbezogene Masse), mit einer speziellen Codierung beruhen.
Es wurde auch eine periodische Trockenprägung längs einem zu einer Kante des Dokuments parallelen Band vorgeschlagen, wobei die Prägung, welche bei der Herstellung des Papiers vorgesehen wird, es ermöglicht, die Volumenmasse längs dieses Bandes zu variieren, wobei während des Bedruckens des Dokuments eine Druckverformung dieses Bandes auftritt.
Bei einer Variante wurde eine Reihe von Prägedruck- und Gegendruckschritten für das Formtuch bzw. Formfilz (toile formaire) verwendet, wodurch eine Folge von dunklen Bereichen und hellen Bereichen für das Dokument gemäß einem speziellen Wasserzeichen eines Wasserzeichennetzes erhalten werden kann, wobei dieses Netz periodisch oder nicht periodisch sein kann.
Diese Techniken haben jedoch Grenzen, weil sie meistens bezüglich der Orientierung (die Längsseite oder die kurze Seite ist parallel zur Durchlaufrichtung), der Seitenlage (oben/unten) des Dokuments und der Durchlaufrichtung (rechts/links) in einer Verarbeitungsmaschine beschränkt sind.
Schließlich wurde vorgeschlagen, Dokumente mit aufeinanderfolgenden Balken zu codieren, von denen bestimmte eine Infrarotstrahlung absorbieren und andere sie reflektieren, wodurch die Authentizität dieser Dokumente überprüft werden kann.
Allgemein gesprochen wurden diese unterschiedlichen Sicherheitsmarken einzeln oder nebengeordnet verwendet, wobei im letzteren Fall unterschiedliche Meßaufnehmer verwendet werden müssen, um nacheinander diese Marken zu erfassen.
Es erscheint heute notwendig, diese Authentisierungsverfahren zu verbessern, um gegen die immer höher entwickelten Verfahren anzugehen, welche bei dem Versuch, die Dokumente zu fälschen, verwendet werden.
In dem speziellen Fall von Banknoten soll gleichzeitig auch das zusätzliche Problem gelöst werden, mechanisch den Geldwert zu unterscheiden.
Der Fachmann auf diesem Gebiet trifft daher auf große Schwierigkeiten bei dem Versuch, verschiedene Sicherheitsmarken zu kombinieren, einerseits weil die Analysetechniken schnell unentwirrbar werden und die Verwendung von unterschiedlichen Meßaufnehmern erfordern, die häufig viel Platz benötigen und/oder untereinander schlecht kompatibel sind, und andererseits weil man bei der Messung auf Lösungen stößt, welche häufig bezüglich der Seitenlage und Orientierung des Dokuments beschränkt sind.
Ferner werden die Maschine, welche zum Sortieren, Zählen und/oder Verteilen verwendet werden, so entwickelt, daß sie immer weniger Arbeitszeit pro Dokument benötigen.
Dies erklärt ohne Zweifel, warum die Spezialisten sich in der Regel auf die Verwendung von Sicherheitsmarken nur eines einzigen Typs beschränken, abhängig von dem gesuchten Ergebnis (insbesondere der Authentisierung oder Unterscheidung des Geldwertes für die Banknoten).
Die Erfindung hat zur Aufgabe, ein Wertpapier- oder Sicherheitsdokument zu realisieren, dessen Sicherheitsmarken (oder Sicherheitszeichen) gleichzeitig sowohl die Authentisierung als auch eine einfache Unterscheidung besser unterstützen.
Die Erfindung hat gleichfalls zur Aufgabe, ein Dokument zu entwerfen, dessen Sicherheitsmarken derart angeordnet sind, daß die Seitenlage und Orientierung des Dokuments sowie seine räumliche Anordnung relativ zu der Richtung, in der es durchläuft, frei ist.
Die Erfindung stellt sich ferner die Aufgabe, ein Dokument zu entwerfen, dessen Sicherheitsmarken bei einer Untersuchung mit bloßem Auge so unauffällig wie möglich sind, um keine Aufmerksamkeit auf sich zu ziehen.
Schließlich hat die Erfindung die Aufgabe, ein Dokument zu realisieren, das mit Analysemitteln analysiert werden kann, welche Rechenverarbeitungen durchführen, die gleichzeitig wenig kompliziert und sehr zuverlässig sind.
Insbesondere wird ein Wertpapier- oder Sicherheitsdokument vorgesehen, welches gedruckte Zeichen und Sicherheitsmarken aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß es zwei überlagerte Sicherheitsmarken aufweist die jeweils in Form eines Netzes realisiert sind, wobei eine erste Sicherheitsmarke in der Form eines periodischen Wasserzeichennetzes auftritt und eine zweite Sicherheitsmarke sich aus einer Aufteilung der gedruckten Zeichen in parallele Bänder ergibt, welche gemäß einer binären Codierung relativ zu einer Symmetrieachse des Dokuments symmetrisch angeordnet und odiert sind, wobei sich die Welle des Wasserzeichens in einer gemeinsamen Richtung erstreckt, welche im wesentlichen nicht senkrecht zu der Richtung der Bänder zum Aufteilen der gedruckten Zeichen ist, und wobei die Überlagerung dieser beiden Sicherheitsmarken die Wirkung hat, daß sich die einzelne Lesbarkeit dieser Marken beeinflussen.
Das Wasserzeichennetz, welches die erste Sicherheitsmarke bildet, weist vorzugsweise Profilwellen mit einer sinusfärmigen flächenbezogenen Masse auf. Dies hat die Wirkung, daß das Auftreten von starken Kontrasten an den Kanten der Welle vermieden wird (eine quadratische oder rechteckige Welle wäre tatsächlich härter und weniger diskret). Die Veränderungen der Amplitude der Welle des Wasserzeichennetzes entwickeln sich um dis Mittelebene des Dokuments herum, wodurch die Seitenlage des Dokuments frei wird.
Vorteilhaft erstreckt sich ferner die Welle des Wasserzeichennetzes im wesentlichen in einer gemeinsamen Richtung, die mit der Richtung der Bänder zum Aufteilen der gedruckten Zeichen einen Winkel von 45º einschließt. Man erzielt so die Möglichkeit, das Dokument nicht nur unabhängig von der Seitenlage und Orientierung des Dokuments zu lesen, sondern auch unabhängig von der räumlichen Position relativ zur Durchlaufrichtung.
Gemäß eines weiteren vorteilhaften Merkmals definiert das Wasserzeichennetz eine Oberfläche, deren geschlossene Umrißlinie innerhalb der Ränder des Dokumentes liegt, wobei die Oberfläche vollständig von den Bändern zum Aufteilen der gedruckten Zeichen gekreuzt wird.
Das Wasserzeichennetz ist vorzugsweise ferner als ein Quadrat aufgebaut, wobei die Abmessung dieses Quadrats vorzugsweise relativ groß gewählt wird, um eine gute Flächigkeit des Dokuments zu bewahren (dieses Problem ist besonders brisant, weil Bündel oder Stapel mit einer großen Anzahl von Dokumenten verwendet werden), und um wiederum die Verborgenheit der Sicherheitsmarke zu vergrößern. Vorteilhaft sind ferner die Ränder des Quadrats facettiert: Damit wird jedes Erscheinungsbild aufgrund der Ränder vermieden, welches sich aus einem stärkeren Kontrast ergäbe, so daß die Verborgenheit dieser Sicherheitsmarken noch weiter verbessert wird.
Gemäß einer speziellen Ausführungsform haben die Bänder zum Aufteilen der gedruckten Zeichen ein und dieselbe vorgegebene Breite, welche eine Funktion des Winkels β zwischen der gemeinsamen Richtung der Ausbreitung der Welle des Wasserzeichennetzes und der Richtung der Aufteilungsbänder ist, wobei dieser Winkel größer ist als ein Bezugswinkel, welcher einer Bandbreite entspricht, die gleich der Hälfte der Breite des Dokumentes ist; die Breite e der Aufteilungsbänder ist insbesondere durch die folgende Gleichung gegeben:
e = T/2 x sinβ
wobei T die Wellenlänge des Wasserzeichens ist. Die Identität der Breiten der Aufteilungsbänder und die Symmetrie ihrer Anordnung erleichtern die Analyse des Dokumentes, wobei immer mehrere mögliche Godierungen zugelassen werden: Dies ist besonders in dem Fall interessant, daß das Dokument eine Banknote ist, wobei die Codierung nun eine Unterscheidung des Geidwertes erlaubt.
In einer Variante haben die Bänder zum Aufteilen der gedruckten Zeichen ein und dieselbe Breite, welche nur von der gesuchten Codierung und nicht von dem Winkel β zwischen der gemeinsamen Richtung der Ausbreitung der Welle des Wasserzeichennetzes und der Richtung der Aufteilungsbänder abhängt, wobei dieser Winkel β kleiner ist als ein Bezugswinkel, welcher einer Bandbreite entspricht, die gleich der Hälfte der Breite des Dokumentes ist. Dies ist Z.B. bei einer zur Richtung der Aufteilungsbänder parallelen Ausbreitungsrichtung der Fall, die Analysetechnik muß aber dann demzufolge angepaßt werden.
Die Zeichen (Schriftzüge und dgl.) des Dokuments sind vorzugsweise mit zwei Tinten derselben Farbe gedruckt, wobei die eine auf eine vorgegebene Anregung reagiert und die andere nicht, um die Aufteilung der Zeichen in parallele Bänder zu definieren. Die Anregung kann unterschiedlicher Art sein (Tinten, welche auf Infrarotstrahlung, auf Mikrowellen, auf Ultraviolettstrahlung, auf magnetische Pigmente oder auch auf eine radioaktive Quelle reagieren oder nicht).
Im besonderen sind die Zeichen auch mit anderen Tinten gedruckt, welche nicht genauso auf die besagte vorgegebene Anregung reagieren, welche z.B. kein Infrarotlicht absorbieren, um möglicherweise auch auf der Rückseite des Dokuments Zeichen vorzusehen.
In dem Fall, daß auf beide Seiten eines Dokuments Zeichen gedruckt sind, ist es interessant, wenn die Bänder zum Aufteilen der Zeichen auf der Rückseite, oder auf der Vorderseite oder auf der Rückseite und auf der Vorderseite des Dokuments codiert sind.
Die Zeichen dieses Dokuments werden insbesondere mit zwei Tinten gedruckt, von denen eine Infrarotlicht reflektiert und die andere nicht.
In dem Fall, daß das Dokument eine Banknote ist, wird schließlich auch in Betracht gezogen, eine Banknote vorzusehen, deren erste und zweite Sicherheitsmarken der Authentisierung der Banknote dienen und deren zweite Sicherheitsmarke der mechanischen Unterscheidung des Geldwertes der Banknote dient.
Weluere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich klarer im Licht der folgenden Beschreibung der beigefügten Zeichnungen, welche eine spezielle Ausführungsform betreffen. In den Figuren zeigen:
Figur 1 ein rechteckiges Dokument gemäß der Erfindung, bei dem die erste und die zweite Sicherheitsmarke gestrichelt gezeichnet sind, wobei diese Marken überlagert sind;
Figur 2 eine Draufsicht, welche die Erste Sicherheitsmarke des genannten Dokumentes zeigt, die in Form eines periodischen Wasserzeichennetzes verwirklicht ist, das hier in einem Quadrat aufgebaut ist, so daß es von hinten beleuchtet sichtbar wird, wobei sich entsprechend den Änderungen der flächenbezogenen Masse dieses Wasserzeichenbereiches durchscheinende und undurchsichtige Zonen abwechseln;
Figur 3 in Draufsicht die Reliefseite einer Matrix, mit der das Formtuch bei der Herstellung des Dokuments gezogen werden kann, um ein periodisches Wasserzeichen zu erhalten, das dem von Figur 2 entspricht, wobei die hier sinusförmigen Wellen dieser Reliefseite es ermöglichen, die gewünschten Veränderungen der flächenbezogenen Masse in diesem Wasserzeichenbereich zu realisieren, und wobei die Kanten dieser Matrix darüber hinaus hier facettiert sind, um die Kontraste auf der Höhe der Ränder dieser Zone abzumildern;
Figuren 4 bis 8 Schnittdarstellungen längs der Linien IV-IV, V-V, VI-VI, VIL-VII und VIII-VIII von Figur 3, mit deren Hilfe die Organisation der Reliefseite der Matrix besser verstanden werden kann, und insbesondere ihre facettierten Ränder relativ zur Mittelebene dieser Seite;
Figuren 4a bis 8a Kurven, welche die Veränderung der flächen bezogenen Masse der Wasserzeichenzone darstellen, welche mit der oben genannten Matrix erhalten werden, wobei diese Kurven jeweils den Schnitten der Figuren 4 bis 8 entsprechen (die Kurven der Änderungen der flächenbezogenen Masse in dem Papier sind tatsächlich direkte Transformierte der entsprechenden Kurven der Variationen des Reliefs der Matrix für den Prägedruck).
Figuren 9 und 10 das Dokument von Figur 1 mit zwei unter schiedlichen Codierungen aus parallelen Bändern des zweiten Netzes, wobei das Dokument z.B. erscheint, wenn es unter Infrarotlicht untersucht wird (für ein Zeichen, welches mit zwei Tinten gedruckt ist, von denen eine Infrarot reflektiert und die andere nicht), wobei hier acht parallele Bänder vorgesehen sind, welche als 1 011 1101 bzw 0 110 0110 codiert sind;
Figur 11 ein von hinten beleuchtetes periodisches Wasserzeichennetz, welches mit der vorher gezeigten Matrix erhalten wird, mit einer quadratischen Umrißlinie mit facettierten Rändern und mit einer besonderen Phasenverschiebung relativ zu den Achsen des Quadrats (welche vorzugsweise mit den beiden Symmetrieachsen des rechteckigen Dokumentes zusammenfallen);
Figur 12 eine Darstellung in vergrößertem Maßstab, die einen Bereich des Dokumentes zeigt, wo die beiden Sicherheitsmarken überlagert sind (es sind sechs parallele Bänder des zweiten Netzes vorgesehen, welche die Wasserzeichenzone mit dem ersten periodischen Netz kreuzen) ; aus dieser Darstellung kann man erkennen, wie die beiden überlagerten Netze für eine Verschachtelung angeordnet sind, die für die Analyse durch ein einziges Organ geeignet ist, welches auf der Höhe angeordnet ist, wo das Dokument vorbeiläuft;
Figur 13 vervollständigt die vorherige Ansicht und zeigt eine Reihe von Meßaufnehmern, wobei ein Meßaufnehmer für jedes parallele Band des zweiten Netzes vorgesehen ist und die Reihe senkrecht zu der Durchlaufrichtung des Dokuments angeordnet ist;
Figur 14 eine Variante, bei der die Ausbreitungsrichtung (DC) der Welle des Wasserzeichennetzes nicht wie zuvor um 45º zur Durchlaufrichtung (DD) geneigt ist, sondern parallel zu dieser Durchlaufrichtung verläuft, wobei die Reihe mit Meßaufnehmern in diesem Fall anders angeordnet ist, nämlich mit zwei versetzten Reihen der Meßaufnehmer, wie es in der Figur gezeigt ist;
Figuren 15a bis 15d Teilansichten, welche unterschiedliche Varianten der Zuordnung der Neßaufnehmer der Reihe von Figur 13 zeigen, mit als geneigte Schlitze ausgebildeten Öffnungen, kreuzförmigen Öffnungen, Mehrfach-Meßelementen mit zwei benachbarten Meßaufnehmern bzw. Mehrfach-Meßelementen mit vier im Quadrat angeordneten Meßaufnehmern;
Figur 16 ein Schaltbild einer Analyseeinrichtung, welche der Meßaufnehmerreihe von Figur 13 zugeordnet ist, das die Mittel zeigt, welche für die Verarbeitung der von unterschiedlichen Meßaufnehmern vorgesehenen Signale verwendet werden können, um einerseits die Codierung des zweiten Netzes zu überprüfen (verifizieren) und das analysierte Dokument für gültig zu erklären, wenn das zweite Netz stimmt, und um andererseits das erste Netz zu analysieren und das analysierte Dokument für gültig zu erklären, wenn das erste Netz stimmt.
Die Figur 1 zeigt ein Dokument 1, das hier eine rechteckige Form hat, dessen lange Kante mit 2 und dessen kurze Kante mit 3 bezeichnet ist.
Dieses Dokument trägt auf einer Seite (Vorderseite oder Rückseite) ein gedrucktes Zeichen G, das hier einen Drachenflieger zeigt. Natürlich kann auch auf der anderen Seite des Dokumentes 1 ein Zeichen oder eine Graphik vorgesehen sein.
Erfindungsgemäß trägt das Dokument 1 zwei überlagerte Sicherheitsmarken 100, 200, die hier gestrichelt dargestellt sind.
Die erste Sicherheitsmarke 100 tritt in Form eines periodischen Wasserzeichennetzes auf, das durch eine geschlossene Umrißlinie C umgrenzt ist, welche innerhalb der Ränder 2, 3 des Dokumentes 1 liegt. Diese erste Sicherheitsmarke ist von hinten beleuchtet sichtbar, und sie stellt hier eine Folge von Bändern 101, 102 dar, welche abwechselnd weniger und mehr durchsichtig sind. Das Aussehen dieser Bänder 101, 102 ergibt sich aus Variationen der flächenbezogerien Masse in diesem Wasserzeichenbereich.
Die zweite Sicherheitsmarke 200 ist ebenfalls in Form eines Netzes realisiert, diese zweite Marke ergibt sich jedoch aus einer Aufteilung des gedruckten Zeichens G in parallele Bänder 2QT, 202, weiche codiert sind.
Die Bänder 201, 202 sind zunächst symmetrisch relativ zu einer Symmetrieachse des Dokumentes 1 angeordnet, im vorliegenden Fall der Achse X'X, welche parallel zur Längskante 2 des Dokuments ist. Es gibt eine gerade Anzahl von Bändern, welche zu heiden Seiten der Achse X'X angeordnet. sind. Die andere Achse des Dokumentes ist in Figur 1 mit Y'Y bezeichnet.
Die Richtung der Bänder 201, 202 ist mit DD bezeichnet, und man sieht, daß diese Richtung mit der Durchlaufrichtung des Dokumentes zusammenfällt, wenn dieses Dokument analysiert werden soll.
Die Bänder 201, 202 müssen nicht die Gesamtheit des Dokuments 1 betreffen: In Figur 1 werden zwei Bereiche unterschieden, welche durch die Codierung ZL nicht betroffen sind. In dem speziellen Fall einer Banknote können diese beiden Zonen ZL für die Nummerierung dienen.
Diese Bänder 201, 202 sind ferner gemäß einer Codierung codiert, die binär (0 oder 1) und symmetrisch relativ zur Symmetrieachse X'X des Dokumentes ist. Die Codierung der Bänder 201, 202 ist somit längs der Achse Y'Y organisiert.
Es ist somit von Interesse, das Zeichen oder die Graphik jedes Dokuments mit zwei Tinten derselben Farbtons zu drucken, von denen eine bei einer vorgegebenen Anregung reagiert und die andere nicht, um die Aufteilung des Zeichens in parallele Bänder zu definieren.
Obwohl es möglich ist, unterschiedliche Arten der Anregung zu verwenden (magnetische Pigmente, Mikrowellen, UV-Strahlung, radioaktlve Quellen), ist es besonders interessant, eine Infratot-Strahlung zu wählen. Die Wellenlänge von Infrarotlicht wird dann so gewählt, daß man den besten Nutzeffekt aus dem Paar welches die beiden Sicherheitsmarken 100, 200 bildet, erhält, damit die bei der Analyse des Dokuments betrachteten Ansprechkurven wenigstens teilweise zusammenfallen.
Vorzugsweise wird eine Wellenlänge gewählt, die wenig unter 1 µm liegt, und insbesondere zwischen 0,8 und 1 µm ist (es handelt sich somit um den unteren Infrarotbereich, der sehr entfernt von thermischen Infrarotbereich ist, welcher manchmal für die Analyse von Dokumenten verwendet wird, wobei die Wellenlängen wenigstens 3 µm lang sind).
Wenn das Zeichen auf dem Dokument mit zwei Tinten gedruckt ist, von denen eine Infrarotlicht reflektiert und die andere nicht, entspricht die Untersuchung dieses Dokuments unter infrarotem Licht einem Bild des Typs, der in den Figuren 9 und 10 gezeigt ist.
In Figur 9 findet man also aufeinanderfolgend ein als "1" codiertes Band 202, (welches Infrarotlicht absorbiert, den betreffenden Teil des Zeichens sowie den betreffenden Teil des ersten Wasserzeichennetzes 100 jedoch sehen läßt), ein als "0" codiertes Band 201, (welches Infrarotlicht reflektiert, das jedoch das Zeichen maskiert, indem es hier nur die Zone erscheinen läßt, welche das erste Wasserzeichennetz 100 betrifft), dann zwei als "1" codierte Bänder 202. Die Symmetrie der Codierung relativ zu der Achse X'X impliziert somit die sukzessive Anwesenheit von zwei Bändern 202, einem Band 201 und schließlich einem Band 202.
Die in Figur 9 gezeigte binäre Codierung ist somit 10111101.
Figur 10 zeigt eine andere Codierung mit derselben Anzahl von pardilelen Bändern: Die Codierung ist hier 01100110 (die Symmetrie der Codierung relativ zur Achse X'X wird natürlich stets beachtet).
In den Figuren 9 und 10 sind acht parallele Bänder vorgesehen, so daß tatsächlich 2&sup4;, also 16 unterschiedliche Codierungen angeordnet werden.
Allgemeiner gesagt, mit 2n Bändern, welche 0 oder 1 codiert sind, kann man 2n unterschiedliche Codierungen anordnen.
Die Codierung durch Aufteilen des gedruckten Zeichens kann die Vorderseite, die Rückseite oder beide betreffen. Im letzteren Fall wird die Lektüre des Dokumentes vereinfacht, wenn man auf der Vorderseite und auf der Rückseite dieselbe Codierung verwendet, wobei die entsprechenden Bänder hier direkt überlagert sind; diese Möglichkeit kann sich in dem Fall als interessant erweisen, wo sie eine bessere Widerstandsfähigkeit gegen die Alterung ermöglicht.
In der Praxis wählt man eine Anzahl für die Bänder, die wenigstens gleich der Anzahl der zu unterscheidenden Dokumente ist (dies ist z.B. bei Banknoten der Fall, wenn man die zweite Marke für die mechanisierte Unterscheidung des Geldwertes des untersuchten Geldscheines verwenden will), die Anzahl der Bänder bleibt darüber hinaus durch die technologischen Möglichkeiten der Analysemittel beschränkt, welche mit sehr feinen Bändern arbeiten.
Es ist ferner möglich, das Zeichen (auf der Vorderseite und/oder auf der Rückseite) mit anderen Tinten zu drucken, welche nicht auf die Anregung reagieren, die der Codierung in paraltelen Bändern entspricht (z.B. auf eine Infrarotstrahlung).
Diese Möglichkeit kann für die Banknoten verwendet werden, wobei der Offsetdruck, insbesondere bei Drucken geringer Größe, dank der aufgeteilten Walzen das Nebeneinanderstellen von Farben leicht macht (es gibt keine "Register"-Probleme mit den Farben, weil hier dieselbe Druckplatte verwendet wird).
Figur 2 erlaubt, die der ersten Sicherheitsmarke 100 entsprechende Wasserzeichenzone besser zu unterscheiden, so wie sie sich bei Beleuchtung von hinten darstellt.
Das Wasserzeichennetz 100 ist also periodisch (regelmäßiger Wechsel von lichtundurchlässigen und durchscheinenden Zonen), und die Periode wird mit T bezeichnet. Darüber hinaus, obwohl dies mit weiteren Einzelheiten später erläutert wird, weist dieses Wasserzeichennetz Wellen auf, die vorzugsweise ein sinusförmiges flächenbezogenes Masseprofil haben.
Figur 2 zeigt ferner, daß die Wellen des Wasserzeichennetzes 100 sich in einer gemeinsamen Richtung DC erstrecken, die im wesentlichen nicht senkrecht zur Richtung DD der Teilungsbänder des zweiten Netzes 200 ist.
Im vorliegenden Fall schließen die genannten Richtungen DC und DD miteinander einen Winkel β ein, der hier 45º ist, wodurch das Dokument in zwei zueinander senkrechten Richtungen gelesen werden kann (parallel zur Längskante, was normalerweise bei den Verarbeitungsmachinen, insbesondere für Banknoten, der Fall ist, oder auch parallel zur Stirnkante).
In einer Variation kann man andere Werte für den Winkel β zwischen den beiden genannten Richtungen wählen, jedoch unter Verzicht auf den entsprechenden Vorteil. Figur 14 zeigt einen speziellen Fall, in dem die Richtungen DC und DD im wesentlichen parallel sind, dieser Fall bringt eine bestimmte Anordnung der Erfassungselemente mit sich, wie dies später mit Be- Zug auf diese Figur erörtert wird.
Ferner kann man in Figur 2 die Anwesenheit einer bestimmten Phasenverschiebung für die Wellen des ersten Netzes 100 relativ zum Mittelpunkt des Quadrates bemerken, welcher hier bei der schnittstelle der Achsen X'X und Y'Y des Dokumentes liegt. Die Wahl einer solchen Phasenverschiebung, welche z.B. wie hier den Rand eines Bandes auf der Höhe der Mitte 0 des Quadrates verschiebt, ist eine Funktion des verwendeten Analysemodus und der entsprechenden Verarbeitungsmittel. Man sieht, daß es hierdurch möglich wird, einen Meßaufnehmer bei einer beliebigen Entfernung von den Achsen X'X oder Y'Y anzuordnen, und er gleichwohl immer dasselbe Signal (nahe bei π oder 2π) empfängt.
Die in Figur 1 gezeigte Ausführungsform bleibt in jedem Fall aufgrund der Anordnung der beiden überlagerten Netze die interessantere, welche das periodische Wasserzeichennetz 100 und das in parallelen Bändern codierte Netz 200, mit dem das gedruckte Zeichen aufgeteilt wird, umfaßt, wobei diese Ausführungsform das Lesen des Dokumentes praktisch ohne Einschränkung erlaubt (unabhängig von der Seitenlage, der Orientierung und der Durchlaufrichtung des Dokumentes).
Figur 3 zeigt die Reliefseite einer Matrix 110, mit der das Formtuch bei der Herstellung des Dokuments geprägt werden kann, um ein periodisches Wasserzeichennetz zu erhalten, welches analog zu dem von Figur 2 ist. Diese Reliefseite weist hier sinusförmige Wellungen auf, die sich in einer gemeinsamen Richtung DC ausbreiten, die um 45º geneigt ist.
Die Reliefseite der Matrix 110 stellt eine Folge von Hohlräumen 111 und Vorsprüngen 112 dar (die in der Schnittdarstellung von Figur 4 besser sichtbar sind), mit denen die wechselnden durchscheinenden 102 und lichtundurchlässigen 101 Zonen für das Wasserzeichennetz 100 des Dokuments realisiert werden können.
Die Kurve IV, welche zur Figur 4a gehört, zeigt die Veränderungen der flächenbezogenen Masse in der Wasserzeichenzone des Dokuments (längs der Richtung DC), und sie entspricht direkt der Kurve der Variationen des in Figur 4 gezeigten Reliefs der Matrix 110.
In Figur 4a ist bemerkenswert, daß die Variationen der Amplitude der sinusförmigen Wellen des Wasserzeichennetzes sich um die mit PM bezeichnete Mittellinie des Dokuments herum bilden (wodurch das Lesen unabhängig von der Seitenlage des Dokuments möglich ist).
Die Periode T wird vorzugsweise groß im Verhältnis zu den Abmessungen des Dokumentes gewählt, z.B. in der Größenordnung von 10 mm für eine Banknote, damit die Sicherheitsmarke 100 so unauffällig wie möglich ist. Gleiches gilt für die Seiten des Quadrats, welche z.B. in der Größenordnung von 60 mm lang sind.
Die Schnittdarstellungen der Figuren 5 bis 8 ermöglichen darüberhinaus, die spezielle Facettierung der Kanten 113 der Matrix 110 besser zu unterscheiden. Diese Facettierung ist in der Praxis entweder nach unten (gefaste Ränder 113') oder nach oben (gefaste Ränder 113") gerichtet, und zwar relativ zur Mittelebene der Reliefseite der Matrix 110.
Daraus ergeben sich "facettierte" Ränder für die Wasserzeichenzone, wobei dies Kurven V bis VIII ergibt, welche die der flächenbezogenen Masse entsprechenden Variationen ergeben, und zwar auf beiden Seiten der Mittelebene PM des Dokumentes. Somit wird ein Wasserzeichenquadrat realisiert, dessen Ränder "gezahnt" sind, wodurch abrupte Kontrastübergänge um die Wasserzeichenzone herum vermieden werden und die Unauffälligkeit der Sicherheitsmarke weiter betont wird.
Figur 11 zeigt (von hinten beleuchtet oder in Durchsicht) das periodische Wasserzeichennetz 100, welches mit einem Formtuch erhalten wird, das zuvor mit der genannten Matrix 110 geprägt wurde: man bemerke insbesondere die gezahnten Ränder 103 des Quadrats. Die lichtundurchlässigen 101 und durchscheinenden 102 Zonen enßsprechen denen, welche zuvor mit Bezug auf Figur 2 beschrieben wurden.
Figur 12 zeigt in größerem Maßstab den Bereich des Dokumentes 1, wo die beiden Sicherheitsmarken 100 und 200 überlagert sind.
Die Bandbereiche 101 und 102 des periodischen Wasserzeichennetzes 100, welche abwechselnd undurchlässig und durchscheinend sind, haben dieselbe Breite, welche gleich der halben Periode T/2 der sinusförmigen Welle dieses Netzes ist.
Die Neigung dieser Bänder 101 und 102 ist durch den Winkel β zwischen den Richtungen DC und DD festgelegt (der Winkel β hat hier den Wert 45º).
In Figur 12 kann man auch die parallelen codierten Eänder 201, 202 der zweiten Sicherheitsmarke 200 unterscheiden, welche der Aufteilung des gedruckten Zeichens entspricht.
Die codierten Bänder haben dieselbe Breite, welche in den meisten Fällen als Funktion des Wasserzeichennetzes festgelegt wird, d.h. genauer gesagt der Periode T und des Winkels β.
Figur 12 zeigt ein rechtwinkliges Dreieck ABC, welches einer bestimmten vorteilhaften Anordnung für das Lesen des Dokumentes entspricht, die Hypotenuse AB des Dreiecks entspricht der Breite e jedes Bandes 201 oder 202, und eine Seite des Dreiecks entspricht der halben Periode T/2: es ergibt sich also die folgende Beziehung:
e = T/2 sin β
In dem speziellen hier gezeigten Fall, in dem β = 45º gilt, erhält man also:
e = T/ 2
wobei dies z.B. einer Bandbreite von 10 mm (bei sechs Bändern) für eine Periode von 14,14 mm entspricht.
Die genannte Beziehung darf jedoch innerhalb bestimmter Grenzen verwendet werden, d.h., solange der Winkel β größer als ein Bezugswinkel β&sub0; ist, welcher einer Bandbreite e&sub0; entspricht, welche den Wert der halben Breite (1) des Dokumentes hat. Dieser Grenzfall entspricht tatsächlich dem Vorsehen von zwei Bändern, welche relativ zu der Achse X'X symmetrisch sind.
Bei einer Banknote, deren Breite in der Größenordnung von 80 mm liegt, hat man z.B ein Bezugswinkel β&sub0; in der Größenordnung von 10º.
Wenn der Winkel β kleiner als dieser Bezugswinkel β&sub0; wird, wird die Breite e der Bänder 201, 202 zum Aufteilen des gedruckten Zeichens im wesentlichen als Funktion der gesuchten Codierung gewählt.
Der spezielle Fall, daß der Winkel 0 ist, ist in Figur 14 gezeigt: die Bänder 101, 102 des ersten Netzes 100 sind somit orthogonal zu den Bändern 201, 202 des zweiten Netzes 200, und man kann also eine Breite e wählen, die vorzugsweise gleich der halben Periode T/2 ist (die entsprechende Darstellung ergibt somit ein quadratisches Liniennetz, das ein Quadrat mit sechs orthogonalen Bändern umfaßt).
In der Praxis wird zuvor die Anzahl der Aufteilungsbänder als Funktion der Anzahl der zu codierenden Dokumente und der Herstellungstechniken, mit denen diese codierten Bänder realisiert werden können, und ferner als Funktion der Symmetriebeschränkungen gewählt. Diese Wahl wird ebenso von der Genauigkeit der für die Analyse des Dokumentes verwendeten Lesemaschine bestimmt. Man ermittelt dann die möglichen Winkel β, wobei be achtet wird, daß ein Winkel von 45º die meisten Vorteile bietet, wie dies weiter oben erklärt wurde.
Das Dokument, welches also zwei überlagerte Sicherheitsmarken 100, 200 des genannten Typs trägt, ist in dem Fall sehr interessant, daß die Überlagerung dieser beiden Zeichen die Wirkung hat, die Lesbarkeit der einzelnen Zeichen zu beeinflüssen.
Man erreicht so eine erhebliche Verbesserung der Effektivität der Authentisierung.
Wenn das Dokument eine Banknote ist, dienen die erste Sicherheitsmarke 100 und die zweite Sicherheitsmarke 200 der Authentisierung der Note, die zweite Sicherheitsmarke 200 dient der mechanischen Unterscheidung des Geldwertes der Note.
Dies wird klarer durch das Analyseverfahren und die zugehörige Einrichtung hervorgehoben, welche nun mit Bezug auf die Figuren 13 bis 16 beschrieben werden.
Die Figur 13 zeigt den Bereich oder die Zone des Dokumentes 1, wo zwei Sicherheitsmarken 100 und 200 überlagert sind (wie bei der Figur 12), und mit zusätzlich einer Lesereihe 301, die mit Erfassungsmitteln ausgestattet ist.
Die Erfassungsmitteln sind hier in der Form von Meßaufnehmern 300 vorgesehen, wobei mindestens ein Meßaufnehmer pro codierrem Band 201 oder 202 des zweiten Netzes 200 vorgesehen ist (hier genau eine pro Band) Diese Mittel sind längs einer allgemeinen Richtung D ausgerichtet, welche senkrecht zu der Richtung DD ist, die der Durchlaufrichtung des Dokumentes in dor Lesemaschine entspricht (die Richtung DD ist auch die der codierten Bänder 201, 202), und sie haben einen Abstand d zueinander, welcher gleich der Breite e der codierten Bänder 201 oder 202 ist.
Es ist darüber hinaus vorteilhaft, wenn die Erfassungsmittel 300 auf der Mittelachse (a) der zugehörigen Bänder 201 oder 202 des zweiten Netzes 200 liegen: somit wird jede Gefahr vermieden, daß sich das Analyseergebnis im Falle einer Verschiebung des Dokuments relativ zu den Aufnehmern der Reihe der Lesemittel verändert (bei Erhöhung des Rauschens könnte es zu einem Signalverlust kommen).
Es kann eine einzige Leseschiene vorgesehen sein, deren Meßaufnehmer Sender- und Empfängermittel aufweisen und unter der das zu analysierende Dokument durchläuft. Es kann eine Variante mit zwei sich überlagernden Leseschienen vorgesehen sein, von denen eine die Sendermittel und die andere die Empfängermittel trägt, wobei zwischen diesen das zu analysierende Dokument durchläuft. Figur 13 zeigt somit schematisch entweder diese einzelne Schiene oder eine der beiden übereinanderhegenden Schienen (wobei die andere unter dieser liegt).
Figur 13 ermöglicht ferner zu verstehen, daß dann, wenn ein Meßaufnehmer 30, der einem codierten Band 201 oder 202 zugeordnet ist, ein Minimum der flächenbezogenen Masse erfaßt (der Meßaufnehmer in der Mitte eines geneigten Bandes 102, über der Achse dieses Bandes), der dem symmetrischen Band 201 oder 202 (konjugiertes Band) zugeordnete Meßaufnehmer 300 ein Maximum der flächenbezogenen Masse erfaßt (der Meßaufnehmer in der Mitte eines geneigten Bandes 101, über der Achse dieses Bandes) : Dies ergibt sich aus der Tatsache, daß die Anordnung des Wasserzeichennetzes mit dem sinusförmigen Wellenprofil derart ist, daß zu beiden Seiten der Achse X'X des Dokumentes entgegengesetzte Wellenphasen bei demselben Abstand zu dieser Achse auftreten.
Allgemeiner gesagt, man findet zu jedem Zeitpunkt eine Beziehung zwischen dem Ansprechen eines codierten Bandes 201 oder 202 und dem Ansprechen des symmetrischen codierten Bandes (konjugierten Bandes), wenn das Dokument unter der Leseschiene 301 durchläuft.
Hieraus kann man die Eigenschaft des Analyseverfahrens für das Dokument formulieren, gemäß dem:
- man Erfassungsmittel 300 im Verhältnis von wenigstens einem pro Band 201, 202 des zweiten Netzes 200 anordnet, diese Mittel längs einer allgemeinen Richtung D verteilt, welche senkrecht zu der Durchlaufrichtung DD ist, und zwar mit einem Zwischenraum d, der gleich der Breite e der parallelen Bänder 201, 202 des zweiten Netzes ist;
- man die Codierung des zweiten Netzes 200 durch Addieren des Ansprechsignais jedes codierten Bandes, 0 oder 1, und seines symmetrischen Bandes, welches zu diesem konjugiert ist, überprüft, um den Einfluß des ersten Netzes 100 zu eliminieren, wobei die erhaltenen Ergebnisse mit theoretischen Codierungswerten verglichen werden;
man das erste Netz 100 durch Subtraktion der Ansprechsignale jedes Bandes, das nicht codiert, als 0 codiert ist, und seines symmetrischen Bandes analysiert.
Gemäß diesem Verfahren, durch Addieren des Ansprechsignales jedes codierlen Bandes und des seines konjugierten Bandes, kann man gleichzeitig die Signale eliminieren, welche von dem ersten Wasserzeichennetz ausgegeben werden, und das Ansprechen der Codierung dieser Bänder verbessern, beispielsweise das Ansprechen auf Infrarotstrahlung: vorzugsweise wird hierfür eine Dekodierung durch synchrone Integration für jedes codierte Bänderpaar verwendet (ein Paar wird aus einem codierten Band und seinem symmetrischen oder konjugierten Band gebild- et), und dann ein gegenseitiger Vergleich der erhaltenen Ergebnisse mit den theoretischen Codierungswerten.
Durch Subtrahieren der Ansprechsignale der nicht codierten Bandpaare (als 0 codiert) , insbesondere der Absorptionspegel der Absorption der Infrarotstrahlung kann man das erste Wasserzeichennetz genauso leicht analysieren, wie das Signal- Rausch-Verhältnis dieses Netzes netto verbessert wird (tatsächlich wird ein Signal vorgesehen, dessen Amplitude verdoppelt ist, und zwar aufgrund der entgegengesetzten Phasen des Wasserzeichennetzes zwischen den konjugierten codierten Bändern desselben Kanals).
Im Fall von Figur 14, bei der die Richtungen DC und DD im we sentlichen parallel sind (die beiden überlagerten Netze bilden also ein quadratisches Liniennetz in der Wasserzeichenzone), muß die Leseschiene 301 modifiziert werden.
Anstelle einer einzigen Reihe aus Meßaufnehmern 300, welche senkrecht zu der Durchlaufrichtung DD angeordnet sind, trägt die Leserschiene 301 hier zwei parallele Reihen aus Meßaufnehmcm 300', 300", die senkrecht zu der Durchlaufrichtung DD, mit einem Versatz zur Mitte der Schiene angeordnet sind: diese beiden Meßaufnehmerreihen (die hier jeweils drei Meßaufnehmer 300' oder 300" umfassen) sind also zueinander um eine vorgegebene Strecke d&sub1; versetzt, die vorzugsweise ungefähr gleich einer halben Wellenlänge T/2 des ersten Netzes ist, so daß die erwähnte Gegenphasigkeit zwischen zueinander gehörigen (homologen) Meßaufnehmern wiedergewonnen wird.
Die Meßaufnehmer 300' oder 300" ein und derselben Reihe sind darüber hinaus über der Mittelachse (a) der zugeordneten codierten Bänder 201, 202 des zweiten Netzes angeordnet, und sie weisen zu einander ein und denselben Abstand d auf, der ungefähr gleich der Breite e dieser codierten Bänder ist.
Daraus kann man die Eigenschaften einer derartigen Variante des Analyseverfahrens formulieren, gemäß dem:
- man die Erfassungsmittel 300', 300" im Verhältnis von wenigstens einem pro Band 201, 202 des zweiten Netzes 200 anordnet, wobei diese Mittel längs einer allgemeinen Richtung D ausgerichtet sind, die senkrecht zu der Durchlaufrichtung DD ist und über der Mittelachse der zugeordneten Bänder 201, 202 liegen, wobei die ersten Erfassungsmittel 300' auf der einen Seite der Achse X'X des Dokuments 1 zueinander fluchten und die zweiten Erfassungsmittel 300" auf der anderen Seite der Achse X'X ebenfalls zueinander fluchten, jedoch zu den ersten Erfassungsmitteln 300' um eine Strecke d&sub1; versetzt sind, die ungefähr gleich der halben Wellenlänge T/2 des ersten Netzes 100 ist;
- man die Codierung des zweiten Netzes 200 durch Addieren der Ansprechsignale jedes als 0 oder 1 codierten Bandes und seines symmetrischen Bandes überprüft, welches zu diesem konjugiert ist, um den Einfluß des ersten Netzes 100 zu eliminieren, und durch Vergleichen der erhaltenen Ergebnisse mit theoretischen Codierungswerten;
- man das erste Netz 100 durch Subtraktion des Ansprechsignals jedes nicht codierten Bandes, als 0 codiert, und seines symmetrischen Bandes analysiert.
Es wird also hier wieder dasselbe Analyseverfahren mit der Addulon der Ansprechsignale der codierten konjugierten Bänder und dei Subtraktion der Absorptionspegel der Bandpaare für den oder die für die Codierung nicht verwendeten Kanäle (als 0 codierte Bänder) angetroffen.
Ein solches Analyseverfahren ist sehr interessant, weil es eine doppelte Analyse der überlagerten Sicherheitsmarken mit einer einzigen Meßaufnehmerschiene erlaubt, und dies sogar trotz der Tatsache, daß die Überlagerung der beiden Marken die einzelne Lesbarkeit jeder von beiden beeinflußt.
Dieses Analyseverfahren wird weiter unten mit Bezug auf Figur 16 noch näher dargelegt, welche schematisch eine vollständige Einrichtung zur Analyse der Signale zeigt, welche von den verschiedenen Meßaufnehmern kommen, um einerseits die Codierung des zweiten Netzes zu verifizieren und die Analyse des Dokumentes für gültig zu erklären, wenn das gelesene Netz richtig ist und um andererseits das erste Netz zu analysieren und das analysierte Dokument ebenfalls für gültig zu erklären, wenn das gelesene Netz auch richtig ist.
Selbstverständlich gibt es viele Arten, die Leseschiene zu realisieren, wobei die hier im folgenden beschriebenen Varianter als Beispiel dienen.
Die Leseschiene 301 kann ungefähr runde äquidistante Öffnungen 302 aufweisen, welche jeweils einem Meßaufnehmer 300 zugeordnet sind, wie dies in Figur 13 gezeigt ist.
In einer Variation können Öffnungen in Form von Schlitzen 303 vorgesehen sein (Figur 15a) Jeder Schlitz ist hier so geneigt, daß er ungefähr senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung der Welle der ersten Netzes verläuft (jeder Schlitz ist somit mit demselben Winkel β relativ zu der Durchlaufrichtung DD geneigt).
Bei einer anderen Variante sind kreuzförmige Öffnungen 304 (Figur 15b) vorgesehen, deren beide Arme jeweils parallel und senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Welle des ersten Netzes verlaufen. Dadurch kann noch die Integrationsfläche für das erste Nets vergrößert werden und ein höherer Mittelwert für das gemessene Signal erhalten werden, weil im vorliegenden Fall ein integriertes Abtastverfahren verwendet wird.
Gemäß einer anderen, in den Figuren 15c und 15d gezeigten Variante ist wenigstens einer der Meßaufnehmer ein Mehrfachaufnehmer (hier sind die sechs Meßaufnehmer Mehrfachaufnehmer). In Figur 15c wird jeder Mehrfachaufnehmer 300 durch zwei identische benachbarte Meßaufnehmer 300&sub1; gebildet, welche zu beiden Seilen der Mittelachse (a) jedes codierten Bandes 201 oder 202 angeordnet sind. Das Ansprechen des Meßaufnehmers 300 ist also die Summe der Ansprechsignale der beiden Meßaufnehmer 300&sub1;. In Figur 15d besteht jeder Mehrfachaufnehmer 300 aus vier identischen Meßaufnehmern 300&sub2;, welche im Quadrat angeordnet sind, wobei der Mittelpunkt des Quadrates über der Mittelachse (a) jedes codierten Bandes 201 oder 202 liegt, und wobei die Kanten des Quadrates parallel und senkrecht zu der Durchlaufrichtung DD sind.
Selbstverständlich können die Varianten der Figuren 15a bis 15d an den Fall angepaßt werden, daß die Schiene zwei versetzte Reihen aufweist, wie in Figur 14 gezeigt war, also mit zwei versetzten Reihen von geneigten Schlitzen oder kreuzförmigen Schlitzen oder zwei versetzten Reihen von Mehrfachaufnehmern.
Allgemein gesprochen, sind die Meßaufnehmer 300 oder 300', 300" der Leseschiene 301 vorzugsweise so organisiert, daß sie dieselbe Verstärkung und dieselbe Ursprungsposition haben, um eine Ausgeglichenheit der unterschiedlichen Kanäle zu gewährleisten.
Die einzelnen oder Mehrfach-Meßaufnehmer können Photodioden oder Phototransistoren oder auch photoresistive Zellen sein, wobei jeder Meßaufnehmer vorzugsweise optischen Filtern zugeordnet ist, um ihn vollständig auf die gewünschten Wellenlänge einzustellen.
Jm folgenden ist eine vollständige Analysevorrichtung für Signale, welche von den unterschiedlichen Aufnehmern in der Leseschiene kommen, beschrieben, wobei Bezug genommen wird auf Figur 16.
Die Leseschiene 301 ist hier mit sechs Meßaufnehmern 300 für ein Dokument mit sechs codierten parallelen Bändern in der Durchlaufrichtung dargestellt, wobei drei Meßaufnehmer ein Signal erzeugen, das mit SA, SB bzw. SC bezeichnet ist, und drei andere Meßaufnehmer erzeugen ein Signal, das mit SA', SB', SC' bezeichnet ist und den konjugierten Bändern entspricht.
Die Analyseeinrichtung weist Mittel 400 zum Verarbeiten der von den Meßaufnehmern 300 kommenden Signale auf.
Diese Verarbeitungsmittel umfassen zwei Einheiten, von denen jede einem Netz 100 oder 200 des Dokuments zugeordnet ist.
Die erste Einheit erlaubt die Verifikation der Codierung des zweiten Netzes des Dokuments, welches auf der Höhe der Meßaufnehmerschiene durchläuft, sowie die Validierung des analysierren Dokumentes, wenn dieses Netz richtig ist.
D lese erste Einheit umfaßt zunächst Summiermittel 401, welche jeweils einem Paar codierter Bänder zugeordnet sind. Die enthaltenen Signale entsprechen somit den Signal SA+SA' , SB+SB' und SC+SC' (diese Additionen umfassen jedes Mal die Summe eines Signais und desselben, um π phasenverschobenen Signals), wobei vorzugsweise eine vorverstärkung mit zwischengeschalteten Verstärkermitteln 413 vorgesehen wird. Diese Signale werden zu den zugeordneten Integratormitteln 402 geschickt, welche eine Intergration über die gesamte Länge des analysierten Dokumentes erlauben.
Man erhält somit die Signale IA, IB, IC, welche jeweils einem codierten Bänderpaar zugeordnet sind. Diese Signale werden zu Vergleichermittel 403 geschickt, um die erhaltenen Ergebnisse mit theoretischen Codierungswerten für das zweite Netz des zu analysierenden Dokumentes zu vergleichen.
Vorzugsweise werden Schalteinrichtungen 408, 409 stromaufwärts und stromabwärts von den Integratormitteln vorgesehen, wobei diese Schalteinrichtungen (die schematisch durch Schalter dargestellt sind) jeweils durch den Durchgang der Vorderkante und der Hinterkante des Dokumentes vor einem feststehenden Organ, wie einer Photodiode, angesteuert werden (wenigstens einer der Meßaufnehmer der Leseschiene kann bei einer Variante selbst eine Zusatzfunktion übernehmen, bei der der Durchgang der Note erfaßt wird, wodurch nicht eine getrennte Photodiode vorgesehen werden muß): die Steuerung der Einrichtungen 408, 409 ist hier schematisch durch eine Steuer-Zentraleinheit 415 dargestellt.
Mit dem feststehenden Erfassungsorgan (integrierte oder ge- Erennte Photodiode) wird somit gewährleistet, daß eine Integration über die gesamten Länge des Dokuments durchgeführt wird. Dies ist im Falle von Banknoten gleicher Breite und un- Lerschledlicher Länge besonderes interessant.
Mit den Vergleichermitteln 403 kann zunächst überprüft werden, ob jeder Wert IA, IB, IC innerhalb eines vorgegebenen Intervalls liegt, dessen Grenzen als Funktion der Tinten, der Lichtundurchlässigkeit des Papiers und anderer auf das betrachtete Dokument bezogener Parameter definiert sind.
Die Vergleichermittel 403 weisen einen Kontrastalarm 410 auf, der einschreitet, wenn die Differenz zwischen den Ergebnissen außerhalb eines vorgegebenen Intervalls liegt. In diesem Fall werden alle Differenzen Ii-Ij mit den Grenzen des Intervalls verglichen, und der Alarm 410 schreitet ein, wenn es keine Tinte gibt, welche auf eine bekannte Anregung reagiert (z.B. auf eine Infrarotstrahlung) oder wenn die Tinte nicht angemessen auf diese Anregung reagiert.
In einer Variante schreitet der Kontrastalarm 410 ein, wenn ein Verhältnis zwischen den Ergebnissen außerhalb eihes vorgegebenen Intervalles liegt. Die Vergleichermittel 403 umfassen logarithmische Verstärker für die Verhältnisse und Fenstervergleicher (positive oder negative). In diesem Fall werden alle Werte Log(Ii/Ij) mit dem Grenzen des Intervalls verglichen. Diese Variante ist gleichzeitig für symmetrische Ergebnisse, wenn die Ansprechsignale invertiert sind, für eine erhöhte Empfindlichkeit bei einem gegebenen Abtastwert bei geringen Abweichungen des Kontrasts sowie dann immer interessant, wenn man ein Ansprechmaximum für Schwarz und ein Minimum für Weiß hat.
Vorzugsweise weist die erste Einheit schließlich Decodiermittel 411 stromabwärts von den Vergleichermitteln 403 auf, um das Dokument zu identifizieren, und insbesondere wenn das Dokument eine Banknote ist, um den Geldwert der Note zu unterscheiden. Diese Decodiermittel 411 weisen die Ungleichungen Ii< Ij für jedes Dokument im Speicher auf, wodurch das analysierte Dokument leicht identifiziert werden kann.
Die zweite Einheit weist zunächst Differenzbildungsmittel 404 euf, welche jeweils einem Paar codierten Bänder zugeordnet sind Die erhaltenen Signale entsprechen somit den Signalen SA-SA' , SB-SB' und SC-SC' , wobei hier vorzugsweise noch eine Vorverstärkung durch zwischengeschaltete Verstärker 413 vorgesehen wird. Jede Differenz entspricht aufgrund der entgegengesetzten Phase für das Wasserzeichennetz zweimal dem Startsignal, befreit von den Störungen aufgrund von Verschmutzungen des Dokumentes und der Streifigkeit des Papiers.
Ferner sind Auswahlmittel 405 stromabwärts von jedem Differenzbildungsmittel 404 vorgesehen, um nur die Ansprechsignale zu bewahren, welche sich auf die Bänder ohne Codierung (als 0 codiert) beziehen. Diese Mittel sind hier schematisch durch Schalter dargestellt, welche durch die Zentraleinheit 405 gesteuert werden, wobei der den Bändern SC und SC' (als 0 codiert) zugeordnete Schalter hier geschlossen ist.
Vorteilhaft werden die erhaltenen Signale zu zusätzlichen Addiermitteln 412 geschickt (da die Signale in Phase sind, erhält man n-mal das Signal, wobei hier gilt n = 1, 2 oder 3).
Ferner sind Filtermittel 406 vorgesehen, mit denen die Signale bei der Grundfrequenz des ersten Netzes gefiltert werden können, wodurch das Nutzsignal isoliert werden kann. Dieses Signal wird schließlich zu den Mitteln 407 zum Erkennen und gültig Erklären geschickt, um das erste Netz des Dokumentes zu analysieren und das Dokument für gültig zu erklären, wenn das Wasserzeichennetz richtig ist, oder um im Fehlerfall den zugeordneten Alarm 414 einzuschalten. Diese Mittel 407 können ein Fenstervergleicher fur die Amplitude und/oder eine Schwellwerterfassung für die nicht lineare Verzerrung oder auch eine Erfassung der Anzahl der Perioden vorsehen.
Selbstverständlich kann man in einer einzelnen Funktionseinheit die Verstärkermittel 413, die Summierer 401 und die Integratoren 402 der ersten Einheit umgruppieren sowie die Verstärkermittel 413 und Differenzbildungsmittel 404 der zweiten Einheit.
Das Analyseverfahren und die Analysevorrichtung, welche gerade im einzelnen beschrieben wurden, bieten eine wesentlich bessere Unterstützung bei der Authentisierung.
Wenn das Dokument gefälscht ist, kann dies zu einer Nichtbeachlung der Codierung in parallelen Bändern (zweites Netz) führen, nun aber erklärt die Decodierungsschaltung das Dokument für nicht gültig, und ferner ist das Lesen des Wasserzeichennetzes auf dem betrachteten Kanal aufgrund der gegenüber infrarotlicht empfindlichen Tinten nicht möglich. Daraus kann sich auch eine Verfälschung des periodischen Wasserzeichennetzes (erstes Netz) ergeben, wenn jedoch die Amplitude zu stark ist, ist die Erfassung enfach; wenn die Phase nicht beachtet wird, ist das durch die Differenz der Kanäle ausgegebene Signal sehr gedämpft, und wenn das Profil nicht sinusförmig ist, erlaubt die Messung der nicht linearen Verzerrung die Erfassung.
Die Erfindung ist nicht auf die Realisationsformen beschränkt, welche hier beschrieben wurden, sondern sie umfaßt im Gegenteil alle Varianten, welche mit äquivalenten Mitteln die wesentlichen Eigenschaften erzielen, welche oben beschrieben wurden.

Claims

1. Wertpapier- oder Sicherheitsdokument mit gedruckten Zeichen und Sicherheitsmarken, dadurch gekennzeichnet, daß es zwei überlagerte Sicherheitsmarken (100, 200) aufweist, die jeweils in Form eines Netzes realisiert sind, wobei eine erste Sicherheitsmarke (100) in der Form eines periodischen Wasserzeichennetzes auftritt und eine zweite Sicherheitsmarke (200) sich aus einer Aufteilung der gedruckten Zeichen (G) in parallele Bänder (201, 202) ergibt, welche gemäß einer binären Codierung (0 oder 1), relativ zu einer Symmetrieachse (X'X) des Dokuments (1) symmetrisch angeordnet und codiert sind, wobei sich die Welle des Wasserzeichennetzes in einer gemeinsamen Richtung (DC) erstreckt, welche im wesentlichen nicht senkrecht zu der Richtung (DD) der Bänder zum Aufteilen der gedruckten Zeichen ist, wobei die Überlagerung dieser beiden Sicherheitsmarken (100, 200) die Wirkung hat, daß sie die einzelne Lesbarkeit dieser Marken beeinflußt.

2. Dokument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserzeichennetz, welches die erste Sicherheitsmarke (100) bildet, Profilwellen mit einer sinusförmigen flächenbezogenen Masse aufweist.

3. Dokument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderungen der Amplitude der Wellen des Wasserzeichen netzes (100) um die Mittelebene des Dokumentes (1) herum ausgebildet sind.

4. Dokument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle des Wasserzeichennetzes (100) sich im wesentlichen in einer gemeinsamen Richtung (DC) erstreckt, die mit der Richtung (DD) der Bänder (201, 202) zum Aufteilen der gedruckten Zeichen einen Winkel von 45º einschließt.

5. Dokument nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserzeichennetz (100) eine Oberfläche definiert, dessen geschlossene Umrißlinie (C) innerhalb der Ränder (2, 3) des Dokumentes (1) liegt, wobei die Oberfläche vollsländig von den Bändern (201, 202) zum Aufteilen der gedruckten Zeichen überquert wird

6. Dokument nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserzeichennetz (100) als Quadrat aufgebaut ist.

7. Dokument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder (103) des Quadrates facettiert sind.

8. Dokument nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder (201, 202) zum Aufteilen der gedruckten Zeichen ein und dieselbe vorgegebene Breite (e) haben, welche eine Funktion des Winkels (β) zwischen der gemeinsamen Richtung (DC) der Ausbreitung der Welle des Wasserzeichennetzes (100) und der Richtung (DD) der Aufteilungsbänder (201, 202) ist, wobei der Winkel (β) größer ist als ein Bezugswinkel (β&sub0;), welcher einer Bandbreite (e&sub0;) entspricht, die gleich der Hälfte der Breite (1) des Dokuments (1; ist.

9. Dokument nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (e) der Aufteilungsbänder (201, 202) gegeben ist durch die Gleichung:

e = T/2 x sinβ,

wobei T die Länge der Welle des Wasserzeichennetzes (100) ist.

10. Dokument nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder (201, 202) zum Aufteilen der gedruckten Zeichen ein- und dieselbe Breite (e) aufweisen, welche nur von der gesuchten Codierung und nicht von dem Winkel (β) zwischen der gemeinsamen Richtung (DC) der Ausbreitung der Welle des Wassenzeichennetzes (100) und der Richtung (DD) der Aufteilungsbänder (201, 202) abhängt, wobei dieser Winkel (β) kleiner ist als ein Bezugswinkel (β&sub0;), welcher einer Bandbreite (e&sub0;) entspricht, die gleich der Hälfte der Breite (1) des Dokumentes (1) ist.

11. Dokument nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeichen (0) des Dokuments (1) mit zwei Tinten derselben Farbe gedruckt sind, wobei die eine auf eine vorgegebene Anregung reagiert und die andere nicht, um die Aufteilung der Zeichen in parallele Bänder (201, 201) zu definieren.

12. Dokument nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeichen (0) auch mit anderen Tinten gedruckt sind, welche nicht genauso auf die besagte vorgegebene Anregung reagieren, welche beispielsweise kein Infrarotlicht absorbieren, um möglicherweise gleiche Zeichen auf der Rückseite des Dokuments vorzusehen.

13. Dokument nach Anspruch 1 und nach Anspruch 11 oder 12, mit gedruckten Zeichen (G) auf beiden Seiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder (201, 202) zum Aufteilen der Zeichen auf der Vorderseite oder auf der Rückseite oder auf der Vorderseite und der Rückseite des Dokumentes (1) codiert sind.

14. Dokument nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeichen (G) des Dokuments (1) mit zwei Tinten gedruckt sind, wobei die eine Tinte Infrarotlicht reflektiert und die andere nicht.

15. Dokument nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Dokument eine Banknote ist, dessen erste und zweite Sicherheitsmarke (100, 200) der Authentisierung der Banknote dienen und dessen zweite Sicherheitsmarke (200) der mechanischen Unterscheidung des Geldwertes der Banknote dient.