EP1004097B1 - Aufbau eines beugungsoptisch wirksamen sicherheitselements und vorrichtung zur prüfung derartiger elemente - Google Patents

Aufbau eines beugungsoptisch wirksamen sicherheitselements und vorrichtung zur prüfung derartiger elemente Download PDF

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EP1004097B1
EP1004097B1 EP98932022A EP98932022A EP1004097B1 EP 1004097 B1 EP1004097 B1 EP 1004097B1 EP 98932022 A EP98932022 A EP 98932022A EP 98932022 A EP98932022 A EP 98932022A EP 1004097 B1 EP1004097 B1 EP 1004097B1
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EP
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several
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construction
zones
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EP98932022A
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EP1004097A1 (de
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Frank Puttkammer
Torsten Wolf
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WHD Elektronische Prueftechnik GmbH
Original Assignee
WHD Elektronische Prueftechnik GmbH
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    • G—PHYSICS
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    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/02—Testing electrical properties of the materials thereof
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    • G—PHYSICS
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    • G07D7/003—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using security elements
    • G07D7/0032—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using security elements using holograms

Definitions

  • the invention relates to the construction of diffractive optical security elements and a device for testing such elements.
  • EP 0 097 570 proposes a device for checking the dielectric properties of sheet-like materials, in which the material to be tested is passed between the pairs of coatings of a series of capacitors having a specific configuration. A change in the dielectric properties results in a change in voltage at the receiving electrodes. The signals are amplified and evaluated individually.
  • this device which is based on the testing of the dielectric properties of the sheet material, in particular of watermarks, all the capacitors are fed simultaneously with the oscillator frequency, as a result of which coupling between adjacent channels can occur. If you choose a larger distance between the capacitors to avoid this defect, the achievable geometric resolution is reduced. This means that only rough structures can be detected.
  • EP 0 338 378 describes a combined process for printing and shaping a hologram, the reflection material being applied either only to the hologram itself or to the surrounding material. The material outside the hologram is either removed by etching or, in order not to damage the carrier layer, left on the carrier layer.
  • DE 27 47 156 describes a method and a testing device for checking the authenticity of holographically secured identity cards. The OVD is reproduced and a visual inspection is carried out. This procedure is not suitable for quick, efficient, person-independent testing.
  • EP 0 042 946 describes a device for generating scanning patterns which are checked using a laser, mirror and lens system and a photodetector.
  • the economic effort is very high in this case too. It would increase even further if the test material was to be checked unsorted. In order to avoid presorting, the authenticity checking system would have to be arranged several times.
  • Demetallizations in diffraction-optically effective security elements for achieving optical effects are also known, which until now have only been checked using optical methods.
  • optically variable security elements for documents in the form of so-called holograms and security threads have metal layers, the metal layers in holograms serving for reflection and making the security threads appear opaque in transmitted light. Overlapping metallized and demetallized areas in a bar and a meandering pattern cause perceived brightness patterns to be shifted in transmitted light.
  • the object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art and a Development of diffractive optical security elements, especially OVD's, holograms or kinegrams to propose that quickly, regardless of person and with little effort to be checked. Furthermore, it is an object of the invention to provide a device for testing to propose documents containing such security elements. The device should be used in document processing machines as well as in manual testing devices for testing of documents with security elements effective in diffraction optics.
  • this task is solved by a device with the features of claim 1 and a method with the features of claim 13 .
  • holograms and other safety elements with optical diffraction effects to secure documents and other securities as well as banknotes against counterfeiting is currently becoming increasingly common.
  • documents are e.g. the DM banknotes of the 1997 edition, which next to the electrically conductive security strip have a diffractive optical security element in the form of a kinegram.
  • a Fast testability represents a further security level when evaluating the diffractive optics effective elements as an authenticity feature.
  • Optically diffractive elements exist including a metallized layer. This metallization layer is electrical conductive. The electrical conductivity changes according to the layer thickness.
  • the diffraction optic active element has a discontinuous metallization layer according to the invention and / or partially metallic layers on having a targeted electrical encoding of information represent.
  • the shape of the coding resembles geometric figures, in particular Lines, grid lines, arcs and / or circles that are both regular and irregular are arranged.
  • a partially metallic layer arranged above a carrier layer includes several demetallized segments.
  • a discontinuous layer of metallization contains segments with different electrical conductivity.
  • the device has a capacitive scanner.
  • This scanner consists of a large number of adjacent transmission electrodes and a parallel to this string lying receiving electrode.
  • the scanner is in a document processing machine arranged so that the existing in conventional document processing machines optical or mechanical sensors activate the test device according to the invention.
  • a sensor carrier is preferably used to reduce detection and measurement errors. This sensor carrier holds all sensors for testing. The distances between the sensors are minimized and the sensors are always arranged in a defined position.
  • control of the individual transmitter electrodes with electrical energy is delayed by means of control electronics with a switching frequency in the kHz range.
  • the control electronics contains the main components in addition to the power supply, a multiplexer, one Oscillator for providing the energy for the transmitting electrodes and an oscillator for Control of the multiplexer.
  • the energy of the respective controlled transmission electrode becomes capacitively coupled over between this transmitting and the receiving electrode. Is not electrical conductive feature exists, there is no energy transfer between the controlled transmitter electrode and the receiving electrode instead.
  • the waveform at the receiving electrode is converted into a corresponding signal image.
  • the signal pattern depends on the Structure of the metallized layer of the diffractive optical element. Point. the diffractive elements have a discontinuous metallization layer, so several segments of the metallization layer have different electrical conductivities.
  • An evaluation electronics following the receiving electrode compares the signal image of the device under test with corresponding reference signals.
  • the evaluation electronics consists of Essentially from a power supply, an amplifier, a demodulator, a Comparator, a microprocessor with memory and filters to suppress Foreign and interference signals.
  • reference signal images are stored in a memory and are compared with the scanned signal image of the test document. Since the scanner extends across the entire width of the document, each electrically conductive feature is detected using the device according to the invention. The comparison with the reference signal images provides a classifying signal for further processing. Accordingly, for example, a document recognized as a false certificate could be sorted out by stopping the test device.
  • the sensor carrier is compactly connected to a circuit board that carries the control and evaluation electronics. The entire test facility is located within document processing machines, so that the space requirement is kept relatively small.
  • the transmitting and receiving electrodes are arranged above or below the documents in document processing machines in such a way that reliable scanning is ensured.
  • a further embodiment of the transmitting and receiving electrodes is characterized in that a plurality of transmitting and receiving electrodes are arranged next to one another and / or in series. Both the control and the reception of the signals are processed using the multiplex or demultiplex method. For use in handheld devices, they contain corresponding devices for analog.
  • Transport of the document or scanner the function of which is similar to the transport devices in copiers, optical image scanners or fax machines.
  • a device which defines the position of the capacitive scanner of the inventive test device in relation to the document by means of stop elements. In this case, the document is only checked in the area of the transmitting and receiving electrodes.
  • FIGS. 1 to 5 each show documents with security elements according to the invention, each of which contains a targeted electrical coding, the capacitive scanner of the device according to the invention also being shown schematically.
  • 1 shows the schematic structure of an OVD 1 with a metallization layer 2 .
  • the metallization layer 2 has a demetallized zone 3 .
  • the top view of the demetallized zone 3 is shaped like a meander.
  • the width of the demetallized zone 3 in the form of a meander is larger than the smallest distance between two electrodes.
  • the capacitively operating scanner consists of a plurality of transmitting electrodes 5 lying next to one another and a receiving electrode 6 lying parallel to this series.
  • FIG. 2 shows the schematic structure of an OVD, in which alternately metallized strip-shaped zones 7 and demetallized strip-shaped zones 8 are arranged parallel to one another.
  • the zones 7, 8 which are strip-shaped in plan view run parallel or perpendicular to the document transport direction. The latter case is shown in Fig. 3.
  • the distance between two zones of the same electrical conductivity is between 0.2 and 1.0 mm.
  • the widths of the zones with the same electrical conductivity vary.
  • FIG. 4 Parallel to the document transport direction, alternating metallized strip-like zones 7 and demetallized strip-like zones are arranged.
  • the metallized zones 7 are interrupted by a strip-shaped demetalized zone 9 running perpendicularly thereto.
  • 6 to 9 illustrate the block diagram and various configurations of the capacitive scanner 4 .
  • 6 shows the block diagram of the test device according to the invention, consisting of control electronics, a capacitively operating scanner 4 and evaluation electronics.
  • the control electronics essentially contain a demultiplexer 10 , an oscillator 11 for providing the energy for the transmission electrodes and an oscillator 12 for controlling the demultiplexer.
  • the evaluation electronics mainly consist of a power supply, an amplifier 13 , a demodulator 14 , a comparator 15 , a microprocessor 16 with memory and filters for suppressing external and interference signals.
  • the transmitter and receiver electrodes are cast in a sensor carrier. These form a capacitive scanner 4 over the entire width of the document feeder.
  • the strip-shaped receiving electrode runs across the document feed direction.
  • the transmitting electrodes are arranged parallel to the receiving electrode. The distance between a transmitting electrode and the receiving electrode is determined by the document-typical electrically conductive test features.
  • By lining up a plurality of transmitting electrodes it is possible to simultaneously detect several electrically conductive features in the longitudinal axis of the capacitive scanner 4 .
  • the resolution that can be achieved with this arrangement depends on the number of transmitting electrodes used. In this embodiment, the resolution is at one scannable point per mm in both the longitudinal and transverse directions. The minimum distance between adjacent transmission electrodes is limited by the interfering capacitive coupling.
  • the transmission electrodes are controlled in succession by a multiplexer 10 . Due to the arrangement of the transmitting electrodes over the entire document feed width, the documents are checked in a position-neutral manner. This means that there is no pre-sorting of several documents in one document processing machine.
  • FIG. 7 shows the schematic representation of the scanner 4 with a multiplicity of transmission electrodes 5 and a reception electrode 6. The control and evaluation is carried out according to the block diagram shown in FIG. 6.
  • FIG. 8 shows the schematic representation of an embodiment of the capacitive scanner with a transmitting electrode 17 and a plurality of receiving electrodes 18. In a modification of the block diagram according to FIG. 6, the transmitting electrode 17 is controlled by means of an oscillator.
  • the signals of the receiving electrodes 18 are processed by means of multiplexers.
  • the further evaluation electronics consisting of a power supply, an amplifier, a demodulator, a comparator, a microprocessor with memory and filters for suppressing external and interference signals, is similar to the block diagram according to FIG. 6.
  • FIG. 9 shows the schematic representation of a further embodiment of the capacitive scanner with a multiplicity of transmitting electrodes 19 and a multiplicity of receiving electrodes 20 . These are alternately arranged in a row. Accordingly, both the control signals of the transmitting electrodes 19 and the evaluation signals of the receiving electrodes 20 are processed by means of multiplex or demultiplexing methods. 10 shows a schematic illustration of the capacitive scanner 4 and a document to be checked in a side view.
  • the OVD contains partial metallizations 21 and an electrically insulating carrier film 22 .
  • 11 shows a schematic section through an OVD with a carrier layer 23 and a partially metallic layer 24 .
  • the partially metallic layer 24 contains several demetallized segments 25.
  • the associated evaluation signal is shown in FIG. 12 in a voltage-time diagram.
  • 13 shows a schematic section through an OVD with a carrier layer 26 and a discontinuous metallization layer 27 .
  • the discontinuous metallization layer 27 contains segments 28, 29, 30, 31, 32 with different electrical conductivity.
  • 14 shows the associated evaluation signal in a voltage-time diagram.
  • the structure was based on specific exemplary embodiments Diffractive optical security elements and a device for testing such Elements explained.
  • the present invention does not go into the details the description in the exemplary embodiments is restricted, since within the scope of Changes and modifications are claimed.
  • the diffractive optical security element also other electrically conductive features detected by the device according to the invention.
  • the targeted combination of diffraction optics effective security elements with other electrically conductive features results in another Encoding.
  • other electrically conductive test features such as on electrically conductive security thread or codings made of electrically conductive paint, by means of Classify the test device according to the invention.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf den Aufbau beugungsoptisch wirksamer Sicherheitselemente und eine Vorrichtung zur Prüfung derartiger Elemente.
Bisher werden Dokumente mit beugungsoptisch wirksamen Sicherheitselementen, insbesondere Hologrammen, mit aufwendiger optischer Prüftechnik kontrolliert. Dabei muß das Prüfobjekt sehr genau positioniert werden. Der gesamte Prüfprozeß dauert dabei so lange, daß diese Prüfverfahren in schnellaufenden Bearbeitungsmaschinen keine Anwendung finden. Ein Test beispielsweise von Dokumenten mit sogenannten OVD's optical variable device ist innerhalb einer Dokumentenbearbeitungsmaschine nicht möglich, da diese mit hohen Geschwindigkeiten arbeitet. So wird in der US 4,255,652 eine Vorrichtung zum Nachweis von Kennungsmerkmalen an Dokumenten mit elektrisch leitenden Bereichen beschrieben. Mit Hilfe eines sich über die Breite des zu prüfenden Dokuments erstreckenden und über diesem angeordneten ersten kapazitiven Elementes wird eine Ladung auf einen der elektrisch leitenden Bereiche übertragen. Beim Weitertransport des zu prüfenden Dokuments gerät der aufgeladene, elektrisch leitende Bereich unter ein zweites sich über die Breite des zu prüfenden Dokumentes erstreckendes kapazitives Element, über das die Ladung abgeleitet wird. Eine Auswertungs- und Dekodierschaltung erzeugt dabei eine typische Signalfunktion.
Diese Vorrichtung und das angewendete Funktionsprinzip gehen von relativ großen, sich über die Breite des zu prüfenden Dokumentes erstreckenden, elektrisch leitenden Bereichen aus, da die Menge der transportierten Ladung bei kleineren Flächen stark abnimmt. Eine gleichzeitige Prüfung mehrerer leitender Bereiche ist ebenso unmöglich wie eine Bestimmung ihrer geometrischen Form und Größe, insbesondere eines feingliedrigen Designs.
Weiter wird in der EP 0 097 570 eine Einrichtung zur Überprüfung der dielektrischen Eigenschaften von blattförmigen Materialien vorgeschlagen, bei der das zu prüfende Material zwischen den Belagpaaren einer Reihe von, eine bestimmte Konfiguration aufweisenden Kondensatoren hindurchgeführt wird. Eine Änderung der dielektrischen Eigenschaften hat eine Spannungsänderung an den Empfangselektroden zur Folge. Die Signale werden einzeln verstärkt und ausgewertet.
Bei dieser Einrichtung, die sich auf die Prüfung der dielektrischen Eigenschaften des Blattgutes, insbesondere von Wasserzeichen, stützt, werden alle Kondensatoren gleichzeitig mit der Oszillatorfrequenz gespeist, wodurch eine Kopplung zwischen benachbarten Kanälen eintreten kann. Wählt man einen größeren Abstand der Kondensatoren zur Vermeidung dieses Mangels, verringert sich die erreichbare geometrische Auflösung. Es können also nur grobe Strukturen erfaßt werden. Zur Beherrschung von Einschwingproblemen an den Empfangsbelägen der Kondensatoren ist nur eine relativ niedrige Umschaltfrequenz zulässig, wodurch der Prüfgeschwindigkeit niedrige Grenzen gesetzt sind. Eine derartige Einrichtung ist auch aus konstruktiven Gründen für schnellaufende Bearbeitungsmaschinen nicht einsetzbar. In der EP 0 338 378 wird ein kombinierter Prozeß für das Drucken und Formen eines Hologramms beschrieben, wobei das Reflexionsmaterial entweder nur auf das Hologramm selbst oder auf das umgebene Material aufgebracht wird. Das Material außerhalb des Hologramms wird entweder durch Ätzen entfernt oder, um die Trägerschicht nicht zu beschädigen, auf der Trägerschicht belassen.
Die DE 27 47 156 beschreibt ein Verfahren und ein Prüfgerät zur Echtheitsprüfung holographisch abgesicherter Identitätskarten. Das OVD wird reproduziert und eine Sichtkontrolle durchgeführt. Für eine schnelle, effiziente, personenunabhängige Prüfung ist dieses Verfahren nicht geeignet. In der EP 0 042 946 wird eine Vorrichtung zur Erzeugung von Abtastmustern beschrieben, die mittels Laser, Spiegel- und Linsensystem sowie einem Photodetektor geprüft werden. Der ökonomische Aufwand ist auch in diesem Fall sehr hoch. Er würde noch weiter steigen, wenn das Prüfgut unsortiert kontrolliert werden soll. Um eine Vorsortierung zu vermeiden, wäre eine mehrfache Anordnung des Echtheitsprüfsystems notwendig. Bekannt sind weiterhin Demetallisierungen in beugungsoptisch wirksamen Sicherheitselementen zur Erreichung von optischen Effekten, die bislang nur mittels optischer Verfahren geprüft werden. Wie aus den Schriften US 5,248,544 sowie US 5,388,862 bekannt, weisen optisch variable Sicherheitselemente für Dokumente in der Form von sogenannten Hologrammen und von Sicherheitsfäden Metallschichten auf, wobei die Metallschichten in Hologrammen der Retlexion dienen und die Sicherheitsfäden im Durchlicht opak erscheinen lassen. Durch sich überlappende metallisierte und demetallisierte Bereiche in einem Balken- und in einem Mäandermuster werden im Durchlicht phasenverschobene Helligkeitsmuster wahrgenommen.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und einen Aufbau beugungsoptisch wirksamer Sicherheitselemente, insbesondere OVD's, Hologrammen oder Kinegrammen, vorzuschlagen, die schnell, personenunabhängig und mit geringem Aufwand zu prüfen sind. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Prüfung von Dokumenten vorzuschlagen, die derartige Sicherheitselemente enthalten. Die Vorrichtung soll sowohl in Dokumentenbearbeitungsmaschinen, als auch in Handprüfgeräten zur Prüfung von Dokumenten mit beugungsoptisch wirksamen Sicherheitselementen Anwendung finden.
Diese Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.
Der Einsatz von Hologrammen und anderen beugungsoptisch wirksamen Sicherheitselementen zur Sicherung von Urkunden und anderen Wertpapieren sowie Banknoten gegen Fälschungen ist gegenwärtig immer häufiger anzutreffen. Derartige Dokumente sind z.B. die DM-Banknoten der Ausgabe 1997, die neben dem elektrisch leitenden Sicherheitsstreifen ein beugungsoptisch wirksames Sicherheitselement in Form eines Kinegramms besitzen. Eine schnelle Prüfbarkeit stellt eine weitere Sicherheitsstufe beim Bewerten der beugungsoptisch wirksamen Elemente als Echtheitsmerkmal dar. Beugungsoptisch wirksame Elemente bestehen unter anderem aus einer metallisierten Schicht. Diese Metallisierungsschicht ist elektrisch leitend. Entsprechend der Schichtdicke ändert sich die elektrische Leitfähigkeit. Das beugungsoptisch wirksame Element weist erfindungsgemäß eine diskontinuierliche Metallisierungsschicht und/oder partiell metallische Schichten auf, die eine zielgerichtete elektrische Kodierung von Informationen darstellen. Die Form der Kodierung gleicht dabei geometrischen Figuren, insbesondere Linien, Gitterlinien, Bögen und/oder Kreisen, die sowohl regelmäßig als auch unregelmäßig angeordnet sind. Eine partiell metallische Schicht, die oberhalb einer Trägerschicht angeordnet ist, beinhaltet mehrere demetallisierte Segmente. Eine diskontinuierliche Metallisierungsschicht beinhaltet Segmente mit unterschiedlicher elektrischer Leitfähigkeit.
Die Vorrichtung weist einen kapazitiv arbeitenden Scanner auf Dieser Scanner besteht aus einer Vielzahl nebeneinanderliegender Sendeelektroden und einer parallel zu dieser Aneinanderreihung liegenden Empfangselektrode. Der Scanner ist in einer Dokumentenbearbeitungsmaschine so angeordnet, daß die in üblichen Dokumentenbearbeitungsmaschinen vorhandenen optischen oder mechanischen Sensoren die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung aktivieren. Zur Verminderung von Detektions- und Meßfehlern wird vorzugsweise ein Sensorträger verwendet. Dieser Sensorträger nimmt alle Sensoren zur Prüfung auf. Die Abstände zwischen den Sensoren werden so minimiert und die Sensoren immer in definierter Lage angeordnet.
Die Ansteuerung der einzelnen Sendeelektroden mit elektrischer Energie erfolgt zeitversetzt mittels einer Ansteuerelektronik mit einer Umschaltfrequenz im kHz-Bereich. Die Ansteuerelektronik enthält als Hauptbestandteile neben der Stromversorgung einen Multiplexer, einen Oszillator zur Bereitstellung der Energie für die Sendeelektroden und einen Oszillator zur Ansteuerung des Multiplexers.
Die Energie der jeweils angesteuerten Sendeelektrode wird im Falle elektrischer Leitfähigkeit zwischen dieser Sende- und der Empfangselektrode kapazitiv überkoppelt. Ist kein elektrisch leitendes Merkmal vorhanden, findet keine Energieübertragung zwischen angesteuerter Sendeelektrode und der Empfangselektrode statt. Der Signalverlauf an der Empfangselektrode wird in ein entsprechendes Signalbild umgewandelt. Das Signalbild ist abhängig von der Struktur der metallisierten Schicht des beugungsoptisch wirksamen Elements. Weisen. die beugungsoptisch wirksamen Elemente eine diskontinuierliche Metallisierungsschicht auf, so besitzen mehrere Segmente der Metallisierungsschicht unterschiedliche elektrische Leitfähigkeiten. Eine der Empfangselektrode nachfolgende Auswerteelektronik vergleicht das Signalbild des Prüflings mit entsprechenden Referenzsignalen. Die Auswerteelektronik besteht im Wesentlichen aus einer Stromversorgung, einem Verstärker, einem Demodulator, einem Komparator, einem Mikroprozessor mit Speicher sowie Filtern zur Unterdrückung von Fremd- und Störsignalen.
In einem Speicher sind neben der Software für den Mikroprozessor Referenzsignalbilder gespeichert, die mit dem abgetasteten Signalbild des Prüfdokuments verglichen werden. Da der Scanner über die gesamte Breite des Dokuments hinausgeht, wird jedes elektrisch leitende Merkmal mit erfindungsgemäßer Vorrichtung erfaßt. Der Vergleich mit den Referenzsignalbildern liefert ein klassifizierendes Signal zur Weiterverarbeitung. Dementsprechend könnte beispielsweise ein als Falsifikat erkanntes Dokument aussortiert werden, indem die Prüfeinrichtung gestoppt wird. Um Störeinflüsse zu verringern, wird der Sensorträger kompakt mit einer Platine verbunden, welche die Ansteuer- und die Auswerteelektronik trägt.
Die gesamte Prüfeinrichtung befindet sich innerhalb von Dokumentenbearbeitungsmaschinen, so daß der Platzbedarf relativ klein gehalten wird. Die Sende- und Empfangselektroden werden über- oder unterhalb der Dokumente in Dokumentenbearbeitungsmaschinen so angeordnet, daß ein sicheres Abtasten gewährleistet ist. Dies geschieht z.B. mit Hilfe von Bändern oder im Bereich von Umlenkeinrichtungen, so daß das Dokument beim Transport an die Sende- und Empfangselektroden gedrückt wird.
In Abwandlung der Elektrodenanordnung liegt im Bereich der Erfindung, eine langgestreckte Sendeelektrode parallel zu einer Aneinanderreihung einer Vielzahl nebeneinanderliegender Empfangselektroden anzuordnen. In diesem Fall werden die empfangenen Signale mittels Multiplexer verarbeitet. Die weitere Auswerteelektronik entspricht der bereits beschriebenen. Eine weitere Ausgestaltung der Sende- und Empfangselektroden ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Sende- und Empfangselektroden nebeneinander und/oder in Reihe angeordnet sind. Sowohl die Ansteuerung als auch der Empfang der Signale werden nach dem Multiplex- bzw. Demultiplexverfahren verarbeitet.
Zum Einsatz in Handgeräten enthalten diese analog entsprechende Vorrichtungen zum. Transport des Dokuments oder des Scanners, deren Funktion den Transportvorrichtungen in Kopierern, optischen Bildeinzugsscannern oder Faxgeräten gleicht.
In Abwandlung dazu ist eine Vorrichtung vorgesehen, die mittels Anschlagelementen die Position von kapazitiv arbeitendem Scanner erfindungsgemäßer Prüfvorrichtung zum Dokument definiert. In diesem Fall wird das Dokument nur im Bereich der.Sende- und Empfangselektroden geprüft.
Die Merkmale der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in den folgenden Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1
schematische Darstellung eines Dokuments mit OVD mit mäanderförmigen demetallisierten Schichten,
Fig. 2
schematische Darstellung eines Dokuments mit OVD mit streifenförmigen demetallisierten Schichten,
Fig. 3
schematische Darstellung eines Dokuments mit OVD mit streifenförmigen demetallisierten Schichten,
Fig. 4
schematische Darstellung eines Dokuments mit OVD mit gitterförmigen demetallisierten Schichten,
Fig. 5
schematische Darstellung eines Dokuments mit OVD mit mehreren Sicherheitselementen,
Fig. 6
Blockschaltbild einer Prüfvorrichtung,
Fig. 7
schematische Darstellung des Scanners mit einer Vielzahl von Sende- und einer Empfangselektrode,
Fig. 8
schematische Darstellung des Scanners mit einer Sende- und einer Vielzahl von Empfangselektroden,
Fig. 9
schematische Darstellung des Scanners mit einer Vielzahl von Sende- und Empfangselektroden,
Fig. 10
schematische Darstellung des Scanners und eines zu prüfenden Dokuments in Seitenansicht,
Fig. 11
schematischer Schnitt durch ein OVD mit demetallisierten Segmenten
Fig. 12
Spannungs-Zeit-Diagramm des Auswertesignals
Fig. 13
schematischer Schnitt durch ein OVD mit diskontinuierlicher Metallisierungsschicht
Fig. 14
Spannungs-Zeit-Diagramm des Auswertesignals
Die in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Beispiele zeigen jeweils Dokumente mit erfindungsgemäßen Sicherheitselementen, die jeweils eine zielgerichtete elektrische Kodierung enthalten wobei der kapazitiv arbeitende Scanner erfindungsgemäßer Vorrichtung ebenfalls schematisch dargestellt ist.
In Fig. 1 ist der schematische Aufbau eines OVD's 1 mit einer Metallisierungsschicht 2 dargestellt. Die Metallisierungsschicht 2 weist eine demetallisierte Zone 3 auf. In Draufsicht besitzt die demetallisierte Zone 3 die Form eines Mäanders. Die Breite der demetallisierten Zone 3 in Form eines Mäanders ist dabei größer als der kleinste Abstand zweier Elektroden. Der kapazitiv arbeitende Scanner besteht aus einer Vielzahl nebeneinanderliegender Sendeelektroden 5 und einer parallel zu dieser Aneinanderreihung liegenden Empfangselektrode 6.
Fig. 2 zeigt den schematischen Aufbau eines OVD, bei dem abwechselnd metallisierte streifenförmige Zonen 7 und demetallisierte streifenförmige Zonen 8 parallel zueinander angeordnet sind. Die in Draufsicht streifenförmigen Zonen 7, 8 verlaufen dabei parallel oder senkrecht zur Dokumententransportrichtung. Letzterer Fall ist in Fig. 3 dargestellt. Der Abstand zwischen zwei Zonen gleicher elektrischer Leitfähigkeit beträgt zwischen 0,2 und 1,0 mm. Die Breiten der Zonen gleicher elektrischer Leitfähigkeit variieren dabei.
Eine Kombination der Merkmale der Beispiele 2 und 3 ist in Fig. 4 dargestellt. Parallel zur Dokumententransportrichtung sind abwechselnd metallisierte streifenförmige Zonen 7 und demetallisierte streifenförmige Zonen angeordnet. Die metallisierten Zonen 7 sind durch eine senkrecht dazu verlaufende streifenförmige demetallisierte Zone 9 unterbrochen.
Die Fig. 5 zeigt ein Dokument mit mehreren OVD's. Die gezielte Kombination beugungsoptisch wirksamer Sicherheitselemente ergibt eine weitere Kodierung. Dadurch wird die Prüfsicherheit erhöht.
Die Fig. 6 bis 9 stellen das Blockschaltbild sowie verschiedene Ausgestaltungsformen des kapazitiv arbeitenden Scanners 4 dar.
Fig. 6 zeigt das Blockschaltbild erfindungsgemäßer Prüfvorrichtung, bestehend aus einer Ansteuerelektronik, einem kapazitiv arbeitenden Scanner 4 und einer Auswerteelektronik. Die Ansteuerelektronik enthält im Wesentlichen neben der Stromversorgung einen Demultiplexer 10, einen Oszillator 11 zur Bereitstellung der Energie für die Sendeelektroden und einen Oszillator 12 zur Ansteuerung des Demultiplexers.
Die Auswerteelektronik besteht hauptsächlich aus einer Stromversorgung, einem Verstärker 13, einem Demodulator 14, einem Komparator 15, einem Mikroprozessor 16 mit Speicher sowie Filtern zur Unterdrückung von Fremd- und Störsignalen.
In einem Sensorträger eingegossen befinden sich die Sende- und Empfangselektroden. Diese bilden über die gesamte Dokumenteneinzugsbreite einen kapazitiv arbeitenden Scanner 4. Die streifenförmige Empfangselektrode verläuft quer zur Dokumenteneinzugsrichtung. Die Sendeelektroden sind parallel zur Empfangselektrode angeordnet. Der Abstand einer Sendeelektrode zur Empfangselektrode wird durch die dokumententypischen elektrisch leitenden Prüfmerkmale bestimmt. Durch die Aneinanderreihung von mehreren Sendeelektroden wird die Möglichkeit gegeben, in Längsachse des kapazitiv arbeitenden Scanners 4 mehrere elektrisch leitende Merkmale gleichzeitig zu erfassen. Die mit dieser Anordnung erreichbare Auflösung hängt von der Zahl der verwendeten Sendeelektroden ab. In diesem Ausführungsbeispiel liegt die Auflösung bei einem abtastbaren Punkt pro mm sowohl in Längs- als auch in Querrichtung. Der Mindestabstand zwischen benachbarten Sendeelektroden wird durch die störende kapazitive Kopplung untereinander begrenzt. Um dies zu verhindern und störende Einflüsse benachbarter Sendeelektroden zu verringern, werden die Sendeelektroden durch einen Multiplexer 10 nacheinander angesteuert. Durch die Anordnung der Sendeelektroden über die gesamte Dokumenteneinzugsbreite erfolgt die Prüfung der Dokumente lageneutral. Das bedeutet, daß eine Vorsortierung mehrerer Dokumente bei einer Dokumentenbearbeitungsmaschine entfällt.
Fig. 7 zeigt die schematische Darstellung des Scanners 4 mit einer Vielzahl von Sendeelektroden 5 und einer Empfangselektrode 6. Die Ansteuerung und Auswertung erfolgt nach dem in Fig. 6 dargestellten Blockschaltbild.
Fig. 8 zeigt die schematische Darstellung einer Ausführungsform des kapazitiv arbeitenden Scanners mit einer Sendeelektrode 17 und einer Vielzahl von Empfangselektroden 18. In Abwandlung zum Blockschaltbild nach Fig. 6 wird die Sendeelektrode 17 mittels Oszillator angesteuert. Die Signale der Empfangselektroden 18 werden mittels Multiplexer verarbeilet. Die weitere Auswerteelektronik, bestehend aus Stromversorgung, einem Verstärker, einem Demodulator, einem Komparator, einem Mikroprozessor mit Speicher sowie Filtern zur Unterdrückung von Fremd- und Störsignalen, gleicht dem Blockschaltbild nach Fig. 6.
Fig. 9 zeigt die schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des kapazitiv arbeitenden Scanners mit einer Vielzahl von Sendeelektroden 19 und einer Vielzahl von Empfangselektroden 20. Diese sind in einer Reihe abwechselnd angeordnet. Dementsprechend werden sowohl die Ansteuersignale der Sendeelektroden 19 als auch die Auswertesignale der Empfangselektroden 20 mittels Multiplex- bzw. Demultiplexverfahren verarbeitet.
Fig. 10 zeigt eine schematische Darstellung des kapazitiv arbeitenden Scanners 4 und eines zu prüfenden Dokuments in Seitenansicht. Das OVD beinhaltet partielle Metallisierungen 21 sowie eine elektrisch isolierende Trägerfolie 22.
Fig. 11 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein OVD mit einer Trägerschicht 23 und einer partiell metallischen Schicht 24. Die partiell metallische Schicht 24 beinhaltet mehrere demetallisierte Segmente 25. In Fig. 12 ist das zugehörige Auswertesignal in einem Spannungs-Zeit-Diagramm dargestellt.
Fig. 13 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein OVD mit einer Trägerschicht 26 und einer diskontinuierlichen Metallisierungsschicht 27. Die diskontinuierliche Metallisierungsschicht 27 beinhaltet Segmente 28, 29, 30, 31, 32 mit unterschiedlicher elektrischer Leitfähigkeit. In Fig. 14 ist das zugehörige Auswertesignal in einem Spannungs-Zeit-Diagramm dargestellt.
In der vorliegenden Erfindung wurde anhand konkreter Ausführungsbeispiele der Aufbau beugungsoptisch wirksamer Sicherheitselemente und eine Vorrichtung zur Prüfung derartiger Elemente erläutert. Es sei aber vermerkt, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die Einzelheiten der Beschreibung in den Ausführungsbeispielen eingeschränkt ist, da im Rahmen der Patentansprüche Änderungen und Abwandlungen beansprucht werden. So werden neben dem beugungsoptisch wirksamen Sicherheitselement auch andere elektrisch leitfähige Merkmale durch die erfindungsgemäße Vorrichtung detektiert. Die gezielte Kombination beugungsoptisch wirksamer Sicherheitselemente mit anderen elektrisch leitenden Merkmalen ergibt eine weitere Kodierung. Gleichzeitig lassen sich weitere elektrisch leitende Prüfmerkmale, wie z.B. ein elektrisch leitender Sicherheitsfaden oder Kodierungen aus elektrisch leitender Farbe, mittels erfindungsgemäßer Prüfvorrichtung klassifizieren.

Claims (22)

  1. Aufbau eines beugungsoptisch wirksamen Sicherheitselements fürein Dokument, dadurch gekennzeichnet, daß das beugungsoptisch wirksame Sicherheitselement mit einer zielgerichteten elektrischen Kodierung von Informationen, bestehend aus einer diskontinuierlichen Metallisierungsschicht und/oder partiell metallisch leitenden Schichten versehen ist.
  2. Aufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das beugungsoptisch wirksame Sicherheitselement mit einer zielgerichteten elektrischen Kodierung von Informationen bestehend aus einer diskontinuierlichen Metallisierungsschicht und/oder partiell metallisch leitenden Schichten und Zonen metallischer Schichten in unterschiedlichen Ebenen versehen ist.
  3. Aufbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Kodierung geometrischen Figuren, insbesondere Linien, Gitterlinien, Bögen und/oder Kreisen gleicht.
  4. Aufbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Kodierung regelmäßig oder unregelmäßig angeordneten geometrischen Figuren, insbesondere Linien, Gitterlinien, Bögen und/oder Kreisen gleicht.
  5. Aufbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Draufsicht eine demetallisierte Zone (3) die Form eines Mäanders besitzt.
  6. Aufbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß abwechselnd metallisierte streifenförmige Zonen (7) und demetallisierte streifenförmige Zonen (8) parallel zueinander angeordnet sind, wobei in Draufsicht die streifenförmigen Zonen dabei parallel oder senkrecht zur Dokumententransportrichtung verlaufen.
  7. Aufbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen zwei Zonen gleicher oder unterschiedlicher elektrischer Leitfähigkeit mit dem kürzesten Abstand zwischen zwei Elektroden korrespondiert.
  8. . Aufbau nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen zwei Zonen gleicher oder unterschiedlicher elektrischer Leitfähigkeit mindestens 0,1 mm beträgt.
  9. Aufbau nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die metallisierten Zonen (7) durch ein oder mehrere senkrecht dazu verlaufende demetaltisierte Zonen (9) unterbrochen sind.
  10. Aufbau nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das beugungsoptisch wirksame Sicherheitselement ein OVD (1) ist.
  11. Aufbau nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das beugungsoptisch wirksame Sicherheitselement ein Hologramm ist.
  12. Aufbau nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das beugungsoptisch wirksame Sicherheitselement ein Kinegramm ist.
  13. Vorrichtung zur Prüfung von beugungsoptisch wirksamen Sicherheitselementen mit metallischer Reflexionsschicht wie in den Ansprüchen 1 bis 12 beschrieben, gekennzeichnet durch einen kapazitiv arbeitenden Scanner (4), dessen Breite größer als die größte Breite eines Dokuments ist, bestehend aus einer Aneinanderreihung einer Vielzahl nebeneinanderliegender Sendeelektroden, einer auf derselben Seite längs der Sendeelektroden angeordneten Empfangselektrode oder einer Vielzahl nebeneinanderliegender Empfangselektroden und einer auf derselben Seite längs der Empfangselektroden angeordneten Sendeelektrode oder einer Vielzahl von Sendeelektroden und einer Vielzahl, auf derselben Seite längs der Sendeelektroden angeordneten Empfangselektroden, einer Ansteuerelektronik und einer Auswerteelektronik zum Vergleich des Signalverlaufs des zu prüfenden Dokuments mit entsprechenden Referenzsignalverläufen.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Elektroden nebeneinander und/oder in mehreren Reihen angeordnet sind, wobei sich eine Empfangselektrode (6) beziehungsweise eine Sendeelektrode (17) parallel zu einer Vielzahl nebeneinanderliegender Sendeelektroden (5) beziehungsweise einer Vielzahl nebeneinanderliegender Empfangselektroden (18) erstreckt.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerelektronik aus einer Stromversorgung, einem Multiplexer (10), einem Oszillator (11) zur Bereitstellung der Energie für die Sendeelektroden (5) und einem Oszillator (12) zur Ansteuerung des Multiplexers (10) besteht.
  16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteelektronik aus einer Stromversorgung, einem Verstärker (13), einem Demodulator (14), einem Komparator (15), einem Mikroprozessor (16) mit Speicher sowie Filtern zur Unterdrückung von Fremd- und Störsignalen besteht.
  17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinste Abstand zwischen Elektroden kleiner als. 0,5 mm ist.
  18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen einer Sendeelektrode (5) und der Empfangselektrode (6) mindestens 0,5 mm beträgt.
  19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in schnellaufenden Dokumentenbearbeitungsmaschinen oder in Handgeräten angeordnet ist.
  20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in Dokumentenlesegeräten angeordnet ist.
  21. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Scanner so über die gesamte Breite des Dokuments angeordnet ist, daß unterschiedlich visuell wahrnahmbare beugungsoptisch wirksame Sicherheitselemente mit gleichen elektrischen Eigenschaften auf ein und demselben Dokument mittels Mikroprozessor verglichen werden.
  22. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Scanner so über die gesamte Breite des Dokuments angeordnet ist, daß gleich visuell wahrnehmbare beugungsoptisch wirksame Sicherheitselemente mit unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften auf ein und demselben Dokument mittels Mikroprozessor . verglichen werden.
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