EP2435993A1 - Mikrosystem zur erkennung vorbestimmter merkmale von wertpapieren; sicherheitsdokumenten oder sonstigen produkten - Google Patents

Mikrosystem zur erkennung vorbestimmter merkmale von wertpapieren; sicherheitsdokumenten oder sonstigen produkten

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Publication number
EP2435993A1
EP2435993A1 EP10726923A EP10726923A EP2435993A1 EP 2435993 A1 EP2435993 A1 EP 2435993A1 EP 10726923 A EP10726923 A EP 10726923A EP 10726923 A EP10726923 A EP 10726923A EP 2435993 A1 EP2435993 A1 EP 2435993A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
microsystem
security
features
predetermined features
light source
Prior art date
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Granted
Application number
EP10726923A
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English (en)
French (fr)
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EP2435993B1 (de
Inventor
Anett Bailleu
Martin Sprenger
Thomas Hennig
Olaf Brodersen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bundesdruckerei GmbH
CiS Forschungsinstitut fuer Mikrosensorik GmbH
Original Assignee
Bundesdruckerei GmbH
CiS Forschungsinstitut fuer Mikrosensorik und Photovoltaik GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Bundesdruckerei GmbH, CiS Forschungsinstitut fuer Mikrosensorik und Photovoltaik GmbH filed Critical Bundesdruckerei GmbH
Publication of EP2435993A1 publication Critical patent/EP2435993A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2435993B1 publication Critical patent/EP2435993B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • G—PHYSICS
    • 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
    • G07D7/06—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
    • G07D7/121—Apparatus characterised by sensor details
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G07D7/026—Testing electrical properties of the materials thereof using capacitive sensors

Definitions

  • the present invention relates to a microsystem for detecting predetermined features of securities, security documents or other products, for example for the secure detection of security features on banknotes. Furthermore, the invention relates to a testing device for checking the authenticity of securities, security documents or other products.
  • DE 10 2006 059 865 A1 shows a document with a security feature and an optical element, wherein the optical element can be switched between a first non-transparent state and a second transparent state.
  • the optical element is arranged so that in its first state it prevents optical access to the security feature.
  • the security feature preferably contains optically readable information.
  • the security feature is a digital watermark or a one- or two-dimensional barcode.
  • the water- sign or barcode can be printed on the document.
  • a reader which is suitable for the verification of said document, has means for switching the optical element from the first to the second state to allow an optical access to the security feature.
  • the reading device also has an optical sensor for automatic detection of the security feature.
  • DE 101 13 268 A1 shows a sensor for the authenticity detection of security features on security and / or security documents. At least one security element is inserted or applied in or on the security document. The security element is excited with radiation of a preset excitation wavelength. Then it emits
  • Radiation security element wherein the emitted radiation is detected by a detection unit and evaluated by an evaluation unit.
  • the intensity profile of the emitted radiation is detected and analyzed in a predetermined wavelength range over a predetermined measurement period after the excitation.
  • the security feature is preferably an anti-Stokes phosphor which is capable of converting comparatively low-energy infrared excitation radiation into more energy-rich radiation.
  • DE 198 26 800 A1 shows a process for producing special paper with electrically conductive pigments as a security feature.
  • the detection of this security feature is realized by means of capacitive sensors.
  • barium sulfate is used as the feature substance, thereby providing additional optical coding because barium sulfate absorbs infrared light.
  • the required sensor arrangement comprises a capacitive Sensor and an optical scanner sensor. The higher security achievable with this feature substance has the disadvantage that a complex sensor arrangement is required to test such a security feature.
  • US 6,327,376 Bl shows an electronic device for measuring a fingerprint.
  • the fingerprint is measured with a remission optical component.
  • the position of the skin grooves in the fingerprint is determined by utilizing a capacitive effect.
  • the device comprises several electrodes on a sensor field.
  • the sensor array comprises a substrate on which the electrodes are arranged.
  • WO 2008/137851 A1 shows a sensor for carrying out measurements in the brain of a human.
  • the sensor has a
  • US Pat. No. 6,573,983 B1 shows an optical sensor which can be combined with additional sensors which usually detect security features present in value documents.
  • the multiple sensors are constructed independently of each other and not arranged on a common carrier substrate.
  • the object of the invention is to provide a sensor arrangement, on the one hand, combined security features of securities, security documents or other products can be tested and on the other hand, inexpensive to produce and simple and versatile. - A -
  • the microsystem according to the invention is a miniaturized device, as is known in principle from microsystem technology.
  • the microsystem according to the invention is based on a carrier substrate, for example in the form of a chip, which consists of silicon or another semiconductor. But other materials, such as special plastics can be used as material for the carrier substrate.
  • sensors in the form of at least one remission optical component and a capacitor are arranged directly or indirectly via layers lying therebetween.
  • the remission optical component serves to detect optical properties of predetermined features which are arranged on or in the securities, security documents or other products to be recognized.
  • the remission optical component comprises at least one light source and at least one optical sensor.
  • the light source serves to emit light on the predetermined features to be recognized.
  • the optical sensor detects the light remitted by the features.
  • the capacitor is formed for example in the form of a stray field capacitor by means of electrodes and serves to detect dielectric properties or else to measure other electrical properties of the predetermined features to be detected.
  • the dielectric properties of the features to be detected affect the capacitance of the capacitor, whereby the features can be electrically detected. For example, the characteristic
  • the capacitor can be used to determine the impedance of a feature.
  • the microsystem according to the invention is suitable for detecting the predetermined features on or in the securities, security documents or other products, for example for the secure recognition of security features on banknotes and tax banderoles.
  • the features to be recognized may be additional security features applied in addition to other predefined features that the securities, security documents or other products have due to their structure or design.
  • the features to be recognized need not be visible on the surface of the security, security document or other product.
  • the microsystem according to the invention is suitable for the reliable detection of features that can be detected on the basis of their optical or dielectric properties.
  • the microsystem is also suitable for the detection of predetermined features which can be detected on the basis of their optical and dielectric properties.
  • the microsystem according to the invention is largely universally suitable for the detection of predetermined features of securities, security documents or other products. Because of the universal suitability, it can be produced in high quantities and thus cost-effectively.
  • the microsystem according to the invention is a miniaturized component which has dimensions of typically less than 1 cm ⁇ 2 cm, as a result of which it requires little effort in existing or new systems Document or product inspection can be integrated. It can also be used in mobile systems due to its small dimensions.
  • the light source of the microsystem according to the invention is preferably formed by at least one LED (light-emitting diode), which is arranged in a recess of the carrier substrate.
  • LED can be realized with very small dimensions and are therefore particularly suitable for the microsystem of the invention.
  • the arrangement of the LED in a recess of the carrier substrate ensures, on the one hand, a mechanical protection of the LED and, on the other hand, a minimum distance from the feature to be detected.
  • the light source may also be formed by an incandescent, glow, fluorescent or other type of lamp.
  • the light source is formed by a plurality of LEDs or by a plurality of lasers, which are arranged in different deep recesses of the carrier substrate.
  • This embodiment is suitable, for example, for the detection of predetermined features which have a different depth in the security, security document or other product to be tested.
  • the light source is formed by a plurality of LEDs which emit light of different wavelengths.
  • This embodiment is suitable for detecting predetermined features that are excitable by light of different wavelengths.
  • the LEDs which emit light of different wavelengths can also be in different deep recesses the carrier substrate are arranged. This is suitable for the detection of predetermined features which can be excited by light of different wavelengths and are arranged at different depths in the security paper, security document or other product to be tested.
  • the different wavelengths can be generated with different LEDs or different voltages applied to the LED.
  • the optical sensor of the microsystem according to the invention is preferably formed by at least one photodiode, which is formed as a layer on the carrier substrate.
  • Microsystems in the form of a semiconductor chip are particularly well suited for applying an electronic component, such as a silicon photodiode, as a layer to the latter.
  • the optical sensor of the microsystem according to the invention can also be formed by other optical sensors, such as a photocell, a phototransistor or a CCD element.
  • the layer forming the photodiode is preferably segmented, wherein the segmentation may be carried out in the direction of one of the two expansions or in both directions of the expansions of the layer.
  • a large-area segmented design of the photodiode allows lateral distributions of the light reflected by the features to be recognized and evaluated. This allows conclusions about the geometric arrangement of the features and thus a higher level of security in the detection of the predetermined features.
  • the electrodes forming the capacitor are preferably likewise formed by a layer on the carrier substrate or on an intermediate layer. This is an electrically conductive layer, which corresponds to the respective requirements is structured.
  • the electrodes may be formed by a respective comb-like, spiral-like and / or rotationally symmetrical structure. The comb-like structures can be arranged protruding into one another.
  • the capacitor is preferred as
  • an insulator layer may be arranged or not.
  • the structured layer forming the electrodes is particularly preferably arranged on an intermediate layer above the layer forming the photodiode.
  • the intermediate layer can be, for example, a glass layer which is arranged on the carrier substrate.
  • the microsystem according to the invention is preferably encapsulated by an encapsulation for its mechanical protection, the encapsulation being optically transparent in the region of the remission optical component.
  • the remission optical component may be configured to be used to detect many different optical Properties is suitable.
  • the microsystem according to the invention can be used for the detection of many different types of features, for example for the detection of material-specific absorption properties of substrates, pigments, binders and the like. in different wavelength ranges, up- and down-conversion effects, the presence of brighteners and much more.
  • the microsystem according to the invention is to be electrically connected to the system for document or product testing to be used.
  • the microsystem in the simplest case electrical connections, via which the remission optical component and the capacitor are directly connected.
  • the microsystem according to the invention can also be embodied with a control and evaluation electronics via which the remission-optical component and the capacitor can be electrically operated.
  • the control and evaluation electronics are formed on the carrier substrate, preferably as a microelectronic semiconductor circuit.
  • the control and evaluation electronics can be configured to test predetermined features of a security, security document or other product to be tested, both in terms of their optical and dielectric properties, and the control and evaluation electronics issue a logical signal as to whether the security security document being audited or other product is genuine or not.
  • Such an embodiment of the microsystem according to the invention enables both a high level of security in document and product testing by simultaneously testing a plurality of properties of the predetermined features also the simplest integration into different systems for document and product testing.
  • the microsystem according to the invention may also include other optical and electrical sensors, but also mechanical and magnetic sensors. As a result, the microsystem can be adapted to recognize further features or security features.
  • the above object is further achieved by a test apparatus for checking the authenticity of securities, security documents or other products in which a microsystem according to the invention is integrated.
  • the testing device according to the invention is suitable for testing different security papers, security documents or other products and, because of the small dimensions of the microsystem, can also be carried out on a mobile basis.
  • FIG. 1 shows a preferred embodiment of a microsystem according to the invention in a perspective view
  • FIG. 2 shows a schematic diagram of a further embodiment of the microsystem according to the invention and of a predetermined feature to be recognized
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a remission optical component and a predetermined feature to be recognized.
  • Fig. 1 shows a perspective view of a preferred embodiment of a microsystem according to the invention, which is suitable for detecting different predetermined features on or in securities, security documents and other products.
  • the microsystem initially comprises a carrier substrate Ol made of silicon in the form of a cuboid chip.
  • the carrier substrate Ol determines the basic form of the microsystem according to the invention and serves as a carrier for a remission-optical component 02 and a stray field capacitor 03.
  • the remission-optical component 02 comprises a light source 04, which is formed from three LEDs 06, 07, 08.
  • the three LEDs 06, 07, 08 are arranged in one row and are located in a depression 09 of the carrier substrate 01.
  • the three LEDs 06, 07, 08 emit light of different wavelengths to different features of securities, security documents and other products visually to be able to stimulate.
  • a plurality of identical LEDs for example three white LEDs, can be used in order to be able to excite the predetermined features with different light intensities.
  • the three LEDs 06, 07, 08 each have their own connection cables 11 so that the LEDs 06, 07, 08 can be controlled separately.
  • the microsystem according to the invention can also be embodied with further LEDs, for example in a matrix arrangement.
  • the LEDs can also be distributed over a plurality of depressions in the carrier substrate 01.
  • the remission optical component 02 further comprises a photodiode 12.
  • the photodiode 12 has a large area and extends almost over the entire surface of the
  • the photodiode 12 is a silicon photodiode, which is applied as a layer on the carrier substrate 01.
  • the microsystem according to the invention can also be performed with other optical sensors or detectors.
  • the photodiode 12 is designed segmented. It consists of four segments 13, 14, 16, 17, whereby an evaluation of lateral distributions of the light remitted by the predetermined features is made possible.
  • the four segments 13, 14, 16, 17 of the photodiode 12 own leads 18.
  • the predetermined features using the light source 04 are optically excited. Depending on the type of optical feature, the light emitted by the light source 04 is reflected in a certain way, ie reflected and possibly converted with respect to the wavelength range. If the predetermined feature of the security, security document or other product does not exist, this becomes
  • Light from the light source 04 is not remitted or with a different characteristic.
  • the light remitted by the predetermined features is measured by means of the photodiode 12. Via a control and evaluation (not shown) can determine whether the feature in question on the security, security document or other product is present or not.
  • the stray field capacitor 03 comprises four electrodes 21, 22, 23, 24, which extend over the surface of the carrier substrate 01.
  • the four electrodes 21, 22, 23, 24 are designed as strip conductors and are provided as a layer on an intermediate layer 25 made of glass over the layer forming the photodiode 12.
  • the four electrodes 21, 22, 23, 24 are designed like a comb, wherein in each case two of the four electrodes 21, 22; 23, 24 are interlaced with each other.
  • the paired electrodes 21, 22; 23, 24 are arranged symmetrically with respect to the light source 04.
  • the four electrodes 21, 22, 23, 24 have separate connection lines (not shown), so that the formed stray field capacitor 03 is controlled differently. This makes it possible to detect different dielectric features of the securities, security documents or products. For example, the
  • Stray field capacitor 03 can be controlled in such a way that the layer structure characteristic of a security or security document can be detected via the variation of the penetration depth of the electric field of the stray field capacitor 03.
  • the stray field capacitor 03 allows non-contact detection of predetermined dielectric features.
  • the microsystem according to the invention can be used universally for the detection of optical or dielectric features. However, securities, security documents or other products that have both optical and dielectric security features can also be checked for authenticity. Therefore, the microsystem according to the invention is usable for low-cost system solutions. The detection reliability can be increased even further by a combination of differently configured microsystems according to the invention, as a result of which, for example, new types of counterfeiting can also be detected.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of a microsystem 31 according to the invention and a security feature 32 of an object 33 to be tested, for example a security.
  • the representation represents the principle in a cross section.
  • the light source 38 comprises a first LED 39, a second LED 41 and a third LED 42.
  • the first LED 39, the second LED 41 and the third LED 42 are located in different locations. differently deep depressions 43 in the carrier substrate 36, so that the three LEDs 39, 41, 42 have a different distance from the object 33 to be tested.
  • the three LEDs 39, 41, 42 emit light of different wavelengths.
  • the light emitted by the three LEDs 39, 41, 42 is reflected in a special way by the feature 32 and impinges on the photodiode 37.
  • the emitted and remitted light is indicated in each case by beam paths 46.
  • the characteristics of the light measured by the photodiode 37 allow conclusions to be drawn as to whether this light has been remitted or not by the security feature 32 of the object 33 to be tested.
  • a transparent plate 48 is further indicated in cross-section, which is located between the microsystem 31 and the object 33 to be tested.
  • the transparent plate 48 may be formed, for example, by a window of a document checking device.
  • FIG. 3 shows a remission-optical component 51 of a microsystem according to the invention and an optical feature 52 to be recognized in a schematic illustration in cross-section.
  • the remission optical component 51 comprises a photodiode 53 and a light source 54, which is formed by LEDs.
  • the photodiode 53 and the light source 54 are located on a carrier substrate 56 of the microsystem according to the invention.
  • the feature 52 to be detected of an object 57 to be tested is located above the microsystem according to the invention.
  • the light source 54 emits light, which is indicated by a light cone 58.
  • Feature 52 remits the light emitted from the light source 54.
  • the lateral distribution of the luminance of the remitted light is represented by a graph 59.
  • the luminance of the remitted light has two maxima 61 which are locally laterally adjacent to the feature 52. Due to the segmented
  • Structure of the photodiode 53 (shown in detail in Fig. 1) can record the lateral profile 59 of the remitted light.
  • the averaged measure of the luminance of the remitted light can be determined, but it is also possible to detect a characteristic of the characteristic 52 lateral profile of the luminance of the remitted light. As a result, it can be determined with a high degree of certainty whether the object 57 to be checked contains the feature 52 or not.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mikrosystem zur Erkennung vorbestimmter Merkmale von Wertpapieren, Sicherheitsdokumenten oder sonstigen Produkten, beispielsweise zur sicheren Erkennung von Sicherheitsmerkmalen auf Banknoten. Im Weiteren betrifft die Erfindung ein Prüfgerät zum Prüfen der Echtheit von Wertpapieren, Sicherheitsdokumenten oder Produkten. Das erfindungsgemäße Mikrosystem basiert auf einem Trägersubstrat (01), beispielsweise in Form eines Halbleiterchips. Auf dem Trägersubstrat (01) sind Sensoren in Form mindestens einer remissionsoptischen Komponente (02) und eines Kondensators (03) unmittelbar oder mittelbar über dazwischen liegende Schichten (25) angeordnet. Die remissionsoptische Komponente (02) dient zur Detektion optischer Eigenschaften von vorbestimmten Merkmalen, die auf oder in den zu erkennenden Wertpapieren, Sicherheitsdokumenten oder sonstigen Produkten angeordnet sind. Die remissionsoptische Komponente (02) umfasst mindestens eine Lichtquelle (04) und mindestens einen optischen Sensor (12). Die Lichtquelle (04) dient dazu, Licht auf die zu erkennenden vorbestimmten Merkmale auszustrahlen. Der optische Sensor (12) erfasst das von den Merkmalen remittierte Licht. Der Kondensator (03) ist durch Elektroden (21, 22, 23, 24) gebildet und dient zur Detektion dielektrischer Eigenschaften oder auch zur Messung anderer elektrischer Eigenschaften der zu erkennenden vorbestimmten Merkmale.

Description

Mikrosystem zur Erkennung vorbestimmter Merkmale von Wertpapieren, Sicherheitsdokumenten oder sonstigen Produkten
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mikrosystem zur Erken- nung vorbestimmter Merkmale von Wertpapieren, Sicherheitsdokumenten oder sonstigen Produkten, beispielsweise zur sicheren Erkennung von Sicherheitsmerkmalen auf Banknoten. Im Weiteren betrifft die Erfindung ein Prüfgerät zum Prüfen der Echtheit von Wertpapieren, Sicherheitsdokumenten oder sonstigen Produk- ten.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Banknoten, Briefmarken oder auch beliebige Produkte, die man von Plagiaten unterscheiden möchte, mit besonderen Merkmalen, insbesondere mit Sicherheitsmerkmalen zu versehen. Viele der bekannten Sicherheitsmerkmale können optisch erkannt werden, beispielsweise Hologramme, Wasserzeichen, Barcodes, Sicherheitsfäden, Mikro- schrift, Aufdrucke mit Infrarotfarbe und fluoreszierende Aufdrucke mit up-conversion-Farben . Daneben sind auch Sicher- heitsmerkmale bekannt, die aufgrund ihrer elektrischen Eigenschaften erkannt werden können. Auch gibt es magnetische Systeme, wie sie beispielsweise von Kreditkarten bekannt sind.
Die DE 10 2006 059 865 Al zeigt ein Dokument mit einem Sicher- heitsmerkmal und einem optischen Element, wobei das optische Element zwischen einem ersten nicht transparenten Zustand und einem zweiten transparenten Zustand schaltbar ist. Das optische Element ist so angeordnet, dass es in seinem ersten Zustand einen optischen Zugriff auf das Sicherheitsmerkmal verhindert. Das Sicherheitsmerkmal beinhaltet bevorzugt optisch auslesbare Informationen. Beispielsweise handelt es sich bei dem Sicherheitsmerkmal um ein digitales Wasserzeichen oder um einen ein- oder zweidimensionalen Barcode. Das Wasser- zeichen bzw. der Barcode können auf das Dokument aufgedruckt sein. Ein Lesegerät, welches für die Überprüfung des genannten Dokumentes geeignet ist, weist Mittel zur Umschaltung des optischen Elements von dem ersten in den zweiten Zustand auf, um einen optischen Zugriff auf das Sicherheitsmerkmal zu ermöglichen. Vorzugsweise weist das Lesegerät auch einen optischen Sensor zur automatischen Erfassung des Sicherheitsmerkmals auf.
Die DE 101 13 268 Al zeigt einen Sensor für die Echtheitserkennung von Sicherheitsmerkmalen auf Wert- und/oder Sicherheitsdokumenten. Mindestens ein Sicherheitselement ist in oder auf das Wert- bzw. Sicherheitsdokument ein- bzw. aufgebracht. Das Sicherheitselement wird mit Strahlung einer voreingestell- ten Anregungswellenlänge angeregt. Daraufhin emittiert das
Sicherheitselement Strahlung, wobei die emittierte Strahlung von einer Erfassungseinheit erfasst und von einer Auswerteeinheit ausgewertet wird. Das Intensitätsprofil der emittierten Strahlung wird in einem vorgegebenen Wellenlängenbereich über einen vorgegebenen Messzeitraum nach der Anregung erfasst und analysiert. Bei dem Sicherheitsmerkmal handelt es sich bevorzugt um einen Anti-Stokes-Leuchtstoff, der in der Lage ist, vergleichsweise energiearme infrarote Anregungsstrahlung in energiereichere Strahlung umzuwandeln.
Die DE 198 26 800 Al zeigt ein Verfahren zur Herstellung von Spezialpapier mit elektrisch leitenden Pigmenten als Sicherheitsmerkmal. Die Detektion dieses Sicherheitsmerkmales wird mithilfe kapazitiver Sensoren realisiert. Bei einer besonderen Ausführungsform wird Bariumsulfat als Merkmalsstoff verwendet, wodurch eine zusätzliche Codierung im optischen Bereich erzielt wird, da Bariumsulfat infrarotes Licht absorbiert. Die dafür erforderliche Sensoranordnung umfasst einen kapazitiven Sensor und einen optischen Scannersensor. Die mit diesem Merkmalsstoff erzielbare höhere Sicherheit weist den Nachteil auf, dass zur Prüfung eines solchen Sicherheitsmerkmales eine aufwändige Sensoranordnung erforderlich ist.
Die US 6,327,376 Bl zeigt ein elektronisches Gerät zur Messung eines Fingerabdruckes. Der Fingerabdruck wird mit einer remissionsoptischen Komponente vermessen. Die Position der Hautrillen im Fingerabdruck wird durch Ausnutzung eines kapazitiven Effektes bestimmt. Hierfür umfasst das Gerät mehrere Elektroden auf einem Sensorfeld. Das Sensorfeld umfasst ein Substrat, auf welchem die Elektroden angeordnet sind.
Die WO 2008/137851 Al zeigt einen Sensor zur Durchführung von Messungen im Gehirn eines Menschen. Der Sensor weist eine
Vielzahl an Lichtquellen und Lichtsensoren auf, die gemeinsam mit Elektroden auf einer dünnen Schicht angeordnet sind.
Die US 6,573,983 Bl zeigt einen optischen Sensor, der mit zusätzlichen Sensoren, welche üblicherweise in Wertdokumenten vorhandene Sicherheitsmerkmale erfassen, kombiniert werden kann. Die mehrerer Sensoren sind unabhängig voneinander aufgebaut und nicht auf einem gemeinsamen Trägersubstrat angeordnet .
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Sensoranordnung bereitzustellen, mit der einerseits auch kombinierte Sicherheitsmerkmale von Wertpapieren, Sicherheitsdokumenten oder sonstigen Produkten geprüft werden können und die andererseits kostengünstig herstellbar sowie einfach und vielseitig verwendbar ist. - A -
Die genannte Aufgabe wird durch ein Mikrosystem gemäß dem beigefügten Anspruch 1 sowie durch ein Prüfgerät gemäß dem beigefügten nebengeordneten Anspruch 12 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Mikrosystem handelt es sich um ein miniaturisiertes Gerät, wie es prinzipiell aus der Mikrosys- temtechnik bekannt ist. Das erfindungsgemäße Mikrosystem basiert auf einem Trägersubstrat beispielsweise in Form eines Chips, welcher aus Silizium oder einem anderen Halbleiter besteht. Aber auch andere Stoffe, wie spezielle Kunststoffe können als Material für das Trägersubstrat verwendet werden. Auf dem Trägersubstrat sind Sensoren in Form mindestens einer remissionsoptischen Komponente und eines Kondensators unmittelbar oder mittelbar über dazwischen liegende Schichten angeordnet. Die remissionsoptische Komponente dient zur Detek- tion optischer Eigenschaften von vorbestimmten Merkmalen, die auf oder in den zu erkennenden Wertpapieren, Sicherheitsdokumenten oder sonstigen Produkten angeordnet sind. Die remissionsoptische Komponente umfasst mindestens eine Lichtquelle und mindestens einen optischen Sensor. Die Lichtquelle dient dazu, Licht auf die zu erkennenden vorbestimmten Merkmale auszustrahlen. Der optische Sensor erfasst das von den Merkmalen remittierte Licht. Der Kondensator ist beispielsweise in Form eines Streufeldkondensators durch Elektroden gebildet und dient zur Detektion dielektrischer Eigenschaften oder auch zur Messung anderer elektrischer Eigenschaften der zu erkennenden vorbestimmten Merkmale. Die dielektrischen Eigenschaften der zu erkennenden Merkmale beeinflussen die Kapazität des Kondensators, wodurch die Merkmale elektrisch detektiert werden können. Beispielsweise kann der charakteristische
Schichtaufbau eines Wert- oder Sicherheitsdokumentes über die Variation der Eindringtiefe des elektrischen Feldes nach- gewiesen werden. Auch kann der Kondensator zur Bestimmung der Impedanz eines Merkmales verwendet werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Mikrosystem steht ein multifunktio- nelles miniaturisiertes Bauelement zur Verfügung, welches zur Prüfung der Echtheit von Wert- oder Sicherheitsdokumenten oder aber auch zum Auffinden von Plagiaten im Produktschutz angewendet werden kann. Das erfindungsgemäße Mikrosystem ist zur Erkennung der vorbestimmten Merkmale auf oder in den Wertpa- pieren, Sicherheitsdokumenten oder sonstigen Produkten geeignet, beispielsweise zur sicheren Erkennung von Sicherheitsmerkmalen auf Banknoten und Steuerbanderolen. Bei den zu erkennenden Merkmalen kann es sich um spezielle zusätzlich aufgebrachte Sicherheitsmerkmale oder aber um andere vorbe- stimmte Merkmale handeln, welche die Wertpapiere, Sicherheitsdokumente oder sonstigen Produkte aufgrund ihrer Struktur oder Gestaltung aufweisen. Die zu erkennenden Merkmale müssen nicht an der Oberfläche des Wertpapiers, Sicherheitsdokumentes oder sonstigen Produktes sichtbar sein. Das erfindungsgemäße Mikro- System ist zur sicheren Erkennung von Merkmalen geeignet, die aufgrund ihrer optischen oder dielektrischen Eigenschaften detektiert werden können. Erfindungsgemäß ist das Mikrosystem auch zur Erkennung von vorbestimmten Merkmalen geeignet, die aufgrund ihrer optischen und ihrer dielektrischen Eigenschaf- ten detektiert werden können. Somit ist das erfindungsgemäße Mikrosystem weitgehend universell zur Erkennung von vorbestimmten Merkmalen von Wertpapieren, Sicherheitsdokumenten oder sonstigen Produkten geeignet. Wegen der universellen Eignung kann es in hohen Stückzahlen und damit kostengünstig hergestellt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Mikrosystem handelt es sich um ein miniaturisiertes Bauelement, welches Abmessungen von typisch weniger als 1 cm x 2 cm aufweist, wodurch es aufwandsarm in bestehende oder neue Systeme zur Dokumenten- bzw. Produktprüfung integrierbar ist. Es kann aufgrund seiner kleinen Abmessungen insbesondere auch in mobilen Systemen verwendet werden.
Die Lichtquelle des erfindungsgemäßen Mikrosystems ist bevorzugt durch mindestens eine LED (lichtemittierende Diode) gebildet, die in einer Vertiefung des Trägersubstrats angeordnet ist. LED können mit sehr kleinen Abmessungen realisiert werden und sind daher besonders für das erfindungsgemäße Mikrosystem geeignet. Die Anordnung der LED in einer Vertiefung des Trägersubstrates gewährleistet zum einen einen mechanischen Schutz der LED und zum anderen einen Mindestabstand zu dem zu erkennenden Merkmal. Für besondere Merkmale oder Anwendungen kann die Lichtquelle auch durch eine Glüh-, Glimm-, Leuchtstofflampe oder eine andere Lampenart gebildet sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikrosystems ist die Lichtquelle durch mehrere LED oder durch mehrere Laser gebildet, die in unterschiedlich tiefen Vertiefungen des Trägersubstrates angeordnet sind. Diese Ausführungsform ist beispielsweise zur Erkennung von vorbestimmten Merkmalen geeignet, die im zu prüfenden Wertpapier, Sicherheitsdokument bzw. sonstigen Produkt eine unterschiedliche Tiefe aufweisen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikrosystems ist die Lichtquelle durch mehrere LED gebildet, die Licht unterschiedlicher Wellenlänge emittieren. Diese Ausführungsform ist zur Erkennung von vorbestimmten Merkmalen geeignet, die durch Licht unterschiedlicher Wellenlänge anregbar sind. Entsprechend der oben genannten Ausführungsform können die LED, die Licht unterschiedlicher Wellenlänge emittieren, zudem in unterschiedlich tiefen Vertiefungen des Trägersubstrates angeordnet werden. Dies ist zur Erkennung von vorbestimmten Merkmalen geeignet, die durch Licht unterschiedlicher Wellenlänge anregbar sind und unterschiedlich tief im zu prüfenden Wertpapier, Sicherheitsdokument bzw. sonstigen Produkt angeordnet sind. Die unterschiedlichen Wellenlängen können mit unterschiedlichen LED oder durch unterschiedliche Spannungen, die an die LED angelegt werden, erzeugt werden.
Der optische Sensor des erfindungsgemäßen Mikrosystems ist bevorzugt durch mindestens eine Photodiode gebildet, die als Schicht auf dem Trägersubstrat ausgebildet ist. Mikrosysteme in Form eines Halbleiterchips sind besonders gut geeignet, um auf diesen ein elektronisches Bauelement, wie eine Silizum- Photodiode als Schicht aufzubringen. Der optische Sensor des erfindungsgemäßen Mikrosystems kann aber auch durch andere optische Sensoren, wie beispielsweise eine Fotozelle, einen Phototransistor oder ein CCD-Element gebildet sein.
Die die Photodiode bildende Schicht ist bevorzugt segmentiert, wobei die Segmentierung in Richtung einer der beiden Ausdehnungen oder in beide Richtungen der Ausdehnungen der Schicht ausgeführt sein kann. Durch eine großflächige segmentierte Ausführung der Photodiode lassen sich laterale Verteilungen des von den Merkmalen remittierten Lichtes erkennen und auswerten. Dies erlaubt Rückschlüsse auf die geometrische Anordnung der Merkmale und somit eine höhere Sicherheit bei der Erkennung der vorbestimmten Merkmale.
Die den Kondensator bildenden Elektroden sind bevorzugt ebenfalls durch eine Schicht auf dem Trägersubstrat bzw. auf einer Zwischenschicht gebildet. Hierbei handelt es sich um eine elektrisch leitfähige Schicht, die entsprechend den jeweiligen Anforderungen strukturiert ist. Beispielsweise können die Elektroden durch jeweils eine kammartige, spiralartige und/oder rotationssymmetrische Struktur gebildet sein. Die kammartigen Strukturen können ineinander ragend angeordnet sein. Der Kondensator ist bevorzugt als
Streufeldkondensator ausgebildet, wobei über der die Elektroden bildenden Schicht eine Isolatorschicht angeordnet sein kann oder auch nicht.
Die die Elektroden bildende strukturierte Schicht ist besonders bevorzugt auf einer Zwischenschicht über der die Photodiode bildenden Schicht angeordnet. Bei der Zwischenschicht kann es sich beispielsweise um eine Glasschicht handeln, die auf dem Trägersubstrat angeordnet ist. Dieser schichtartige Aufbau des Kondensators und des optischen Sensors auf dem Trägersubstrat erlaubt eine Platz sparende Anordnung der Sensoren und somit sehr kleine Abmessungen des erfindungsgemäßen Mikrosystems . Die Messungen mithilfe des Kondensators und der Photodiode erfolgen am gleichen Ort und können auch gleichzeitig durchgeführt werden, Der Kondensator und die Photodiode werden immer gemeinsam ausgerichtet, wodurch die Ausrichtung schnell erfolgen kann. Es müssen im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen nicht umständlich zwei Detektoren zueinander ausgerichtet werden.
Das erfindungsgemäße Mikrosystem ist zu dessen mechanischen Schutz bevorzugt durch eine Kapselung verkapselt, wobei die Kapselung im Bereich der remissionsoptischen Komponente optisch transparent ist.
Die remissionsoptische Komponente kann so konfiguriert sein, dass sie zur Detektion vieler unterschiedlicher optischer Eigenschaften geeignet ist. Bei einer Konfiguration mit einigen wenigen LED und einer großflächigen segmentierten Photodiode lässt sich das erfindungsgemäße Mikrosystem für die Detektion vieler verschiedenartiger Merkmale einsetzen, beispielsweise zur Detektion materialspezifischer Absorptionseigenschaften von Substraten, Pigmenten, Binder u. ä. in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen, up- und down-conver- sion-Effekte, das Vorhandensein von Aufhellern und vieles mehr .
Das erfindungsgemäße Mikrosystem ist zu dessen Betrieb elektrisch mit dem zu verwendenden System zur Dokumenten- bzw. Produktprüfung zu verbinden. Hierfür weist das Mikrosystem im einfachsten Fall elektrische Anschlüsse auf, über welche die remissionsoptische Komponente und der Kondensator unmittelbar anschließbar sind. Das erfindungsgemäße Mikrosystem kann aber auch mit einer Ansteuer- und Auswerteelektronik ausgeführt sein, über welche die remissionsoptische Komponente und der Kondensator elektrisch betrieben werden können. Die Ansteuer- und Auswerteelektronik ist auf dem Trägersubstrat ausgebildet, vorzugsweise als mikroelektronische Halbleiterschaltung. Die Ansteuer- und Auswerteelektronik kann so konfiguriert werden, dass vorbestimmte Merkmale eines zu prüfenden Wertpapiers, Sicherheitsdokumentes oder sonstigen Produktes sowohl hinsichtlich ihrer optischen als auch ihrer dielektrischen Eigenschaften geprüft werden und die Ansteuer- und Auswerteelektronik ein logisches Signal ausgibt, ob das geprüfte Wertpapier, Sicherheitsdokument bzw. sonstige Produkt echt ist oder nicht. Eine solche Ausführung des erfindungsge- mäßen Mikrosystems ermöglicht sowohl eine hohe Sicherheit bei der Dokumenten- bzw. Produktprüfung durch die gleichzeitige Prüfung mehrerer Eigenschaften der vorbestimmten Merkmale als auch einfachste Integration in unterschiedliche Systeme zur Dokumenten- bzw. Produktprüfung.
Das erfindungsgemäße Mikrosystem kann auch weitere optische und elektrische Sensoren, aber auch mechanische und magnetische Sensoren umfassen. Hierdurch kann das Mikrosystem zur Erkennung von weiteren Merkmalen bzw. Sicherheitsmerkmalen angepasst werden.
Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch ein Prüfgerät zum Prüfen der Echtheit von Wertpapieren, Sicherheitsdokumenten oder sonstigen Produkten gelöst, in welches ein erfindungsgemäßes Mikrosystem integriert ist. Das erfindungsgemäße Prüfgerät ist zur Prüfung von unterschiedlichen Wertpa- pieren, Sicherheitsdokumenten bzw. sonstigen Produkten geeignet und ist aufgrund der geringen Abmessungen des Mikrosystems auch mobil ausführbar.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfin- düng ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen :
Fig. 1: eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemä- ßen Mikrosystems in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 2: eine Prinzipskizze einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikrosystems sowie eines zu erkennenden vorbestimmten Merkmales; und
Fig. 3: eine Prinzipskizze einer remissionsoptischen Komponente und eines zu erkennenden vorbestimmten Merkmals . Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mikrosystems, welches zum Erkennen unterschiedlicher vorbestimmter Merkmale auf oder in Wertpapieren, Sicherheitsdokumenten und sonstigen Produkten geeignet ist. Das Mikrosystem umfasst zunächst ein Trägersubstrat Ol aus Silizium in Form eines quaderartigen Chips. Das Trägersubstrat Ol bestimmt die Grundform des erfindungsgemäßen Mikrosystems und dient als Träger für eine remissionsoptische Komponente 02 und einen Streufeldkondensator 03. Die remissionsoptische Komponente 02 umfasst eine Lichtquelle 04, die aus drei LED 06, 07, 08 gebildet ist. Die drei LED 06, 07, 08 sind in einer Zeile angeordnet und befinden sich in einer Vertiefung 09 des Trägersubstrats 01. Die drei LED 06, 07, 08 emit- tieren Licht unterschiedlicher Wellenlänge, um unterschiedliche Merkmale von Wertpapieren, Sicherheitsdokumenten und sonstigen Produkten optisch anregen zu können. Alternativ können mehrere gleiche LED, beispielsweise drei weiß leuchtende LED verwendet werden, um die vorbestimmten Merkmale mit unter- schiedlichen Lichtstärken anregen zu können. Die drei LED 06, 07, 08 verfügen jeweils über eigene Anschlussleitungen 11, sodass die LED 06, 07, 08 separat ansteuerbar sind. Das erfindungsgemäße Mikrosystem kann auch mit weiteren LED, beispielsweise in einer Matrix-Anordnung ausgeführt sein. Die LED können auch über mehrere Vertiefungen im Trägersubstrat 01 verteilt sein.
Die remissionsoptische Komponente 02 umfasst weiterhin eine Photodiode 12. Die Photodiode 12 ist großflächig ausgeführt und erstreckt sich nahezu über die gesamte Oberfläche des
Trägersubstrats 01. Bei der Photodiode 12 handelt es sich um eine Silizium-Photodiode, die als Schicht auf das Trägersubstrat 01 aufgebracht ist. Das erfindungsgemäße Mikrosystem kann aber auch mit anderen optischen Sensoren oder Detektoren ausgeführt werden. Die Photodiode 12 ist segmentiert ausgeführt. Sie besteht aus vier Segmenten 13, 14, 16, 17, wodurch eine Auswertung von lateralen Verteilungen des von den vorbe- stimmten Merkmalen remittierten Lichtes ermöglicht ist. Hierfür besitzen die vier Segmente 13, 14, 16, 17 der Photodiode 12 eigene Zuleitungen 18. Zur Erkennung vorbestimmter optischer Merkmale von Wertpapieren, Sicherheitsdokumenten oder sonstigen Produkten werden die vorbestimmten Merkmale mit Hilfe der Lichtquelle 04 optisch angeregt. Je nach Art des optischen Merkmales wird das von der Lichtquelle 04 emittierte Licht in einer bestimmten Weise remittiert, d. h. reflektiert und ggf. hinsichtlich des Wellenlängenbereiches gewandelt. Ist das vorbestimmte Merkmal des Wertpapiers, Sicherheitsdoku- mentes bzw. sonstigen Produktes nicht vorhanden, wird das
Licht der Lichtquelle 04 nicht oder mit einer anderen Charakteristik remittiert. Das von den vorbestimmten Merkmalen remittierte Licht wird mit Hilfe der Photodiode 12 gemessen. Über eine Ansteuer- und Auswerteelektronik (nicht dargestellt) lässt sich ermitteln, ob das betreffende Merkmal auf dem Wertpapier, Sicherheitsdokument bzw. sonstigen Produkt vorhanden ist oder nicht.
Der Streufeldkondensator 03 umfasst vier Elektroden 21, 22, 23, 24, die sich über die Oberfläche des Trägersubstrates 01 erstrecken. Die vier Elektroden 21, 22, 23, 24 sind als Leiterbahnen ausgeführt und befinden sich als Schicht auf einer Zwischenschicht 25 aus Glas über der die Photodiode 12 bildenden Schicht. Die vier Elektroden 21, 22, 23, 24 sind kammartig ausgeführt, wobei jeweils zwei der vier Elektroden 21, 22; 23, 24 miteinander verkämmt sind. Die paarigen Elektroden 21, 22; 23, 24 sind symmetrisch gegenüber der Lichtquelle 04 angeordnet. Die vier Elektroden 21, 22, 23, 24 verfügen über separate Anschlussleitungen (nicht dargestellt) , sodass der gebildete Streufeldkondensator 03 unterschiedlich ansteuerbar ist. Dadurch ist die Detektion unterschiedlicher dielektrischer Merkmale der Wertpapiere, Sicherheitsdokumente oder Produkte ermöglicht. Beispielsweise ist der
Streufeldkondensator 03 derart ansteuerbar, dass der für ein Wertpapier oder Sicherheitsdokument charakteristische Schichtaufbau über die Variation der Eindringtiefe des elektrischen Feldes des Streufeldkondensators 03 nachgewiesen werden kann. Der Streufeldkondensator 03 erlaubt eine berührungslose Detektion vorbestimmter dielektrischer Merkmale.
Das erfindungsgemäße Mikrosystem kann zur Detektion von optischen oder dielektrischen Merkmalen universell eingesetzt werden. Es lassen sich aber insbesondere auch Wertpapiere, Sicherheitsdokumente oder sonstige Produkte auf Echtheit prüfen, die sowohl optische als auch dielektrische Sicherheitsmerkmale aufweisen. Daher ist das erfindungsgemäße MikroSystem für kostengünstige Systemlösungen verwendbar. Die Erkennungssicherheit lässt sich durch eine Kombination von unterschiedlich konfigurierten erfindungsgemäßen MikroSystemen nochmals steigern, wodurch beispielsweise auch neue Arten von Fälschungen erkannt werden können.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mikrosystems 31 sowie ein Sicherheitsmerkmal 32 eines zu prüfenden Objektes 33, beispielsweise eines Wertpapiers. Die Darstellung stellt das Prinzip in einem Querschnitt dar. In der Schnittdarstellung des Mikrosystems 31 sind insbesondere ein Trägersubstrat 36, eine Photodiode 37 und eine Lichtquelle 38 gezeigt. Die Lichtquelle 38 umfasst eine erste LED 39, eine zweite LED 41 und eine dritte LED 42. Die erste LED 39, die zweite LED 41 und die dritte LED 42 befinden sich in unter- schiedlich tiefen Vertiefungen 43 im Trägersubstrat 36, sodass die drei LED 39, 41, 42 einen unterschiedlichen Abstand zu dem zu prüfenden Objekt 33 aufweisen. Zudem emittieren die drei LED 39, 41, 42 Licht unterschiedlicher Wellenlänge. Das von den drei LED 39, 41, 42 emittierte Licht wird in einer besonderen Weise vom Merkmal 32 remittiert und trifft auf die Photodiode 37. Das emittierte und remittierte Licht ist jeweils durch Strahlengänge 46 angedeutet. Die Charakteristika des von der Photodiode 37 gemessenen Lichtes lassen Rückschlüsse zu, ob dieses Licht von dem zu erkennenden Sicherheitsmerkmal 32 des zu prüfenden Objektes 33 remittiert wurde oder nicht.
In der Darstellung ist weiterhin eine transparente Platte 48 im Querschnitt angedeutet, welche sich zwischen dem Mikrosys- tem 31 und dem zu prüfenden Objekt 33 befindet. Die transparente Platte 48 kann beispielsweise durch ein Fenster eines Dokumentenprüfgerätes gebildet sein. Die Detektion von optischen und dielektrischen Eigenschaften des zu prüfenden Objektes 33 mit Hilfe des erfindungsgemäßen Mikrosystems 31 erfor- dert keinen unmittelbaren Kontakt des Mikrosystems 31 zu dem zu prüfenden Objekt 33.
Fig. 3 zeigt eine remissionsoptische Komponente 51 eines erfindungsgemäßen Mikrosystems sowie ein zu erkennendes opti- sches Merkmal 52 in einer Prinzipdarstellung im Querschnitt. Die remissionsoptische Komponente 51 umfasst eine Photodiode 53 und eine Lichtquelle 54, welche durch LED gebildet ist. Die Photodiode 53 und die Lichtquelle 54 befinden sich auf einem Trägersubstrat 56 des erfindungsgemäßen Mikrosystems. In der gezeigten Darstellung befindet sich das zu erkennende Merkmal 52 eines zu prüfenden Objektes 57 über dem erfindungsgemäßen Mikrosystem. Die Lichtquelle 54 emittiert Licht, welches durch einen Lichtkegel 58 angedeutet ist. Das Merkmal 52 remittiert das von der Lichtquelle 54 emittierte Licht. Die laterale Verteilung der Leuchtdichte des remittierten Lichtes ist durch einen Graphen 59 dargestellt. Die Leuchtdichte des remittierten Lichtes weist zwei Maxima 61 auf, die sich örtlich lateral neben dem Merkmal 52 befinden. Aufgrund des segmentierten
Aufbaus der Photodiode 53 (im Detail gezeigt in Fig. 1) lässt sich der laterale Verlauf 59 des remittierten Lichtes aufnehmen. Somit kann im Vergleich zu einer singulären Photodiode nicht nur das gemittelte Maß der Leuchtdichte des remittierten Lichtes ermittelt werden, sondern es lässt sich auch ein für das Merkmal 52 charakteristischer lateraler Verlauf der Leuchtdichte des remittierten Lichtes detektieren. Dadurch kann mit einer hohen Sicherheit festgestellt werden, ob das zu prüfende Objekt 57 das Merkmal 52 enthält oder nicht.
Bezugszeichenliste :
01 Trägersubstrat
02 remissionsoptische Komponente 03 Streufeldkondensator
04 Lichtquelle 05
06 LED
07 LED 08 LED
09 Vertiefung 10
11 Anschlussleitungen
12 Photodiode 13 Segment der Photodiode
14 Segment der Photodiode 15
16 Segment der Photodiode
17 Segment der Photodiode 18 Zuleitungen
19
21 Elektrode
22 Elektrode
23 Elektrode 24 Elektrode
25 Zwischenschicht
31 Mikrosystem
32 Sicherheitsmerkmal
33 zu prüfendes Objekt 36 Trägersubstrat
37 Photodiode
38 Lichtquelle
39 erste LED zweite LED dritte LED
Vertiefung
Strahlengang transparente Platte remissionsoptische Komponente optisches Merkmal
Photodiode
Lichtquelle
Trägersubstrat zu prüfendes Objekt
Lichtkegel
Graph
Maximum

Claims

Patentansprüche
1. Mikrosystem (31) zur Erkennung vorbestimmter Merkmale (32, 52) von Wertpapieren (33, 57), Sicherheitsdokumenten oder sonstigen Produkten, umfassend:
- eine remissionsoptische Komponente (02, 51) zur Detektion optischer Eigenschaften der vorbestimmten Merkmale (32, 52), mit einer Lichtquelle (04, 38, 54) zur Emission von Licht auf die vorbestimmten Merkmale (32, 52) und einem optischen Sensor (12, 37, 53) zur Detektion des von den vorbestimmten Merkmalen (32, 52) remittierten Lichtes;
— einen durch Elektroden (21, 22, 23, 24) gebildeten Kondensator (03) zur Detektion elektrischer Eigenschaften der vorbestimmten Merkmale (32, 52); - ein Trägersubstrat (01, 36, 56), auf welchem die remissionsoptische Komponente (02, 51) und der Kondensator (03) mittelbar oder unmittelbar angeordnet sind.
2. Mikrosystem (31) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (04, 38, 54) durch mindestens eine LED (06, 07, 08, 39, 41, 42) oder eine Laserlichtquelle gebildet ist, die in einer Vertiefung (09, 43) des Trägersubstrates (01, 36, 56) angeordnet ist.
3. Mikrosystem (31) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (38) durch mehrere LED (39, 41, 42) oder durch mehrere Laser gebildet ist, die in unterschiedlich tiefen Vertiefungen (43) des Trägersubstrates (36) angeordnet sind.
4. Mikrosystem (31) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (04, 38) durch mehrere LED (06, 07, 08, 39, 41, 42) gebildet ist, die Licht unterschiedlicher Wellenlänge emittieren.
5. Mikrosystem (31) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sensor durch mindestens eine Photodiode (12, 37, 53) gebildet ist, die als Schicht auf dem Trägersubstrat (01, 36, 56) ausgebildet ist.
6. Mikrosystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (21, 22, 23, 24) durch eine strukturierte Schicht gebildet sind.
7. Mikrosystem nach dem auf Anspruch 5 rückbezogenen Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die die Elektroden (21, 22, 23, 24) bildende strukturierte Schicht auf einer Zwischenschicht (25) über der die Photodiode (12) bildenden Schicht angeordnet ist.
8. Mikrosystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die die Elektroden (21, 22, 23, 24) bildende strukturierte Schicht kammartige, spiralartige und/oder rotationssymmetrische Strukturen aufweist.
9. Mikrosystem (31) nach Anspruch 5 oder einem auf diesen rückbezogenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die die Photodiode (12, 37, 53) bildende Schicht segmentiert ist.
10. Mikrosystem (31) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Trägersubstrat (01, 36, 56) weiterhin eine Ansteuer- und Auswertelektronik zum Betrieb der remissionsoptischen Komponente (02, 51) und des Kondensators (03) ausgebildet ist.
11. Mikrosystem (31) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es durch eine Kapselung verkapselt ist, wobei die Kapselung im Bereich der remissionsoptischen Komponente (02, 51) optisch transparent ist.
12. Prüfgerät zum Prüfen der Echtheit von Wertpapieren (33, 57), Sicherheitsdokumenten oder sonstigen Produkten, in welches ein Mikrosystem (31) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 integriert ist.
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