EP1743305A1 - Vorrichtung zur echtheitsprüfung eines wert- oder sicherheitsdokuments - Google Patents

Vorrichtung zur echtheitsprüfung eines wert- oder sicherheitsdokuments

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EP1743305A1
EP1743305A1 EP05707435A EP05707435A EP1743305A1 EP 1743305 A1 EP1743305 A1 EP 1743305A1 EP 05707435 A EP05707435 A EP 05707435A EP 05707435 A EP05707435 A EP 05707435A EP 1743305 A1 EP1743305 A1 EP 1743305A1
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EP
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signal
value
security document
electrical
authenticity
Prior art date
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EP05707435A
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English (en)
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EP1743305B1 (de
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Manfred Paeschke
Anett Bailleu
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Bundesdruckerei GmbH
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Bundesdruckerei GmbH
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Publication date
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    • G07—CHECKING-DEVICES
    • 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
    • G07—CHECKING-DEVICES
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    • G07D7/06—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 wave or particle radiation
    • G07D7/12—Visible light, infrared or ultraviolet radiation
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
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    • G07D7/06—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 wave or particle radiation
    • G07D7/12—Visible light, infrared or ultraviolet radiation
    • G07D7/128—Viewing devices

Definitions

  • the present invention relates to a device for checking the authenticity of a value or security document and to a digital storage medium, in particular a computer program product.
  • DE 3840729A1 discloses a multi-layer recording medium, in particular an identification card, in which an outer color layer has a first color and an inner color layer has a second color.
  • DE 19836813A1 discloses a value and security document with optically stimulable dyes for checking the authenticity. The dyes are embedded in a carrier material and, together with the carrier material, form a laser-active element.
  • a security document with an embedded areal security element (security thread) is known, which is constructed in multiple layers and has electroluminescent properties.
  • EP 1059619B1 discloses an arrangement for the visual and mechanical authenticity check of value and security documents based on an electromagnetic excitation of electroluminescent properties.
  • the invention is based on the object of creating an improved device for checking the authenticity of a value or security document and a corresponding digital storage medium, in particular a computer program product.
  • the device according to the invention serves to check the authenticity of a value or security document which has a dielectric property, in particular dielectric particles.
  • the dielectric particles can be in or multiple layers in or on the value or security document.
  • the dielectric particles in different layer thicknesses are printed on or in the value or security document using different printing methods, for example by means of offset printing or steel engraving.
  • the dielectric property is not realized by dielectric particles, but rather by dielectric material of the value or security document.
  • the distribution of the dielectric material or the dielectric particles in / or on the value or security document forms the basis for checking the authenticity by means of the device according to the invention.
  • an electrical signal is measured, which is dependent on the dielectric properties of the value or security document. This signal is compared to a reference signal. If the measured electrical signal and the reference signal agree sufficiently, the value or security document is rated as genuine.
  • the device has means for generating an electrical field for penetrating the value or security document at least in a partial area. At least one electrode for field generation is preferably provided for this.
  • the electrical signal depends on the electrical capacitance formed from the at least one electrode and the value or security document.
  • the electrical field preferably only penetrates a partial area of the value or security document. When the value or security document moves through this field area, a time-varying electrical signal is obtained which is compared with a corresponding reference signal in order to check the authenticity of the value or security document.
  • the electric field is generated by two opposite electrodes which form a gap for receiving a partial area of the document of value or security. In this area, the value or security document is penetrated by the electrical field, so that an electrical capacitance resulting from the dielectric particles of the value or security document located in the partial area results.
  • an essentially planar electrode arrangement is provided on one side of the value or security document.
  • the device has a drive for the relative movement of the value or security document and the electrical field.
  • the drive and thus the transport speed of the value or security document along the field-generating electrode is preferably regulated as a function of the measured electrical signal.
  • the value or security document has a luminescent, in particular an electroluminescent, property.
  • the luminescent property is advantageously excited by the electric field, which is also used to measure the signal dependent on the electrical capacitance.
  • the luminescent property can be checked visually, for example through a viewing window of the device. Alternatively or additionally, the check is carried out electronically, for example by recording the luminescence using an optical sensor and comparing the corresponding signal with a reference signal.
  • the dielectric particles of the value or security document also have electroluminescent properties.
  • inorganic pigments of generally II-VI compounds such as ZnS, CaS, CdS, ZnSe, ..., but also SiC or GaAs are preferably used.
  • these inorganic pigments can be combined with dielectric materials by means of complete or partial microencapsulation.
  • organic polymers with electro-optical properties for example thianthrene polymers, can be used as dielectric particles of the value or security document.
  • the distribution of the dielectric particles with the electroluminescent properties in and / or on the value or security document therefore results in a double security feature, which is checked by measuring the total electrical capacitance formed with the electrode arrangement of the device and the luminescence signal emitted by the excitation of the electric field can be. It is particularly advantageous that no separate optical means are required to excite the luminescence.
  • the electrode arrangement for generating the electrical field is essentially symmetrical and planar.
  • an optical sensor is preferably arranged on an axis of symmetry of the planar electrode arrangement.
  • the value or security document is drawn through the gap formed between the optical sensor and the planar electrode arrangement, both security features, i.e. the electrical capacitance profile and the profile of the luminescence, being checked when the value or security document moves through the gap.
  • the device has a user interface for outputting an acoustic, visual and / or tactile signal for displaying the result of the authenticity check.
  • the electrical signals which are dependent on the distribution of the dielectric particles, are preferably evaluated by a logic circuit which, if there is sufficient agreement with the corresponding reference signals, outputs a logic signal signaling the authenticity of the value or security document to the user interface.
  • FIG. 1 shows a schematic, perspective illustration of a banknote with dielectric particles and materials
  • Figure 2 is a block diagram of an embodiment of the device according to the invention.
  • FIG. 3 shows a block diagram of a further embodiment of the device according to the invention.
  • FIG. 4 shows an embodiment of the device according to the invention with a measuring bridge
  • FIG. 5 shows an embodiment of the device according to the invention with a logic circuit
  • FIG. 6 shows an example of a signal curve in the device in FIG. 5,
  • FIG. 7 shows a block diagram of a further embodiment of the device according to the invention.
  • FIG. 8 shows a flow diagram of a preferred mode of operation of the device of FIG. 7.
  • FIG. 1 shows a schematic or perspective view of a value or security document 100, which in the example case considered here is a bank note.
  • Document 100 has a substrate 102 with a specific dielectric constant ⁇ 1 .
  • the document 102 there is an imprint 104 with dielectric particles with a dielectric constant ⁇ 2 .
  • Another print 106 on the document 100 has a dielectric constant ⁇ 3 .
  • Inside the document 100 there is an inclusion 110 with a dielectric constant ⁇ s .
  • the dielectric material of the substrate 102, the imprint 104, 106, the sticker 108, the insert 110 and / or the embossment 112 have electroluminescent properties.
  • FIG. 2 The embodiment of a device 200 according to the invention shown in FIG. 2 can be used to check the authenticity of the document 100.
  • a pair of rollers is formed by the opposing rollers 202 and 204 of the device 200, through which the document 100 is driven in the direction of the arrow 206.
  • the device 200 has an electrode arrangement which, in the exemplary embodiment considered here, consists of the electrodes 208 and 210 lying opposite one another.
  • the electrodes 208, 210 are used to generate an electrical field 212 which penetrates the document 100 in a partial area.
  • the electrodes 208, 210 are connected to a measuring circuit 214, which emits an electrical signal 216 which is dependent on the dielectric properties of the partial area of the document 100 located in the region of the electrical field 212.
  • a comparator 218 is connected to the measuring circuit 214 and a reference memory 220, from which the comparator 218 receives a reference signal 222.
  • the comparator 218 compares the signal 216 with the reference signal 222 and, as a result of the comparison, outputs a logic signal 224 to a user interface 226.
  • the logic signal 224 has three different logic values: a first logic value, for example 01, which is output if the signal 216 corresponds sufficiently with the reference signal 222, a second logic value, for example 00 if the signal 216 does not sufficiently corresponds to the reference signal 222, and a third logical value, for example 11, if no clear statement is possible.
  • the user interface 226 has a red light-emitting diode 228, a yellow light-emitting diode 230 and a green light-emitting diode 232.
  • the green light-emitting diode 232 is activated, upon receipt of the signal 00 the red light-emitting diode 228 and when signal 11 is received, the yellow LED 230.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the device 200. Elements of the embodiment of FIG. 3 which correspond to elements of FIG. 2 are identified by the same reference numerals.
  • the electrodes 208 and 210 are arranged next to one another on the same side of the document 100. The corresponding course of the electric field 212 is shown in FIG. 3.
  • the electrical field 212 excites the electroluminescence of the electrical particles of the document 100 insofar as they have electroluminescent properties and are located in the partial area of the document 100 which is penetrated by the electrical field 212.
  • the electroluminescent radiation 234 thereby excited can pass through a viewing window 236, which is arranged on the side of the document 100 opposite the electrodes 208, 210, so that a user of the device can visually check the corresponding security feature through the viewing window 236. For example, a certain pattern or motif must appear in the viewing window 236 if the document 100 is genuine.
  • FIG. 4 shows an embodiment of the measuring circuit 214 of FIG. 3
  • Measuring circuit 214 has an impedance measuring bridge 238, preferably a capacitance measuring bridge, for measuring that through the document 100 and the electrodes
  • Impedance Z x is the capacitance C x of the arrangement formed by the electrodes 208, 210 and the document 100, which depends on the local dielectric properties of the document 100.
  • the signal supplied by the impedance measuring bridge 238 is amplified by means of an amplifier 240, so that the signal 216 (cf. FIG. 3) is obtained.
  • the further elements of the device 200 are not shown in the figure for the sake of clarity.
  • FIG. 5 shows a digital circuit 242 for determining the signal 216. Elements in FIG. 5 which correspond to elements in the preceding figures are again identified by the same reference symbols.
  • the resulting capacitance of the electrodes 208, 210 under the influence of the document 100 is CBN in FIG designated.
  • the digital circuit 242 has a reference capacitance 244 CREF.
  • the capacitance CREF is of the order of magnitude of the capacitance of the electrode arrangement under the influence of only the substrate 102 (cf. FIG. 1) of the document 100.
  • the digital circuit 242 also has the multivibrators (astable multivibrators) M1 and M2.
  • the multivibrator M1 is controlled by CB N and synchronized by the multivibrator M2.
  • the Multivibrator M2 is controlled by CREF.
  • the output signals Ui and U 2 of the multivibrators M1 and M2 are linked to one another via the logic gate 246 and the output signal U 3 of the gate 246 is smoothed by means of the low-pass filter (TP) 248, so that the signal 216 is obtained.
  • TP low-pass filter
  • FIG. 6 shows the time course of the signal voltage pulses of the signals U- ⁇ , U 2 and U 3 of FIG. 5, for example on the condition that CBN is currently larger than CREF.
  • FIG. 7 shows a further preferred embodiment of the device 200. Elements in FIG. 7 which correspond to elements in the previous figure are again identified by the same reference numerals.
  • an optical sensor 250 is arranged above the electrodes 208 and 210 alternatively or in addition to the viewing window.
  • This can be a photodiode, a photomultiplier or a CCD-based sensor.
  • the optical sensor 250 is connected to a measuring circuit 252, which supplies a signal 254.
  • the luminescence radiation 234 is detected by the optical sensor 250 and evaluated by the measuring circuit 252. Accordingly, the signal 254 is representative of the luminescent radiation 234. This can be a single signal value or complex image information.
  • the optical sensor 250 is preferably arranged on the axis of symmetry 268 of the electrodes 208, 210.
  • a comparator 256 receives a reference signal 260 from a reference memory 258 and the signal 254 from the measuring circuit 252 in order to compare the signal 254 with the reference signal 260.
  • the mode of operation of the comparator 256 can be similar to that of the comparator 218.
  • the comparator 256 can be an image processing unit that compares reference image data supplied by the reference memory 258 with the image data of the signal 254. If the comparator 256 determines a sufficient match, it outputs a corresponding signal 262 to the logic circuit 264, which also receives the signal 224 from the comparator 218.
  • the signal 262 has, for example, the value 01 if the signal 254 agrees sufficiently with the reference signal 260, the value 00 if such an adequate match does not exist, and the value 11 if no clear statement is possible.
  • the logic circuit 264 combines the signals 224 and 262 with one another in order to control the user interface 226 accordingly.
  • the green light emitting diode 232 is activated when both the signal 224 and the signal 262 have the value 01.
  • the red light-emitting diode 228 is activated when one of the signals 224 or 262 has the value 00.
  • the yellow light-emitting diode 230 is activated when none of the signals 224 or 262 has the value 00, but at least one of the signals 224 or 262 has the value 11.
  • the change in the signals 224 and 262 received by the logic circuit 264 is representative of the speed of movement of the document 100 by the roller pair 202, 204. Accordingly, the drive speed can be controlled by the logic circuit 264 by driving the motor 266 which drives the roller pair 202, 204 in order to set or adjust this to maintain a target movement speed.
  • FIG. 8 shows a corresponding flow chart.
  • step 800 the value or security document is inserted or introduced into the device according to the invention.
  • the device has a corresponding slot for this purpose, for example in the case of payment machines with a banknote feeder.
  • step 802 the drive for feeding the document is started.
  • step 804 an electric field, preferably an alternating electric field, is switched on in order to measure a capacitance caused by the local dielectric properties of the document and to excite electroluminescence.
  • an optical signal for detecting the electroluminescence and a capacitance-dependent signal for detecting the local dielectric properties are measured accordingly.
  • the two signals are evaluated. If the optical signal matches an optical reference signal and the capacitance-dependent signal matches a capacitance reference, the document is considered authentic (step 814). In this case the document is accepted.
  • step 812 acceptance of the document is refused.
  • the drive is operated in the opposite direction so that the document is pushed out of the device again. This embodiment is particularly advantageous for a payment machine.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Echtheitsprüfung eines Wert- oder Sicherheitsdokuments mit Mitteln (208, 210, 214) zur Messung eines von einer dielektrischen Eigenschaft des Wert- oder Sicherheitsdokuments abhängigen elektrischen Signals (216), Mitteln (218) zum Vergleich des Signals mit einem Referenzsignal (222).

Description

Vorrichtung zur Echtheitsprüfung eines Wert- oder Sicherheitsdokuments
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Echtheitsprüfung eines Wertoder Sicherheitsdokuments sowie ein digitales Speichermedium, insbesondere ein Computerprogrammprodukt.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Wert- und Sicherheitsdokumente sowie Vorrichtungen zur Prüfung der Authentizität von Wert- oder Sicherheitsdokumenten bekannt.
Aus der DE 3840729A1 ist ein mehrschichtiger Aufzeichnungsträger, insbesondere eine Ausweiskarte, bekannt, bei dem eine äußere Farbschicht eine erste Farbe und eine innere Farbschicht eine zweite Farbe aufweist. Aus der DE 19836813A1 ist ein Wert- und Sicherheitsdokument mit optisch anregbaren Farbstoffen zur Echtheitsprüfung bekannt. Die Farbstoffe sind in ein Trägermaterial eingebettet und bilden zusammen mit dem Trägermaterial ein laseraktives Element.
Aus der DE 412651 A1 ist ein Sicherheitsdokument mit eingebettetem flächenhaften Sicherheits-Element (Sicherheitsfaden) bekannt, das mehrschichtig ausgebildet ist und elektrolumineszierende Eigenschaften aufweist.
Aus der US-A 4355300 ist ein Prüfgerät zur maschinellen Echtheitsprüfung eines Sicherheitsdokuments bekannt, wobei für die Durchführung der Sicherheitsprüfung eine Wechselspannung an eine Elektrodenanordnung angelegt wird.
Aus der EP 1059619B1 ist eine Anordnung zur visuellen und maschinellen Echtheitsüberprüfung von Wert- und Sicherheitsdokumenten basierend auf einer elektromagnetischen Anregung von elektrolumineszierenden Eigenschaften bekannt.
Aus der EP 0964791 B1 ist ein entsprechendes Wert- und Sicherheitserzeugnis mit lumineszierenden Sicherheitselementen bekannt.
Aus der US-A 4218674 ist ein Verfahren zur Prüfung der Authentizität eines Dokuments bekannt, in welches magnetische Partikel eingebettet sind. Die Überprüfung erfolgt mit Hilfe eines magnetischen Lesekopfes.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zur Echtheitsprüfung eines Wert- oder Sicherheitsdokuments sowie ein entsprechendes digitales Speichermedium, insbesondere ein Computerprogrammprodukt zu schaffen.
Die der Erfindung zugrunde liegenden Aufgaben werden jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur Überprüfung der Echtheit eines Wert- oder Sicherheitsdokuments, welches eine dielektrische Eigenschaft, insbesondere dielektrische Partikel, aufweist. Die dielektrischen Partikel können sich in ein oder mehreren Schichten in oder auf dem Wert- oder Sicherheitsdokument befinden. Beispielsweise werden die dielektrischen Partikel in unterschiedlichen Schichtdicken mit verschiedenen Druckverfahren, zum Beispiel mittels Offsetdruck oder Stahlstich- Tiefdruck auf oder in das Wert- oder Sicherheitsdokument gedruckt. Alternativ wird die dielektrische Eigenschaft nicht durch dielektrische Partikel, sondern durch dielektrisches Material des Wert- oder Sicherheitsdokuments realisiert.
Die Verteilung des dielektrischen Materials oder der dielektrischen Partikel in/oder auf dem Wert- oder Sicherheitsdokument bildet die Grundlage für die Überprüfung der Echtheit mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Hierzu wird ein elektrisches Signal gemessen, welches von den dielektrischen Eigenschaften des Wert- oder Sicherheitsdokuments abhängig ist. Dieses Signal wird mit einem Referenzsignal verglichen. Stimmen das gemessene elektrische Signal und das Referenzsignal hinreichend überein, so wird das Wert- oder Sicherheitsdokument als echt bewertet.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat die Vorrichtung Mittel zur Erzeugung eines elektrischen Felds zur Durchdringung des Wert- oder Sicherheitsdokuments zumindest in einem Teilbereich. Vorzugsweise ist hierfür zumindest eine Elektrode für die Felderzeugung vorgesehen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hängt das elektrische Signal von der aus der zumindest einen Elektrode und dem Wert- oder Sicherheitsdokument gebildeten elektrischen Kapazität ab. Vorzugsweise durchdringt das elektrische Feld nur einen Teilbereich des Wert- oder Sicherheitsdokuments. Bei Bewegung des Wert- oder Sicherheitsdokuments durch diesen Feldbereich erhält man ein zeitlich veränderliches elektrisches Signal, welches mit einem entsprechenden Referenzsignal verglichen wird, um die Echtheit des Wert- oder Sicherheitsdokuments zu überprüfen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das elektrische Feld durch zwei gegenüberliegende Elektroden erzeugt, die einen Spalt zur Aufnahme eines Teilbereichs des Wert- oder Sicherheitsdokuments bilden. In diesem Bereich wird das Wert- oder Sicherheitsdokument von dem elektrischen Feld durchdrungen, sodass eine von den in dem Teilbereich befindlichen dielektrischen Partikeln des Wert- oder Sicherheitsdokuments abhängige elektrische Kapazität resultiert. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist auf einer Seite des Wert- oder Sicherheitsdokuments eine im Wesentlichen planare Elektrodenanordnung vorgesehen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat die Vorrichtung einen Antrieb zur Relativbewegung des Wert- oder Sicherheitsdokuments und des elektrischen Felds. Vorzugsweise wird der Antrieb und damit die Transportgeschwindigkeit des Wert- oder Sicherheitsdokuments entlang der Feld erzeugenden Elektrode, in Abhängigkeit von dem gemessenen elektrischen Signal geregelt.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat das Wert- oder Sicherheitsdokument eine lumineszierende, insbesondere eine elektrolumineszierende Eigenschaft. Vorteilhafterweise wird die lumineszierende Eigenschaft durch das elektrische Feld angeregt, welches auch zur Messung des von der elektrischen Kapazität abhängigen Signals dient. Die Überprüfung der lumineszierenden Eigenschaft kann visuell erfolgen, beispielsweise durch ein Sichtfenster der Vorrichtung. Alternativ oder zusätzlich erfolgt die Überprüfung auf elektronischem Wege, indem beispielsweise die Lumineszenz mittels eines optischen Sensors aufgenommen wird, und das entsprechende Signal mit einem Referenzsignal verglichen wird.
Beispielsweise haben die dielektrischen Partikel des Wert- oder Sicherheitsdokuments auch elektrolumineszierende Eigenschaften. Als solche dielektrische Partikel mit elektrolumineszierenden Eigenschaften werden vorzugsweise anorganische Pigmente generell der ll-VI Verbindungen, wie ZnS, CaS, CdS, ZnSe,..., aber auch SiC oder GaAs verwendet. Zur Verbesserung der dieelektrischen Eigenschaften dieser anorganischen Pigmente können diese mittels vollständiger oder teilweiser Mikroverkapselung mit dielektrischen Materialien kombiniert werden. Alternativ oder zusätzlich können organische Polymere mit elektrooptischen Eigenschaften, beispielsweise Thianthren-Polymere, als dielektrische Partikel des Wert- oder Sicherheitsdokuments verwendet werden. Aufgrund der Verteilung der dielektrischen Partikel mit den elektrolumineszierenden Eigenschaften in und/oder auf dem Wert- oder Sicherheitsdokument resultiert daher also ein doppeltes Sicherheitsmerkmal, welches durch Messung der mit der Elektrodenanordnung der Vorrichtung gebildeten elektrischen Gesamtkapazität und des durch die Anregung des elektrischen Felds abgegebenen Lumineszenzsignals überprüft werden kann. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass keine gesonderten optischen Mittel zur Anregung der Lumineszenz erforderlich sind.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Elektrodenanordnung zur Erzeugung des elektrischen Felds im Wesentlichen symmetrisch und planar ausgebildet. Auf der gegenüberliegenden Seite der planaren Elektrodenanordnung ist ein optischer Sensor vorzugsweise auf einer Symmetrieachse der planaren Elektrodenanordnung angeordnet. Das Wert- oder Sicherheitsdokument wird durch den zwischen dem optischen Sensor und der planaren Elektrodenanordnung gebildeten Spalt hindurch gezogen, wobei beide Sicherheitsmerkmale, das heißt der elektrische Kapazitätsverlauf als auch der Verlauf der Lumineszenz, bei der Bewegung des Wertoder Sicherheitsdokuments durch den Spalt hindurch überprüft wird.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat die Vorrichtung eine Nutzerschnittstelle zur Ausgabe eines akustischen, visuellen und/oder taktilen Signals zur Anzeige des Ergebnisses der Echtheitsprüfung. Vorzugsweise erfolgt die Auswertung der von der Verteilung der dielektrischen Partikel abhängigen elektrischen Signale durch eine Logik-Schaltung, die bei hinreichender Übereinstimmung mit den entsprechenden Referenzsignalen ein die Echtheit des Wert- oder Sicherheitsdokuments signalisierendes logisches Signal an die Nutzerschnittstelle ausgibt.
Im Weiteren werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische, perspektivische Darstellung einer Banknote mit dielektrischen Partikeln und Materialien, Figur 2 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Figur 3 ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Figur 4 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Messbrücke,
Figur 5 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Logikschaltung,
Figur 6 ein Beispiel für einen Signalverlauf in der Vorrichtung der Figur 5,
Figur 7 ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Figur 8 ein Flussdiagramm einer bevorzugten Arbeitsweise der Vorrichtung der Figur 7.
Die Figur 1 zeigt in schematischer, perspektivischer Ansicht ein Wert- oder Sicherheitsdokument 100, wobei es sich in dem hier betrachten Beispielsfall um eine Banknote handelt. Das Dokument 100 hat ein Substrat 102 mit einer bestimmten Dielektrizitätszahl εl .
Auf dem Dokument 102 befindet sich ein Aufdruck 104 mit dielektrischen Partikeln einer Dielektrizitätszahl ε2. Ein weiterer Aufdruck 106 auf dem Dokument 100 hat eine Dielektrizitätszahl ε3. Ferner befindet sich auf dem Dokument 100 ein Kinegramm, Hologramm oder Aufkleber 108 mit einer Dielektrizitätszahl ε4. Innerhalb des Dokuments 100 befindet sich eine Einlagerung 110 mit einer Dielektrizitätszahl εs . Auf der Oberfläche des Dokuments 100 befindet sich eine Prägung 112, die mit einem Material einer Dielektrizitätszahl ε6 ausgefüllt ist. Ferner kann das dielektrische Material des Substrats 102, des Aufdrucks 104, 106, des Aufklebers 108, der Einlagerung 110 und/oder der Prägung 112 elektrolumineszierende Eigenschaften aufweisen.
Zur Überprüfung der Echtheit des Dokuments 100 kann die in der Figur 2 dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 200 verwendet werden. Durch die gegenüberliegenden Walzen 202 und 204 der Vorrichtung 200, wird ein Walzenpaar gebildet, durch welches das Dokument 100 in Pfeilrichtung 206 angetrieben wird.
Die Vorrichtung 200 hat eine Elektrodenanordnung, die in dem hier betrachteten Ausführungsbeispiel aus den einander gegenüberliegenden Elektroden 208 und 210 besteht. Die Elektroden 208, 210 dienen zur Erzeugung eines das Dokument 100 in einem Teilbereich durchdringenden elektrischen Felds 212.
Die Elektroden 208, 210 sind mit einer Messschaltung 214 verbunden, die ein von den dielektrischen Eigenschaften des in dem Bereich des elektrischen Felds 212 befindlichen Teilbereichs des Dokuments 100 abhängiges elektrisches Signal 216 abgibt. Ein Vergleicher 218 ist mit der Messschaltung 214 und einem Referenzspeicher 220 verbunden, von dem der Vergleicher 218 ein Referenzsignal 222 erhält.
Der Vergleicher 218 vergleicht das Signal 216 mit dem Referenzsignal 222 und gibt als Ergebnis des Vergleichs ein logisches Signal 224 an eine Nutzerschnittstelle 226 ab. Beispielsweise hat das logische Signal 224 drei verschiedene logische Werte: Einen ersten logischen Wert, zum Beispiel 01 , der dann ausgegeben wird, wenn das Signal 216 hinreichend mit dem Referenzsignal 222 übereinstimmt, einen zweiten logischen Wert, zum Beispiel 00, wenn das Signal 216 nicht hinreichend mit dem Referenzsignal 222 übereinstimmt, und einen dritten logischen Wert, zum Beispiel 11 , wenn keine eindeutige Aussage möglich ist.
Die Nutzerschnittstelle 226 hat eine rote Leuchtdiode 228, eine gelbe Leuchtdiode 230 und eine grüne Leuchtdiode 232. Wenn die Nutzerschnittstelle 226 das Signal 01 von dem Vergleicher 218 erhält, so wird die grüne Leuchtdiode 232 angesteuert, bei Empfang des Signals 00 die rote Leuchtdiode 228 und bei Empfang des Signal 11 die gelbe Leuchtdiode 230. Die Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung 200. Elemente der Ausführungsform der Figur 3, die Elementen der Figur 2 entsprechen, sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Unterschied zu der Ausführungsform der Figur 2 sind bei der Ausführungsform der Vorrichtung 200 der Figur 3 die Elektroden 208 und 210 nebeneinander auf derselben Seite des Dokuments 100 angeordnet. Der entsprechende Verlauf des elektrischen Felds 212 ist in der Figur 3 dargestellt.
Durch das elektrische Feld 212 wird die Elektrolumineszenz der dieelektrischen Partikel des Dokuments 100 angeregt, insoweit diese elektrolumineszierende Eigenschaften aufweisen und sich in dem von dem elektrischen Feld 212 durchdrungenen Teilbereichs des Dokuments 100 befinden. Die dadurch angeregte Elektrolumineszenz-Strahlung 234 kann durch ein Sichtfenster 236, welches auf der den Elektroden 208, 210 gegenüberliegenden Seite des Dokuments 100 angeordnet ist, hindurchtreten, sodass ein Benutzer der Vorrichtung durch das Sichtfenster 236 das entsprechende Sicherheitsmerkmal visuell überprüfen kann. Beispielsweise muss in dem Sichtfenster 236 ein bestimmtes Muster oder Motiv erscheinen, wenn das Dokument 100 echt ist.
Die Figur 4 zeigt eine Ausführungsform der Messschaltung 214 der Figur 3. Die
Messschaltung 214 hat eine Impedanzmessbrücke 238, vorzugsweise eine Kapazitätsmessbrücke, zur Messung der durch das Dokument 100 und die Elektroden
208, 210 gebildeten komplexen Impedanz Zx. Insbesondere geht in die komplexe
Impedanz Zx die Kapazität Cx der durch die Elektroden 208, 210 und das Dokument 100 gebildeten Anordnung ein, welche von den örtlichen dielektrischen Eigenschaften des Dokuments 100 abhängt.
Das von der Impedanzmessbrücke 238 gelieferte Signal wird mittels eines Verstärkers 240 verstärkt, sodass man das Signal 216 (vgl. Figur 3) erhält. Die weiteren Elemente der Vorrichtung 200 sind in der Figur der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.
Die Figur 5 zeigt eine Digitalschaltung 242 zur Ermittlung des Signals 216. Elemente der Figur 5, die Elementen in den vorausgehenden Figuren entsprechen, sind wiederum mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Die resultierende Kapazität der Elektroden 208, 210 unter Einfluss des Dokuments 100 ist in der Figur 5 mit CBN bezeichnet. Die Digitalschaltung 242 hat eine Referenzkapazität 244 CREF. Die Kapazität CREF liegt in der Größenordnung der Kapazität der Elektrodenanordnung unter Einfluss nur des Substrats 102 (vgl. Figur 1 ) des Dokuments 100.
Die Digitalschaltung 242 hat ferner die Multivibratoren (astabile Kippstufen) M1 und M2. Der Multivibrator M1 wird durch CBN gesteuert und durch den Multivibrator M2 synchronisiert. Der Multivibrator M2 wird durch CREF gesteuert. Die Ausgangssignale Ui und U2 der Multivibratoren M1 bzw. M2 werden über das logische Gatter 246 miteinander verknüpft und das Ausgangssignal U3 des Gatters 246 wird mittels des Tiefpasses (TP) 248 geglättet, sodass man das Signal 216 erhält.
Die Figur 6 zeigt den zeitlichen Verlauf der Signalspannungsimpulse der Signale U-ι, U2 und U3 der Figur 5, beispielsweise unter der Voraussetzung, dass CBN momentan größer als CREF ist.
Die Figur 7 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung 200. Elemente der Figur 7, die Elementen der vorhergehenden Figur entsprechen, sind wiederum mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
Im Unterschied zu der Ausführungsform der Figur 3 ist oberhalb der Elektroden 208 und 210 alternativ oder zusätzlich zu dem Sichtfenster ein optischer Sensor 250 angeordnet. Hierbei kann es sich um eine Fotodiode, einen Fotomultiplier oder um einen CCD-basierten Aufnehmer handeln. Der optische Sensor 250 ist mit einer Messschaltung 252 verbunden, die ein Signal 254 liefert. Durch den optischen Sensor 250 wird die Lumineszenz-Strahlung 234 erfasst und von der Messschaltung 252 messtechnisch ausgewertet. Entsprechend ist das Signal 254 für die Lumineszenz- Strahlung 234 repräsentativ. Hierbei kann es sich um einen einzelnen Signalwert oder um komplexe Bildinformationen handeln. Vorzugsweise ist der optische Sensor 250 auf der Symetrieachse 268 der Elektroden 208, 210 angeordnet.
Ein Vergleicher 256 empfängt von einem Referenzspeicher 258 ein Referenzsignal 260 und von der Messschaltung 252 das Signal 254, um das Signal 254 mit dem Referenzsignal 260 zu vergleichen. Die Arbeitsweise des Vergleichers 256 kann dabei ähnlich sein wie die des Vergleichers 218. Bei dem Vergleicher 256 kann es sich um eine Bildverarbeitungseinheit handeln, die von dem Referenzspeicher 258 gelieferte Referenzbilddaten mit den Bilddaten des Signals 254 vergleicht. Wenn der Vergleicher 256 eine hinreichende Übereinstimmung feststellt, gibt er ein entsprechendes Signal 262 an die Logikschaltung 264 ab, die auch das Signal 224 von dem Vergleicher 218 erhält.
Das Signal 262 hat beispielsweise den Wert 01 , wenn das Signal 254 mit dem Referenzsignal 260 hinreichend übereinstimmt, den Wert 00, wenn eine solche hinreichende Übereinstimmung nicht vorliegt und den Wert 11 , wenn keine eindeutige Aussage möglich ist.
Die Logikschaltung 264 verknüpft die Signale 224 und 262 miteinander, um die Nutzerschnittstelle 226 entsprechend anzusteuern. Beispielsweise wird die grüne Leuchtdiode 232 dann angesteuert, wenn sowohl das Signal 224 als auch das Signal 262 den Wert 01 haben. Dagegen wird die rote Leuchtdiode 228 angesteuert, wenn eines der Signale 224 oder 262 den Wert 00 hat. Die gelbe Leuchtdiode 230 wird dann angesteuert, wenn keines der Signale 224 oder 262 den Wert 00 hat, aber zumindest eines der Signale 224 oder 262 den Wert 11 aufweist.
Die Veränderung der von der Logikschaltung 264 empfangenen Signale 224 und 262 ist repräsentativ für die Bewegungsgeschwindigkeit des Dokuments 100 durch das Walzenpaar 202, 204. Entsprechend kann die Antriebsgeschwindigkeit durch Ansteuerung des Motors 266, der das Walzenpaar 202, 204 antreibt, von der Logikschaltung 264 gesteuert werden, um diesen zur Einhaltung einer Soll- Bewegungsgeschwindigkeit einzustellen bzw. einzuregeln.
Die Funktionalität der Vergleicher 218 und/oder 256 und/oder die der Logikschaltung 264 kann durch ein entsprechendes Computerprogramm realisiert werden, welches von einem Mikroprozessor der Vorrichtung 200 ausgeführt wird. Das Computerprogramm kann als Computerprogrammprokukt auf einem digitalen Speichermedium, z.B. auf einem nicht-flüchtigen Speicher der Vorrichtung 200 als Firmware oder auf einem anderen Datenträger abgespeichert sein. Die Figur 8 zeigt ein entsprechendes Flussdiagramm. In dem Schritt 800 wird das Wertoder Sicherheitsdokument in die erfindungsgemäße Vorrichtung eingelegt oder eingeführt. Beispielsweise hat die Vorrichtung hierzu einen entsprechenden Schlitz, z.B. bei Bezahlautomaten mit einem Geldscheineinzug. In dem Schritt 802 wird der Antrieb für den Einzug des Dokuments gestartet. In dem Schritt 804 wird ein elektrisches Feld, vorzugsweise ein elektrisches Wechselfeld, eingeschaltet, um eine durch die lokalen dielektrischen Eigenschaften des Dokuments bedingte Kapazität zu messen sowie zur Anregung von Elektrolumineszenz.
In den parallelen Schritten 806 und 808 wird dementsprechend ein optisches Signal zur Erfassung der Elektrolumineszenz sowie ein kapazitätsabhängiges Signal zur Erfassung der lokalen dielektrischen Eigenschaften gemessen. In dem Schritt 810 werden die beiden Signale ausgewertet. Wenn das optische Signal mit einem optischen Referenzsignal übereinstimmt und das kapazitätsabhängige Signal mit einer Kapazitäts- Referenz übereinstimmt, so gilt das Dokument als authentisch (Schritt 814). In diesem Fall wird das Dokument akzeptiert.
Im gegenteiligen Fall (Schritt 812), wird die Annahme des Dokuments verweigert. Beispielsweise wird der Antrieb in umgekehrter Richtung betrieben, sodass das Dokument wieder aus der Vorrichtung ausgeschoben wird. Diese Ausführungsform ist insbesondere für einen Bezahlautomaten vorteilhaft.
Bezugszeichenliste
100 Dokument
102 Substrat
104 Aufdruck
106 Aufdruck
108 Aufkleber
110 Einlagerung
112 Prägung 200 Vorrichtung
202 Walze
204 Walze
206 Pfeilrichtung
208 Elektrode
210 Elektrode
212 elektrisches Feld
214 Messschaltung
216 Signal
218 Vergleicher
220 Referenzspeicher
222 Referenzsignal
224 logisches Signal
226 Nutzerschnittstelle
228 Leuchtdiode
230 Leuchtdiode
232 Leuchtdiode
234 Strahlung
236 Sichtfenster
238 Impedanzmessbrücke
240 Verstärker
242 Digitalschaltung
244 Referenzkapazität
246 Gatter
248 Tiefpass 250 optischer Sensor
252 Messschaltung
254 Signal
256 Vergleicher 258 Referenzspeicher
260 Referenzsignal
262 logisches Signal
264 Logikschaltung
266 Motor 268 Symmetrieachse

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Vorrichtung zur Echtheitsprüfung eines Wert- oder Sicherheitsdokuments mit
Mitteln (208, 210, 214) zur Messung eines von einer dielektrischen Eigenschaft des Wert- oder Sicherheitsdokuments abhängigen elektrischen Signals (216),
Mitteln (218) zum Vergleich des Signals mit einem Referenzsignal (222).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit Mitteln (208, 210) zur Erzeugung eines elektrischen Felds (212) zur Durchdringung zumindest eines Teilbereichs des Wert- oder Sicherheitsdokuments.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, mit zumindest einer Elektrode (208, 210) zur Erzeugung des elektrischen Felds.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, mit einer im Wesentlichen planaren Elektrodenanordnung (208, 210).
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, mit gegenüberliegenden Elektroden 208, 211 ), die einen Spalt zur Aufnahme zumindest eines Teilbereichs des Wert- oder Sicherheitsdokuments bilden.
6. Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche 3 bis 5, wobei das elektrische Signal von der aus der zumindest einen Elektrode und dem Wert- oder Sicherheitsdokument gebildeten Kapazität abhängt.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 6, mit Mitteln (202, 204; 266) zur Relativbewegung (206) des elektrischen Felds und des Wertoder Sicherheitsdokuments.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Mittel zur Relativbewegung einen elektrischen Antrieb (266) aufweisen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, mit Mitteln (264) zur Regelung des Antriebs in Abhängigkeit von dem elektrischen Signal (224; 262).
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit Mitteln (236, 250, 252) zur Erfassung einer lumineszierenden Eigenschaft des Wert- oder Sicherheitsdokuments.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Mittel zur Erfassung der lumineszierenden Eigenschaft zur visuellen Erfassung ausgebildet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11 , wobei die Mittel zur Erfassung einen optischen Sensor aufweisen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10, 11 oder 12, wobei die Mittel zur Erfassung der lumineszierenden Eigenschaft zur Messung eines von der lumineszierenden Eigenschaft abhängigen elektrischen Signals (254) ausgebildet sind, und mit Mitteln (256) zum Vergleich des von der lumineszierenden Eigenschaft abhängigen elektrischen Signals mit einem Referenzsignal (260).
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 13, wobei die Mittel zur Erzeugung des elektrischen Felds zur Anregung der lumineszierenden Eigenschaft ausgebildet sind.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 14, wobei die zumindest eine Elektrode (208, 210) und der optische Sensor (250) einen Spalt zur Aufnahme zumindest eines Teilbereichs des Wert- oder Sicherheitsdokuments bilden.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer im Wesentlichen symmetrisch aufgebauten planaren Elektrodenanordnung (208, 210) zur Erzeugung des elektrischen Felds (212), wobei der optische Sensor (250) im Wesentlichen auf einer Symmetrieachse (268) der planaren Elektrodenanordnung angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mittel zur Messung eine Brückenschaltung (238) aufweisen.
18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mittel zur Messung einen Schwingkreis aufweisen.
19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mittel zur Messung eine digitale Schaltung (242) aufweisen.
20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Nutzerschnittstelle (226) zur Ausgabe eines akustischen, visuellen und/oder taktilen Signals zur Ausgabe eines Ergebnisses der Echtheitsprüfung.
21. Vorrichtung nach Anspruch 17, mit einer Logikschaltung (264) zur Ausgabe des Signals über die Nutzerschnittstelle, wenn das von den der dielektrischen Eigenschaft abhängige elektrische Signal (216) mit seinem Referenzsignal (222) und/oder das von der lumineszierenden Eigenschaft abhängige elektrische Signal (254) mit seinem Referenzsignal (260) hinreichend überein stimmen.
22. Digitales Speichermedium, insbesondere Computerprogrammprodukt, zur Echtheitsprüfung eines Wert- oder Sicherheitsdokuments (100), mit Programminstruktionen zur
- Erfassung eines von einer dielektrischen Eigenschaft des Wert- oder Sicherheitsdokuments abhängigen elektrischen Signals (216),
- Vergleich des Signalverlaufs des elektrischen Signals mit einem Referenzverlauf (222),
- Ausgabe eines die Echtheit anzeigenden Echtheitssignals (224), wenn der Signalverlauf hinreichend mit dem Referenzverlauf übereinstimmt.
23. Digitales Speichermedium nach Anspruch 22, mit weiteren Programminstruktionen zur Erfassung eines von einer lumineszierenden Eigenschaft des Wert- oder Sicherheitsdokuments abhängigen weiteren elektrischen Signals (254),
Vergleich des Verlaufs des weiteren elektrischen Signals mit einem weiteren Referenzverlauf (260),
wobei das die Echtheit des Wert- oder Sicherheitsdokuments anzeigende Signal nur dann ausgegeben wird, wenn auch der weitere Signalverlauf mit dem weiteren Referenzsignal hinreichend übereinstimmt.
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