EP4131190A1 - Erkennung von endlosen, sich wiederholenden elektrisch leitfähigen mustern mit hilfe kapazitiver touchscreens - Google Patents

Erkennung von endlosen, sich wiederholenden elektrisch leitfähigen mustern mit hilfe kapazitiver touchscreens Download PDF

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Publication number
EP4131190A1
EP4131190A1 EP21190157.4A EP21190157A EP4131190A1 EP 4131190 A1 EP4131190 A1 EP 4131190A1 EP 21190157 A EP21190157 A EP 21190157A EP 4131190 A1 EP4131190 A1 EP 4131190A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
security feature
electrically conductive
conductive
calibration element
dependent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21190157.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kaur Khangura Manpreet
Höft Daniel
Köpcke Johannes
Weigelt Karin
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.)
Prismade Labs GmbH
Original Assignee
Prismade Labs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Prismade Labs GmbH filed Critical Prismade Labs GmbH
Priority to EP21190157.4A priority Critical patent/EP4131190A1/de
Publication of EP4131190A1 publication Critical patent/EP4131190A1/de
Pending legal-status Critical Current

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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
    • G07D7/02—Testing electrical properties of the materials thereof
    • G07D7/026—Testing electrical properties of the materials thereof using capacitive sensors
    • 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
    • G07D7/17—Apparatus characterised by positioning means or by means responsive to positioning

Definitions

  • the invention relates to a method for verifying an object, preferably a document, banknote, security, (bank) card and/or product packaging, comprising an electrically conductive security feature, on a device comprising a surface sensor and an object with a security feature and a method for its production and a system for carrying out the method and for verifying a document with a conductive electrical security feature on a capacitive surface sensor.
  • the invention relates to a safe and simple method for checking or checking the authenticity of electrically conductive security features, such as holograms, security strips, security threads and patches, in particular those that are not applied to an object in a registered position, i.e. the exact position of a section (e.g. pattern) of the hologram, the security strip, the security threads and/or the patch on the object is not known in advance.
  • electrically conductive security features such as holograms, security strips, security threads and patches
  • the security features mentioned are applied, among other things, as authenticity features to documents, banknotes, securities, identification cards and documents as well as to high-quality products and packaging and serve to protect the documents from forgery.
  • Electrically conductive security features in general and holograms in particular are difficult to forge or imitate compared to other print patterns or print structures and are therefore used to protect valuable documents.
  • electrically conductive security features for example holograms, are difficult to check with regard to authenticity and/or originality.
  • the security features are usually checked visually by the end user. In particular, color change effects, movement effects, 3D effects and other effects that become visible under certain conditions are checked. Lighting, the viewing angle, the movement of the document, etc. all influence the detectability of such effects. In summary, a great deal of knowledge about the respective security feature is required in order to make a statement about its authenticity. The end user usually does not have this knowledge and it is also difficult for the publisher of the respective document to communicate it.
  • EP 1760670 A1 describes, for example, a device for checking holograms using optical methods.
  • a method for verifying an object preferably a document, a (bank) card and/or product packaging with an electrically conductive security feature on a device with a capacitive area sensor (preferably a smartphone) is known.
  • a dynamic input is made on the object and the electrically conductive security feature using an input means to generate a characteristic time-dependent and path-dependent signal on the area sensor.
  • the detected time-dependent and path-dependent signal is then evaluated.
  • security features that were applied in the register can be considered, i.e. the electrically conductive structure of a security feature (e.g. hologram strip) has a fixed, known position within the object (apart from minimal production tolerances).
  • a security feature e.g. hologram strip
  • electrically conductive structures in the form of endless structures are applied to a substrate material or object.
  • An endless structure is preferably to be understood as meaning an electrically conductive structure which is repeated several times (in a pattern) over the length.
  • An example is the application of hologram stripes to banknotes. The substrate material is only cut into individual banknotes after the hologram strips have been applied. Such hologram strips or threads are generally not applied in a registered position, ie the exact position of a section (eg the pattern) on the object is not known in advance.
  • any point of the electrically conductive structure can be the starting point of the swipe gesture in the reading process.
  • the disadvantage of this is that the pattern must not exceed a certain section length along a preferred direction and must not be designed to be larger than half the object extension or banknote extension along the preferred direction (cf. also 2 ).
  • the pattern can also include a smaller number of safety-relevant features. This has the disadvantage that security features, which are obtained by applying an endless structure to the object, correspond to a lower security standard than is desirable due to the limited security-relevant features.
  • the object of the invention was therefore to eliminate the disadvantages of the prior art.
  • An important advantage of the method according to the invention is the need for extremely few method steps and system components, while still allowing an extremely robust and error-resistant verification of an object with an electrically conductive security feature is generated, which in particular does not have to be in a registered position. In particular, the exact position of a section on the object does not have to be known in advance.
  • the starting point for the present method was the fact that a security feature on an object includes a specific, preferably encrypted, information value that cannot be easily reworked or imitated by third parties. Particularly in the case of security features that are produced using an electrically conductive structure with an endless structure, it must be ensured that this information value, which is preferably encrypted, is always present on the object. As already explained, this was only possible with the known methods from the prior art, in that the encrypted information value was included in a pattern of the electrically conductive structure and the pattern (along a preferred direction) was at most so large in length that the pattern in any case occurred at least once in its entirety in the security feature when applied to the object.
  • the length of the pattern was not allowed to exceed half, in particular 43%, of the extent of the object in a preferred direction.
  • the small or limited length of the pattern led to a limitation of the information value, so that a reduced security standard was achieved.
  • Electrically conductive endless structures with a pattern that has exceeded half the extent of the object could not previously be realized for use as a security feature using conventional methods known from the prior art.
  • any point of the electrically conductive structure in the readout process could be the starting point of a dynamic input, for example a swipe gesture, and therefore a reference of the received signal to the information value could only be established once the input or swipe gesture once the pattern completely covered.
  • a dynamic input for example a swipe gesture
  • the core of the method according to the invention is to detect a calibration element, which serves as a reference, in the security feature applied to an object.
  • a position-related association between the security feature or its information value and the characteristic time-dependent and path-dependent signal can advantageously be established.
  • the design of the security feature it is advantageously no longer necessary to ensure that the pattern is coherently included in the security feature in its entirety. Instead, the pattern can also be divided or in sub-areas lined up next to one another, in which case at least the calibration element should exclusively be included on the security feature.
  • the present invention describes a method for checking or verifying the authenticity of electrically conductive security features, for example holograms, using capacitive area sensors.
  • capacitive area sensors are capacitive touch screens, which are now used in all common smartphones as a combined input and output sensor output interface are included.
  • Capacitive area sensors can also be specially designed and designed for specific applications.
  • Electrically conductive security features in particular holograms, usually comprise a metalized layer, i.e. they are usually electrically conductive. If electrically conductive structures or elements are brought into active contact with a capacitive area sensor, local capacitive interactions take place between the electrically conductive elements and the area sensor, i.e. the security feature or the hologram locally changes the capacitance in the area sensor. This local change in capacitance can be detected by the evaluation electronics of the area sensor and further processed using hardware and software.
  • the present invention enables an electronic and significantly more secure verification of a security feature that could previously only be evaluated optically, using devices that are available to practically almost every citizen.
  • This means that the method for checking the authenticity of the security features is not exclusive, but rather is advantageously available to a very broad target group.
  • the authenticity check of banknotes or documents of value, for example, can thus be carried out directly by the end user without the need for special tools.
  • the method according to the invention for checking authenticity is preferably characterized by an interactive interaction between the user, security feature and smartphone or testing device.
  • the improved checking of the security feature, as described here, results in the application being able to use these security features or the documents that use them as access keys to digital applications.
  • a banknote can be electronically checked for authenticity by the user himself on his smartphone. Once the check has been completed, the banknote on the smartphone enables access or additional information, such as notes on other security features on the banknote or exchange rates.
  • This recognition function can also be used to communicate the type, denomination or other information about the banknote in an accessible manner acoustically, optically or using other methods.
  • Identity documents or payment cards can also be equipped with an individual security feature that can be read electronically according to the invention.
  • this also enables the user to be recognized and thus access to a digital user account, either via a reader in a bank branch, for example, or directly on the user's smartphone.
  • this invention enables the provision of a novel and secure access key to digital services.
  • the inventors have succeeded in developing rules for the structural design that restrict the optical design of the electrically conductive security features as little as possible or are even integrated into the optical design and at the same time enable a reproducible evaluation by capacitive area sensors.
  • any desired designs for structuring can advantageously be provided very freely by demetallization—even retrospectively—so that particularly reliable coding can take place.
  • the demetallization can preferably include removing, for example, strip-shaped areas from a metallic security feature.
  • linear interruptions of any other configuration can also be introduced into a flat, preferably homogeneous, electrically conductive area by means of demetallization.
  • This method of evaluating or checking an electrically conductive security feature can also be referred to as determining a so-called “capacitive fingerprint”.
  • Capacitive fingerprint No method is known from the prior art to specifically detect calibration elements within electrically conductive structures and thus establish a position-related association between the security feature and the characteristic time-dependent and path-dependent signal. This method enables a more extensive information value to be implemented in a security feature which was produced using an endless structure and which is therefore not in a registered position, i.e. the exact position of a section on the object is not known in advance.
  • capacitive touch screens or touch screens do not output capacitance values.
  • This data is recorded and pre-processed by the touch controller, an integrated circuit, from the electrode grid of the surface sensor and output in the form of so-called touch events.
  • the information about touch events available to the application developer usually includes the information ID (number of the respective touch), type (touch start, touch move, touch end, touch cancel), x-coordinate, y -Coordinate and timestamp.
  • the developer has access to additional information, such as the diameter of the touch or the input.
  • the security feature preferably comprises at least one electrically conductive structure. Since the electrically conductive security feature is characterized in particular by the structuring of the electrically conductive structure, the terms electrically conductive security feature and electrically conductive structure can sometimes be used synonymously.
  • the security feature comprises an electrically conductive structure which is composed of different conductive materials.
  • the electrically conductive structure is a combination of a metallization and additional printed electrically conductive elements.
  • a combination of metallized electrically conductive elements with printed electrically conductive elements is advantageous. Electrically conductive inks based on metal particles, various carbon configurations, electrically conductive polymers or other electrically conductive materials are used to print electrically conductive structures.
  • this security feature is applied to an item or object to be protected.
  • an object to be protected or an object to be protected is in particular a document or card-like object to be protected.
  • the terms are preferably used synonymously.
  • the object can also be referred to as a verification object.
  • the method is characterized in that the object is a document, preferably a bank note, a card-like object, preferably a bank or credit card, and/or product packaging.
  • the security feature according to the invention is preferably applied to an electrically non-conductive substrate material, e.g. paper, cardboard, synthetic paper, banknote paper based on cotton, polymers or hybrid materials, laminates, plastics, foils, wood or other electrically non-conductive conductive substrates or support materials.
  • the object thus preferably comprises a non-conductive substrate, e.g. the paper of a banknote, and an electrically conductive security feature which is applied to the substrate.
  • Non-conductive areas are preferably formed by the substrate, while the conductive areas are defined by the security feature
  • the method for checking the authenticity of the security feature preferably comprises two method stages or sections.
  • the calibration element is recognized or determined, for example by means of a regression model.
  • the security feature or the characteristic time- and path-dependent signal is recognized (or checked, compared or decoded).
  • the second method section of the actual classification or detection of the security feature uses the position of the calibration element determined in the first method section.
  • the electrically conductive security feature comprises a metal and/or other conductive material, which is preferably structured.
  • Minimum and maximum structure sizes result preferably from the geometry of the electrode grid (of a surface sensor) and from the geometry of a finger/input means.
  • the invention preferably also includes an object and a method for checking or verifying a device (preferably a document).
  • the aim of checking the object can be to determine the authenticity or originality of the security feature.
  • the device is checked using a capacitive area sensor, for example using the capacitive touch screen (touch screen) of a smartphone or another terminal device.
  • the main advantage of using such a device is its widespread use and constant availability. This means that documents can be checked at any time and anywhere.
  • the capacitive touch screens are primarily designed for operation using finger gestures. Various gestures, such as tapping, swiping with one or more fingers, zooming and other variants, allow a diverse operation of graphical user interfaces. Technologically, there are capacitive ones Touch screens usually consist of a grid of transmitting and receiving electrodes, which are arranged orthogonally to one another, for example.
  • the term “capacitive area sensor” preferably designates input interfaces of electronic devices.
  • a special form of the "capacitive area sensor” is the touchscreen, which, in addition to the input interface, also serves as an output device or display.
  • Devices with a capacitive surface sensor are able to perceive external influences or influences, such as touches or contacts on the surface, and evaluate them using the associated logic.
  • Such surface sensors are used, for example, to make machines easier to operate.
  • Area sensors are usually provided in an electronic device, which can be smartphones, mobile phones, displays, tablet PCs, tablet notebooks, touchpad devices, graphics tablets, televisions, PDAs, MP3 players, trackpads and/or capacitive input devices, without being limited to it.
  • Such surface sensors are preferably set up to detect multiple touches at the same time, which means, for example, that elements displayed on a touchscreen can be rotated or scaled.
  • the sequence of terms “device containing a surface sensor” or “device with a surface sensor” preferably refers to electronic devices, such as those mentioned above, which are able to further evaluate the information provided by the capacitive surface sensor. In preferred embodiments, these are mobile terminals.
  • end device and “device” are used as synonyms for each other and can be replaced by the other term in each case.
  • Touch screens are preferably also referred to as touch screens, touch screens, area sensors or touch screens.
  • a surface sensor does not necessarily have to be used in connection with a display or a touchscreen, i.e. it does not necessarily have to have a display.
  • the area sensor is visibly or not integrated into devices, objects and/or devices.
  • area sensors comprise at least one active circuit, which is preferably referred to as a touch controller, which can be connected to a structure of electrodes.
  • the electrode grid of a surface sensor comprises groups of electrodes, the groups of electrodes differing from one another in terms of their function, for example.
  • This can be, for example, transmission and reception electrodes, which can be arranged in columns and rows in a particularly preferred arrangement, i.e. in particular form nodes or intersections at which at least one transmission and one reception electrode cross each other or overlap.
  • the crossing transmitting and receiving electrodes are preferably aligned with one another in the area of the node points in such a way that they essentially enclose an angle of 90° with one another.
  • An electrostatic field that reacts sensitively to changes or capacitive interactions is preferably formed between the transmitting and receiving electrodes of the area sensor. These changes can be caused, for example, by touching the surface of the area sensor with a finger, a conductive object and/or an electrically conductive structure. Capacitive interaction, for example a discharge of charges to the finger or a conductive object, leads in particular to local potential changes within the electrostatic field, which is preferably caused by the fact that, for example, by touching a contact surface of an electrically conductive structure, the electric field between the transmitting and receiving electrodes is reduced locally. Such a change in the potential ratios is preferably detected and further processed by the electronics of the touch controller.
  • the touch controller controls the electrodes in such a way that a signal is transmitted between one or more transmitting electrodes and one or more receiving electrodes, which signal is preferably an electrical signal, for example a voltage, an amperage or a potential (difference) can act.
  • a signal is transmitted between one or more transmitting electrodes and one or more receiving electrodes, which signal is preferably an electrical signal, for example a voltage, an amperage or a potential (difference) can act.
  • These electrical signals in a capacitive surface sensor are preferably evaluated by the touch controller and processed for the device's operating system.
  • the information transmitted from the touch controller to the operating system of the device describes so-called individual “touches” or “touch events”, which can be imagined as individually recognized touches or can be described as individual inputs.
  • These touches are preferably characterized by the parameters "x coordinate of the touch", “y coordinate of the touch”, “time stamp of the touch” and “type of touch”.
  • the "x and y coordinate” parameters describe the position of the input on the touchscreen.
  • a time stamp is preferably assigned to each pair of coordinates, which describes when the input took place at the corresponding point.
  • the "Type of touch event” parameter describes the detected status of the input on the touchscreen.
  • a person skilled in the art is familiar with the types Touch Start, Touch Move, Touch End and Touch Cancel. With the help of the parameters Touch Start, at least one Touch Move and Touch End as well as the associated coordinates and time stamps, a touch input can be described on the capacitive area sensor.
  • PCT Projected capacitance touch technology
  • the electric field between the electrodes becomes local when touched with a finger or an electrically conductive object decreased, i.e. "charges are subtracted".
  • the electric field is changed and a characteristic signal is generated or detected by the touch controller.
  • the term “signal generated or detected by the dynamic input on the area sensor” is preferably understood to mean the signal which is detected by the area sensor due to the capacitive interaction between the electrically conductive structure, the input means and the area sensor while the input sequence is being carried out. It is therefore preferably a dynamic signal, for example in the form of sequential coordinate positions of touch events, which are processed by the area sensor.
  • the detected or generated signal is therefore preferably also referred to as a time-dependent signal.
  • the detected or generated signal is preferably also referred to as a path-dependent signal.
  • the “path” preferably relates to the input gesture or the path covered with the input means during the input sequence and the resulting sequential coordinate positions of touch events.
  • the input means are preferably fingers or special input pens, for example touch pens.
  • the input means are preferably able to change a capacitive coupling between row and column electrodes within the area sensor.
  • the input means are preferably designed in such a way that they can trigger a touch event on a capacitive touch screen. Since the touchscreens are optimized for input using human fingers, any input means that imitate the shape, size and/or capacitive interactions between a finger and a surface sensor can be preferred.
  • the diameter of the touch area of a finger on the capacitive touch screen is about 7-8 mm. Most commercially available touchscreens are optimized for the exact position determination of touch inputs of this magnitude. If the touch screen is now to be used to detect electrically conductive structures, certain boundary conditions regarding minimum and maximum size must be observed in the design (size, shape, geometry, outline, internal structuring, etc.) of the electrically conductive structure. As already described above, this results in narrow limits or strict design rules for electrically conductive structures if they are to be recognized reliably and reproducibly by capacitive touch screens. In other words, the freedom of design for structures of this type is severely restricted and largely defined by the readout technology.
  • the security feature is preferably applied over the entire length of the object along a preferred direction. It has been shown that the edge areas of the object do not make any technical contribution to the verification of the object, so that the effectively usable length of the object is smaller than the total extent of the object.
  • the underlying technology is preferably based on wiping the electrically conductive structure or the security feature with the aid of an input means, for example a finger, while the object is lying on the capacitive touch screen. Since it is usually not possible for a user to swipe exactly from beginning to end along the operating track and the input device itself has a certain diameter (e.g. the fingertip), the usable length of the object is correspondingly smaller than the total length of the object in the operating direction .
  • the edge area of an object is preferably unusable, with the "unusable edge area" preferably having an extension along the preferred direction of preferably 3-10 mm, in particular 5 mm.
  • the pattern within a security feature must be present in its entirety in this area in the course of methods from the prior art.
  • the usable length of the object L eff in the operating direction is 60 mm.
  • the maximum length of the pattern L A of 30 mm corresponds to only about 43% of the total length of the object (cf. 2 ).
  • the method according to the invention ignores this limitation and, above all, also enables a length of patterns that can cover far more than half of the entire extent along a preferred direction of the object.
  • at least one calibration element within the electrically conductive security feature is preferably identified in a first step and, based on this, in a second step, the electrically conductive security feature is evaluated, which uses the position data of the calibration element.
  • electrically conductive structures are significantly smaller than the average diameter of the contact point of a finger on the touch screen (7-8 mm), such electrically conductive individual elements are usually not recognized or ignored by the touch controller of the capacitive touch screen. Depending on the device, elements with a diameter of ⁇ 3-5 mm are primarily affected.
  • the recognized positions are not reproducible or selective.
  • such inputs are ignored, for example, by the touch controller as part of the so-called “palm rejection” (recognition of undesired inputs by the heel of the hand) or the so-called “touch cancel event” occurs when overly large electrically conductive elements come into contact with capacitive touch screens. ie the corresponding information is not evaluated or ignored / filtered out by the touch controller.
  • the distance between the elements is also important for reliable and reproducible detection. If two individual elements are too close together, the touch controller does not interpret the input as two individual elements, but as one larger element. This effect can be described as a merging of touch points and, depending on the end device or touch controller, occurs preferably at distances ⁇ 6-10 mm (center to center).
  • a calibration element is preferably an electrically conductive or electrically non-conductive area within a security feature and/or an electrically conductive structure.
  • the calibration element preferably differs from all other electrically conductive or non-conductive areas included in the security feature.
  • a characteristic time-dependent and path-dependent signal is generated, this signal including a signal sequence that can be unambiguously assigned to the calibration element.
  • the signal sequence is preferably obtained when the input means sweeps over the position of the calibration element within the security feature. Accordingly, the signal sequence can be reproduced each time the calibration element is swept over.
  • the calibration element serves as a reference. Starting from the calibration element as a reference, a position-related association between the security feature and the characteristic time-dependent and path-dependent signal can advantageously be established. Accordingly, the calibration element can also be regarded as a reference element or reference element.
  • the method is characterized in that the characteristic time-dependent and displacement-dependent signal includes a calibration-element-specific signal sequence that is assigned to the calibration element.
  • a signal sequence is preferably a section and/or excerpt and/or partial area and/or partial sequence of a signal.
  • the characteristic time-dependent and path-dependent signal obtained within the meaning of the invention comprises a section or a signal sequence which can be unambiguously assigned to the calibration element according to the invention. This signal is reproducible and each time an input means sweeps over the calibration element while the security feature is placed on a surface sensor, the signal sequence dependent on the calibration element is generated.
  • the signal sequence specific to the calibration element can therefore be detected in the overall signal.
  • the signal assigned to the calibration element is correspondingly specific to the calibration element, i.e. this signal sequence differs from the rest of the signal and can be unambiguously attributed to the calibration element using suitable means.
  • the calibration element preferably generates a unique signal.
  • the method is characterized in that the calibration element-specific signal sequence represents a reference in the characteristic time-dependent and path-dependent signal and the calibration element represents a reference in the electrically conductive security feature, so that a position-related association between the Security feature and the characteristic time-dependent and path-dependent signal can be produced.
  • the calibration element-specific signal sequence represents a reference in the characteristic time-dependent and path-dependent signal
  • the calibration element represents a reference in the electrically conductive security feature
  • an algorithm can now determine how a pattern is positioned in the characteristic signal and verify the security feature and/or read out encoded information in the security feature or in the pattern.
  • the method is characterized in that the electrically conductive security feature comprises a section of a structure with conductive and non-conductive areas with a pattern that is repeated in sections along at least one preferred direction.
  • Such a structuring with conductive and non-conductive areas with a pattern that is repeated in sections is preferably understood to mean a so-called endless structure, with a partial area or a section or section of this structuring being present on the object and serving as a security feature. It is not apparent which detail or section of the structuring or in particular how the pattern (eg divided or connected) is applied to the object.
  • the section essentially takes on the same length as the entire extent of the object in a preferred direction.
  • the use of an endless structure is particularly advantageous when producing an object with a security feature, since the endless structure is preferably applied to a substrate material and only then is the substrate material divided, preferably cut, into different objects.
  • the endless structure is preferably rolled up on a roll and is applied to the substrate material starting from the roll.
  • the security feature there is no complex, precise positioning of the security feature, so that it is a security feature or an electrically conductive structure in an unregistered position on the respective object. It has been shown that the use of the calibration element according to the invention when producing a security feature using endless structures allows comprehensive information values to be embedded in such security features, since the positioning of different sections can be detected by the calibration element.
  • the pattern no longer has to be present continuously in its entirety on the object (along the effectively usable length). Rather, it can also be divided and lined up along the effectively usable length on the object, so that significantly larger patterns can also be used in the course of the conventional production of non-registered security features. Even if these do not result in a coherent pattern over the effective usable length of the object, but instead only include part of an end followed by the beginning of a new pattern, the resulting security features on the object have a more comprehensive information density. This means that security features with increased security can be applied to the object, although it is still manufactured with an electrically conductive endless structure.
  • the section length of the pattern preferably has a length which preferably corresponds to 50%-90% of the extension of the object in a preferred direction, more preferably 65%-80% of the extension of the object in a preferred direction and in particular 74% of the extension of the object in a preferred direction. It has been shown that the selected section lengths of the preferred pattern with a calibration element are particularly well suited to integrating a lot of information and still using the simplified process of producing a security feature via an endless structure.
  • the preferred direction can preferably be aligned along the longitudinal extension or a longitudinal axis of the object. More preferably, the preferred direction may be oriented along the transverse axis or transverse extent of an object.
  • a section with a pattern is preferably followed by a new section with the same pattern, in other words the patterns are lined up next to one another.
  • the particular advantage in the preferred embodiment is that the pattern no longer has to be completely included along a section length in the area of the effectively usable length, but it is sufficient if a first partial area (e.g. the end) of the pattern is in a first section followed by a further section with a second partial area (e.g. the beginning) of the pattern arranged in the effectively usable length of the object (cf. 1 ).
  • the partial areas of the pattern can preferably be complementary to one another, so that they would result in an entire pattern in a mental assembly and “resorting”.
  • the method is a two-stage evaluation method, characterized in that the evaluation of the characteristic time-dependent and path-dependent signal includes a detection of at least one calibration element within the electrically conductive security feature in a first method step and, in a second method step, a (further ) Evaluation of the characteristic time-dependent and path-dependent signal, which is based on the detection of the calibration element within the electrically conductive security feature.
  • the detection of the calibration element preferably includes a detection of a signal sequence specific to the calibration element as a reference in the characteristic time-dependent and path-dependent signal, which allows a position-related association between the security feature and the characteristic time-dependent and path-dependent signal.
  • the (further) evaluation of the characteristic time-dependent and path-dependent signal preferably includes an evaluation of the signal taking into account this position-related association of the security feature and the path- and time-dependent signal made possible by the calibration element.
  • a start and end value for the evaluation of an expected pattern within the time-dependent and distance-dependent signal can first be established. It is also possible for sections of the time- and path-dependent signal to be reassembled or sorted so that a pattern can be evaluated as a coherent signal sequence.
  • sections of the time- and path-dependent signal to be reassembled or sorted so that a pattern can be evaluated as a coherent signal sequence.
  • an end area of the pattern can be present on an upper section of the security feature and, separately from this, an initial area of the pattern can be present on a lower section of the security feature.
  • a position-related assignment is possible in a first step, which allows corresponding sections of the time-dependent and path-dependent signal to be combined or re-sorted.
  • the calibration element can be used to obtain a signal sequence which corresponds to a time- and path-dependent signal of a coherent pattern, i.e. a pattern which is coherently present with the start and end area completely within a security feature on the object.
  • the evaluation of the pattern as a coherent signal sequence with a well-defined final and initial value is preferably carried out in a second method section, for example by means of a classification model.
  • the pattern contained in the security feature preferably corresponds to a capacitive fingerprint, which is used to verify the object.
  • a position-dependent assignment of the capacitive fingerprint is carried out using the calibration element, or partial areas are combined or rearranged to form a coherent capacitive fingerprint, which is then decoded or classified.
  • the two-stage process of evaluating the characteristic time- and displacement-dependent signal that is, firstly the detection of a calibration element and, based on this, the recognition of a pattern—can be carried out with differently designed methods, preferably computer-implemented algorithms.
  • This can preferably improve both the efficiency and the accuracy of the verification of the Security feature can be increased as such.
  • the recognition of the calibration element plays an important role above all when the pattern is not contained in the security feature in a coherent manner but rather divided up.
  • the calibration element serves as a reference element that reassembles the separated parts of the pattern (mentally or virtually) and can thus read out the information contained in the pattern. It can preferably also be provided that the pattern is intentionally never contained coherently in a security feature on the object in order to store encrypted information more securely and to make it more difficult for third parties who have no knowledge of the calibration element to recognize and evaluate the pattern .
  • the evaluation of the pattern can in particular include a detection of edges as transitions between conductive and non-conductive areas or a detection of the arrangement and/or shape of electrically conductive individual elements.
  • edge is preferably understood to mean a transition between a conductive area and a non-conductive area within the security feature.
  • conductive and non-conductive areas can alternate in strips.
  • non-conductive interruptions with any linear shape, for example straight, circular, elliptical, rectangular, triangular, star-shaped, etc., can be present in a flat, largely homogeneous, electrically conductive area.
  • the transitions between the flat, electrically conductive area and the non-conductive interruptions represent edges within the meaning of the invention.
  • edges in the sense of the invention are therefore preferred by a sudden increase (or decrease) of conductive material at a transition from a non-conductive area to a conductive area (or vice versa).
  • Erratic preferably means an increase or decrease over a distance that is extremely small compared to the dimensions of the conductive and non-conductive areas.
  • an edge is preferably characterized by a substantially vertical rise or fall in conductive material. According to the invention, it was recognized that any inhomogeneities that occur can be detected particularly reliably as edges by a preferably linear sweeping movement.
  • the method is characterized in that the geometry of the electrically conductive security feature, preferably its shape, outline, contour and internal structuring, in particular with regard to the presence of edges, determines the course of the time-dependent signal in the capacitive area sensor.
  • the term “internal structuring” or also “internal structure” preferably characterizes the distribution of conductive and non-conductive areas within the (overall) outline of a security feature or a pattern contained therein.
  • the internal structure of the security feature can preferably be defined by the individual elements arranged within the security feature.
  • the arrangement of the individual elements, their geometric configuration and the edges generated thereby give the security feature—or a pattern contained therein—an individual internal structure.
  • a security feature that is designed with a smaller number of wider, strip-shaped individual elements has, for example, a different internal structure than a security feature that is designed with a higher number of thinner, strip-shaped individual elements, with the entire external geometry of the two security features can be identical.
  • An individual inner structuring of the security features can particularly preferably be carried out by demetallization, i.e. a preferably subsequent removal of conductive areas from a flat layer.
  • demetallization i.e. a preferably subsequent removal of conductive areas from a flat layer.
  • different numbers and differently dimensioned strips can be removed from security features with an identical external shape in order to obtain different internal structures.
  • any other internal structuring can be provided and reliably differentiated using the method.
  • a large number of different line-shaped interruptions can be introduced into a homogeneous area.
  • Security features with highly individualized "internal structures" can be obtained both through the positioning of the interruptions, e.g. a positioning of stars, circles, spirals, etc., and through their designs.
  • the method is characterized in that the electrically conductive security feature comprises at least two individual elements are galvanically isolated from one another, with the starting and/or end areas of the individual elements or interruptions in the conductive security feature being detectable as edges when a dynamic input is made on the electrically conductive security feature, with the calibration element being configured from one or more individual elements of a defined size and/or length , wherein the calibration element differs from the other individual elements in terms of size and/or length.
  • the method according to the invention preferably comprises two method sections or stages.
  • the calibration element is identified, for example using a signal sequence specific to the calibration element, which preferably allows a position-related assignment.
  • the information can preferably be used to localize (start and end value) and/or sort or rearrange a signal sequence which corresponds to the coherent pattern.
  • the calibration element consists of one or more individual elements of a defined size and/or length, which allow a position-related assignment, with the remaining individual elements being assigned to a pattern which can be evaluated in the second method section ( decoded, compared with reference signals, etc.).
  • start and end areas of individual elements are edge areas of these individual elements, with a first edge area of an individual element being detected during dynamic input along a preferred direction or direction of movement at a first (start) point in time and a second edge area at a second (end -) Time is detected.
  • the method is characterized in that the dynamic input comprises a substantially rectilinear stroking movement of the input means over the entire security feature, the stroking movement being parallel or orthogonal to the largest dimension of the security feature.
  • the stroking movement can preferably take place repeatedly along one stroking direction and/or along oppositely changing stroking directions.
  • An essentially rectilinear stroking movement over the security feature is preferably a movement that has a continuous contact with the security feature along a preferred direction or stroking direction without a change in direction or change in gradient.
  • This movement can be designed to be repetitive, so that after a movement has been completed, the input means touching the security feature—by e.g. lifting the input means—is canceled.
  • the swipe can then be repeated along the same swipe direction, starting from the starting point of the previous swipe.
  • the starting point or end point does not have to be determined exactly. Rather, it is sufficient to choose this preferably outside the outer contour of the security feature, so that the same is completely painted over.
  • the straight-line swipe motion may be backward repetitive.
  • a subsequent swipe from the endpoint of a previous swipe is mirrored backwards compared to the previous swipe, with the input means preferably not resolving the contact between the previous and subsequent swipe.
  • sequences of stroking movements with oppositely changing stroking directions can also be carried out repeatedly. In everyday language, this can be understood, for example, as “stroking back and forth” or "rubbing".
  • the dimensioning of a security feature preferably corresponds to the distance between two essentially diametrical edge points which are associated with the security feature, with the greatest possible dimensioning preferably being the greatest possible distance between two such edge points on the security feature.
  • a person skilled in the art is also able to adapt the described embodiments of the method in relation to the terms “parallel” and “orthogonal” to further orientations or configurations.
  • the person skilled in the art understands how to adapt the method accordingly if the stroking movement does not take place parallel or orthogonally to the largest dimension of the security feature, so that all the advantages according to the invention are nevertheless effective.
  • the person skilled in the art therefore knows to what extent he can deviate from the features “parallel”, “orthogonal” and still be able to implement the advantages according to the invention.
  • the method is characterized in that a large number of conductive and non-conductive areas alternate along at least one preferred direction of the security feature, so that when a dynamic input is made along the preferred direction, the transition between conductive and non-conductive areas is edges can be detected.
  • the conductive areas can also be understood as individual elements which are galvanically isolated from one another by non-conductive areas.
  • the method according to the invention based on edge detection also allows a recognition or distinction of complex-shaped individual elements, the method preferably reliably recognizing the arrangement and/or shape of the individual elements through the successive appearance of edges along a preferred direction.
  • the time-dependent or path-dependent signal which is generated on a surface sensor by a relative movement between an input means and the security feature, is changed by the structuring of the security feature, in particular its inhomogeneity or edges, and in particular differs from an input of an input means on a surface sensor, which takes place directly, ie preferably without the use of the document or card-like object or without the presence of the electrically conductive security feature.
  • a distinction is made between two situations in particular: direct dynamic input on an area sensor with an input device and dynamic input in which a document or card-like object with an electrically conductive security feature is interposed between the input device and area sensor.
  • the structure of the security feature changes the direct dynamic input, as a result of which a time-dependent signal is generated on the surface sensor.
  • conductive and non-conductive areas of the electrically conductive security feature are designed in terms of size, distance and shape such that the time-dependent signal resulting from the relative movement on the capacitive surface sensor is compared to the reference input with the input means , which takes place without using the security feature, is changed. This results in a modulation, definition, change, distortion or shift of the signal.
  • the resulting time-dependent or path-dependent signal on the capacitive surface sensor is at least partially changed in terms of position, speed, direction, shape, interruption of the signal, frequency and/or signal strength compared to a reference signal, which is generated by a reference input with the Input means, which takes place without using an electrically conductive security feature, is defined. It is preferred within the meaning of the invention that the resultant time-dependent signal is involved, which can preferably be generated by the proposed method.
  • this preferably means in the context of the invention that the time-dependent signal generated due to the modulation by the electrically conductive security feature, compared to the straight, line-shaped input of the input means can have a different position, direction, shape, speed and/or signal strength, i.e. the area sensor recognizes it as spatially displaced, distorted and/or shifted, a different form than the straight, line-shaped movement (essentially linear swipe motion), is pointing in a different direction, or has unexpected signal strength.
  • the area sensor detects this movement essentially at the positions on the screen of the area sensor that are actually touched by the finger, i.e. the input device .
  • a straight, line-shaped movement of the finger is preferably detected by the area sensor essentially as a straight, line-shaped, uniform movement.
  • Such an input without the presence of a card-like object is preferably referred to as a reference input within the meaning of the invention.
  • an electrically conductive security feature is arranged between the input means and the surface sensor.
  • This security feature preferably comprises electrically conductive individual elements and a calibration element.
  • a user moves a finger over an object with a security feature, specifically over the security feature.
  • the object preferably rests on the area sensor, so that through the movement of the user's finger, the individual elements of the electrically conductive structure that the user touches become "visible" for the area sensor by activating them.
  • the inventors have recognized that by using an object that includes an electrically conductive security feature, an input on an area sensor can be changed compared to a reference input. In the context of the invention, this change is preferably referred to as modulation.
  • the individual elements of the electrically conductive structure are activated by touching the input means, as a result of which the area sensor can detect them, the resulting time-dependent signal being spatially distorted by the arrangement of the individual elements on the object, for example compared to a reference input . If, for example, an input means occurs along an imaginary straight line on the object without an electrically conductive security feature, then the area sensor would detect a straight line movement of the input means as a reference input. However, if there is an object arranged between the input means and the surface sensor, on which there are individual elements of the security feature, there are characteristic deviations in the detected speed of the movement.
  • the input means When moving over the security feature, the input means gradually comes into effective contact with the electrically conductive elements, i.e. the input means gradually covers the electrically conductive elements. If the input means reaches an electrically conductive individual element, the position of the resulting signal on the area sensor is preferably shifted at this point in time in the direction of the center point of the individual element which is in operative contact with the input means at this point in time.
  • the center is preferably defined as the geometric center of gravity (centre of area) of the individual element.
  • the input means is moved along an imaginary straight line in the y-direction at a uniform speed on the object while the object is located on the area sensor and there is essentially no relative movement between the object and the area sensor.
  • the resulting time-dependent or path-dependent signal is characterized by touches, which essentially differ in terms of the time stamp and the respective y-coordinate, with the speed of the signal essentially corresponding to the movement speed of the input device (and is almost constant).
  • the position of the resulting signal is preferably suddenly shifted in the direction of the individual element, or more precisely in the direction of the center of the individual element, at this point in time, i.e. the individual touch is significantly stronger compared to the previous touches in terms of shifted along the y-coordinate.
  • a speed profile can be calculated using the parameters of the individual touches of the resulting time-dependent signal.
  • the velocity profile shows a sudden sharp increase, ie the velocity of the resulting signal is high in this area.
  • the speed of the resulting signal gradually decreases again until the input means has reached the center point or the geometric centroid of the individual element. With further movement, the speed slowly increases again and then suddenly decreases or decreases with a clear negative increase as soon as the input means leaves the electrically conductive element or is no longer in contact with the electrically conductive element. It is preferred within the meaning of the invention that fluctuations in the speed profile can be recognized in particular when the input means comes into contact with electrically conductive individual elements or the contact between the input means and electrically conductive individual elements is ended.
  • the signal changes suddenly at such points.
  • the edges of electrically conductive elements can be clearly detected.
  • the speed profile is asymmetrical, i.e. a jump with a large increase in speed is followed by a slower decrease in speed.
  • This increase in the velocity profile can be analyzed mathematically by determining and evaluating the slope of the curve.
  • This asymmetry leads to a particularly reliable edge detection.
  • the speed profile of the time-dependent signal also changes suddenly when leaving an electrically conductive individual element. Due to the asymmetry of the signal, it is possible during the decoding process to recognize whether the front edge or rear edge of an electrically conductive individual element has been reached, i.e.
  • the method is characterized in that edges are detected taking into account a time-dependent or path-dependent asymmetrical progression of the speed profile at the edges.
  • edges are detected taking into account a time-dependent or path-dependent asymmetrical progression of the speed profile at the edges.
  • the detection of edges by evaluating an asymmetrical progression of the speed profile leads to a particularly reliable and precise detection of a security feature.
  • the security feature can be configured with significantly greater freedom in terms of configuration and design compared to the prior art.
  • a design can be selected which does not differ from the rest of the signal in a rough analysis.
  • the signal sequence specific to the calibration element is reliably detected even if there are only small deviations in comparison to the overall signal.
  • the edge detection can also be used to evaluate the security feature with regard to a pattern (based on (i.e. after) the detection of the calibration element and the freedom described in the design of the security feature can be transferred to the pattern as such.
  • the method is characterized in that when the edges are detected by the speed profile, a temporally asymmetrical course of the speed profile at the edges is taken into account, with a slow reduction in speed preferably at a leading edge following a jump with a steep increase in speed follows a shallow descent. On a back edge, a steep drop follows a gentle climb.
  • the method is characterized in that when the edges are detected by the speed profile, a temporally asymmetrical course of the speed profile at the edges is taken into account, with a jump with a steep drop preferably on a rear edge following a slow increase in speed follows.
  • steep rise and shallow fall are preferably relative to one another and refer to the amount of change in velocity over a distance.
  • a jump in speed is preferably followed by a high point, which is followed by a drop in speed.
  • the increase in speed or increase in the speed profile in the area before the high point is significantly greater in terms of amount than the drop or the negative increase in speed after the high point.
  • the slope before the high point can be greater by a factor of 2, 3, 4 or more.
  • the asymmetry can be defined pictorially with respect to a vertical axis passing through the high point, which divides the progression of the velocity profile into an area occurring before the high point and an area occurring after the high point.
  • the area before the high point is not symmetrical with the area that follows.
  • a slow increase in speed is preferably followed by a high point, which is followed by a steep drop in speed.
  • the increase in speed or increase in the speed profile in the area before the high point is significantly lower in terms of amount than the drop or the negative increase in the speed after the high point.
  • the slope before the high point can be lower by a factor of 2, 3, 4 or more.
  • the asymmetry can be defined pictorially with respect to a vertical axis passing through the high point, which divides the progression of the velocity profile into an area occurring before the high point and an area occurring after the high point.
  • the area before the high point is not symmetrical with the area that follows.
  • edges are highly characteristic of the occurrence of edges and can be reliably distinguished from other jumps or fluctuations in the velocity profile.
  • the occurrence of the asymmetries can also be correlated with the distribution of the conductive and non-conductive areas before and after the edges.
  • a front edge preferably at the beginning of a conductive area, or a rear edge, preferably at one end of a conductive area, with the input means was painted over.
  • beginning and end of a conductive area and front or rear edge are preferably to be understood here in relation to the direction of movement of the input means.
  • the edges are each identified by high points. The evaluation of the increase in the speed profile before and after the high point allows distinguishing between leading edges and back edges.
  • a repetitive back and forth movement (stroking movement with oppositely changing stroking direction) of the input means over the electrically conductive security feature is preferred.
  • the combined evaluation of all "jumps" when reaching and/or leaving the electrically conductive security feature or its individual elements allow an even more precise edge determination of the electrically conductive security feature.
  • the inner structure or the “capacitive fingerprint” of the security feature can thus be determined even more precisely.
  • a graphical representation of the point-to-point speed or touch-to-touch speed depending on the coordinate along which the input device is moved e.g. depending on the y-coordinate of the touch screen.
  • Such a representation can be referred to as the speed profile of the signal and can be processed and evaluated by a software algorithm as part of the decoding process.
  • the speed profile of the signal can be evaluated either as a function of time or as a function of distance.
  • the characteristic signal that is generated on the area sensor can be referred to as a time-dependent signal or as a path-dependent signal.
  • deviations occur in the speed, that is to say, for example, a rapid movement of the input means is modulated into a slow, time-dependent signal. It can also be preferred that the time-dependent signal has a specific velocity profile. If, for example, an input means takes place along an imaginary straight line on the map-like object without electrically conductive structures, then the area sensor would detect a time-dependent signal as a reference input, which signal represents a straight line and has an almost constant speed.
  • the area sensor becomes a resultant when an input means is moved on the card-like object Detect signal which has a specific velocity profile.
  • the input means gradually comes into capacitive or galvanic active contact with the electrically conductive elements on the card-like object when moving over the card-like object, ie the input means gradually covers the electrically conductive elements.
  • the position of the resulting signal is preferably shifted in the direction of the center point of the individual element at this point in time.
  • the speed data it can be useful, for example, to determine the mean value of the point-to-point or touch-to-touch speed and to evaluate the overall signal with regard to the local deviation from the mean speed. It can also be preferred not to use all the determined speed values as absolute numbers for the further signal processing, but rather to convert them into relative data or to standardize the data. This step enables the signal to be evaluated which is largely independent of the movement speed of the input means.
  • the security feature or hologram is either located on the surface of the object or, particularly in the case of a multi-layer card, is located on an inner layer of a multi-layer body (object).
  • the electrically conductive security feature is preferably a so-called security thread, this is present, for example, partially on the surface and partially embedded in the paper. Such threads are incorporated into the paper during the production of security paper, for example for the production of banknotes.
  • the invention described here makes it possible to electronically verify a conductive security feature, even if it is partially or completely incorporated within a multi-layer object.
  • the generation of a signal in the capacitive area sensor is based on capacitive interactions between the area sensor, the electrically conductive security feature and possibly the input means. A direct galvanic contact is not required either to the input device or to the area sensor.
  • a developer of software for a mobile device with a touchscreen
  • additional information such as the diameter of the touches.
  • the signal is modulated or changed by the combined influence of the input device (finger) and the electrically conductive structure.
  • a quantity of touch data or touch events is thus output by the touch controller, which are characteristic of the electrically conductive security feature used and the input gesture by the user.
  • This data is processed by software on the end device or sent to a server via a network connection and evaluated there.
  • All events are marked by a time stamp and can therefore also be evaluated in a time-dependent manner.
  • the term is introduced here for explanation.
  • the generation of the reference signal is preferably not part of the invention.
  • the characteristic signal which is generated through the combination of the input with an input means and the influence of an electrically conductive security feature, differs from the (virtual) reference signal.
  • the time-dependent signal undergoes a change, e.g. in the form of a displacement, deflection, Acceleration, deceleration, interruption, deletion, division or similar effects.
  • the signal also has characteristic features when the finger or the input means leaves the electrically conductive structure. If the electrically conductive structure is interrupted at one point, for example by a specific Demetallization, the characteristic signal at this point is usually characterized by a sudden change in the direction of movement and/or the speed of movement.
  • the recorded data is assigned to classes by the machine learning model. With a sufficient amount of training data, any input or amount of touch data can be classified with the help of the model, i.e. checked for originality/authenticity.
  • the method is characterized in that the characteristic signal is evaluated with regard to a speed profile and edges are detected using the speed profile. Due to the asymmetry of the speed profile, it is therefore advantageously possible, among other things, to recognize whether the front edge or rear edge of an electrically conductive individual element has been reached, ie whether the input means has reached or left an electrically conductive individual element at that moment. If two galvanically isolated electrically conductive elements are close together and are in contact with the input means one after the other, the effects or effects of the rear edge of the first element and the effects caused by the front edge of the second element are superimposed. Complex structures of the electrically conductive security feature can thus be recognized. In the further course of the document, such an evaluation is illustrated using exemplary embodiments.
  • the object or security feature according to the invention which is suitable for capacitive reading according to the method described above, comprising an electrically conductive structure, is characterized by the features described below.
  • the electrically conductive structure consists of several individual elements. These individual elements can be divided into two different types according to their function: active and inactive elements. Active elements are elements that are designed in such a way that they can be detected using the method described, i.e. are suitable for generating a characteristic signal on a capacitive surface sensor. Such elements have a certain minimum size. Inactive elements (non-active elements, passive elements) cannot be detected, i.e. they are so small that they do not generate a characteristic signal on a capacitive surface sensor or the signal that can be generated does not differ sufficiently from a signal that can only be generated by the input using input means can be generated without a combination with an electrically conductive element.
  • the (individual) elements are essentially limited in that, above a certain size, they lead to non-reproducible signals, interference signals or so-called touch-cancel effects.
  • the appropriate sizes and geometries of the individual elements are determined by detectability by a capacitive touch screen.
  • the aim of the design process is, on the one hand, to provide individual elements that can generate reproducible signals and, on the other hand, not to cause any unwanted signals or interference signals on the capacitive touch screen.
  • the dimensions of the electrically conductive structure or the electrically conductive security feature are preferably defined as follows: the width of the electrically conductive structure extends transversely or essentially orthogonally to the intended direction of movement of the input means; the length extends in the direction of movement or parallel to the intended direction of movement of the input means.
  • the active conductive elements can preferably be detected in the form of a signal change on the surface sensor, with the signal change preferably corresponding to a change in the generated time-dependent signal compared to making the dynamic input on the object without the presence of the active conductive element.
  • the inactive conductive elements cannot be distinguished by the area sensor from a dynamic input that occurs on the object without the presence of the inactive conductive element.
  • the method is characterized in that interruptions are non-conductive areas of the electrical security feature which separate the conductive elements—actively or inactively—from one another.
  • the method is characterized in that the electrically conductive security feature comprises at least two individual elements or active areas, the distance between which is at least 10 ⁇ m, preferably at least 50 ⁇ m.
  • the preferred minimum distances between two individual elements ensure in a particularly reliable manner that the characteristic signal to be detected advantageously reflects a jump in the speed profile at the transitions (edges) between the two areas, so that security features can be distinguished on the basis of the signal.
  • the distance between two individual elements can preferably be formed by a linear interruption, for example by means of demetallization.
  • the linear interruption should therefore also preferably have a line width of at least 10 ⁇ m, preferably at least 50 ⁇ m.
  • the linear interruption and therefore the distance between the individual elements is less than 3 mm, preferably less than 2 mm, less than 1 mm.
  • the interruptions of between 10 ⁇ m and 3 mm, preferably 50 ⁇ m to 2 ⁇ m or else 50 ⁇ m and 1 mm, a variety of different structures can be carried out on a small area.
  • methods of demetallization e.g., by means of a laser or chemical etching, are used for this purpose.
  • the person skilled in the art is aware that the production of demetallizations is subject to certain tolerances.
  • the linear interruption and therefore the distance between the individual elements can also preferably be less than 500 ⁇ m, less than 200 ⁇ m or less than 100 ⁇ m. Even such thin interruptions are advantageously reliably detected by means of the edge detection according to the invention.
  • the method is characterized in that the electrically conductive security feature comprises at least two individual elements or active areas whose width is between 1 mm and 15 mm and/or whose length is between 6 mm and 30 mm. Areas of the individual element can be designed in the described sizes for length or width.
  • the length is the largest dimension of the individual element, with the width being configured essentially orthogonally to the length.
  • the electrically conductive security feature comprises at least two individual elements or active areas, the area of each active individual element being between 10 mm 2 and 450 mm 2 .
  • the table below summarizes other preferred sizes of the individual elements and the design rules for the design of the electrically conductive security features.
  • the relevant parameters of the electrically conductive structure are specified for inactive elements, ie non-detectable elements, and for active elements, ie detectable elements.
  • the specified values were determined through tests on currently available, common smartphones with capacitive touch screens.
  • the person skilled in the art recognizes that different types of area sensors may require adapted design rules for the design of the electrically conductive structure. For example, a desired compatibility with a large number of different area sensors leads to a restriction of the design rules.
  • the invention is not limited to the parameter values listed in the table below.
  • Active Items minimum maximum minimum maximum Width of an electrically conductive single element -> 0 ⁇ 1mm 1 mm 15mm Length of an electrically conductive single element -> 0 ⁇ 3mm 6mm 30mm Distance between electrically conductive individual elements 10 microns unlimited 10 microns unlimited Number of electrically conductive individual elements 0 theoretically unlimited 2 theoretically unlimited Area of an electrically conductive individual element -> 0 ⁇ 8mm 2 10mm 2 450mm 2
  • the total area of the electrically conductive structure is preferably at least 15 mm 2 and is limited by the size of the touchscreen or touchscreen.
  • the dimensions of the individual elements given in the table above and the design rules for the design of the electrically conductive security features refer to the conditions of the area sensors common at the time this description was drawn up.
  • features such as the resolution of the area sensors and the geometry of the electrode grid, eg the distance between rows and columns of the electrode grid, influence the appropriate dimensions of the individual elements.
  • these size specifications are shown in generalized form as a multiple of the spatial period length L of the electrode grid of an area sensor.
  • the method is characterized in that the electrically conductive security feature comprises at least two individual elements or active areas whose width is between 0.2 L and 4 L and/or whose length is between 1.2 L and 8 L, where L preferably denotes the spatial period length of an electrode grid of an area sensor.
  • inactive items active items minimum maximum minimum maximum Width of an electrically conductive single element -> 0 ⁇ 0.2*L 0.2*L 4*L Length of an electrically conductive single element -> 0 ⁇ 0.8*L 1.2*L 8*L Distance between electrically conductive individual elements 10 microns unlimited 10 microns unlimited Number of electrically conductive individual elements 0 theoretically unlimited 2 unlimited Area of an electrically conductive individual element -> 0 ⁇ 0.4*L 2 0.5*L 2 30*L 2
  • the total area of the electrically conductive structure is preferably at least 1*L 2 and is limited at the top by the size of the touchscreen or touch screen.
  • a capacitive touchscreen can be used in a terminal for capacitively checking an electrically conductive security feature, for example a capacitive touchscreen of a smartphone, tablet or in an information or self-service terminal.
  • an electrically conductive security feature for example a capacitive touchscreen of a smartphone, tablet or in an information or self-service terminal.
  • Banknotes for example, often contain security strips or threads.
  • the security feature and/or an electrically conductive structure comprises electrically conductive double elements.
  • a combination of two individual elements is preferably referred to as a double element.
  • the two individual elements within the double element are at a small, preferably minimal, distance from one another.
  • the distance between the individual elements in the course of a double element is smaller than the distances between the other individual elements.
  • the individual elements are always grouped in pairs, with each pair of individual elements forming a double element and the respective double elements being arranged at a greater distance from one another than the individual elements within the double element from one another.
  • the individual elements in the respective double elements can each be 1 mm, while the individual double elements are at a distance of preferably 20 mm from one another (without being limited to this).
  • Double elements preferably generate a characteristic signal or speed profile when the input element on a capacitive touchscreen is scanned over the electrically conductive structure.
  • immediately adjacent electrically conductive single elements with minimal spacing (“double elements") produce a characteristic signal.
  • double elements immediately adjacent electrically conductive single elements with minimal spacing
  • the coding results from the presence/absence of the electrically conductive individual elements.
  • the double elements can be in four states: 00, 01, 10, 11.
  • the calibration element (in particular the calibration element-specific signal) in the patterns can preferably differ from the double elements (in particular from the signals generated by the double elements).
  • the electrically conductive individual elements are preferably in the form of letters or lettering which, inter alia, can result in a word.
  • the design rules described above for active and inactive electrically conductive elements also apply to letters, words and lettering.
  • the free space between the words can preferably be regarded as a calibration element.
  • the method is characterized in that the individual elements adjacent to the calibration element along a preferred direction are at a first distance from the calibration element, with the calibration element being designed as a double element which has two elements at a second distance from one another spaced individual elements, wherein the first distance is greater in value than the second distance.
  • the method is characterized in that the evaluation of the characteristic time-dependent and path-dependent signal detected on the area sensor during input includes a detection of the first distance. It has been shown that there are a number of possibilities with regard to the design of the calibration element. For example, it is possible to use free spaces as calibration elements or double elements as calibration elements (see Figure 5a ). A double element can be distinguished particularly well from the rest of the signal, so that the calibration element can be recognized particularly easily.
  • the method is characterized in that in the course of the evaluation of the characteristic time-dependent and path-dependent signal, binary numbers are assigned to the electrically conductive areas and the electrically non-conductive areas, so that coded information from the security feature is detected (cf. also Figure 3b ). In addition to verifying an object, the binary numbers can also be used to read encrypted information. This enables an advantageously high security against forgery.
  • a binary system can be used to represent and process information efficiently, so that reading out and interpreting the binary coding does not require large resources for a data processing unit and an algorithm.
  • the security feature preferably comprises a section of an electrically conductive structure with a pattern that has a section length.
  • the pattern preferably consists of a defined number of conductive blocks or electrically conductive individual elements with a defined length (can differ from block to block).
  • the pattern may include two conductive blocks. After one of the blocks, there can be a defined distance, which can preferably serve as a calibration element.
  • each of the conductive blocks is preferably interrupted several times at different positions, as a result of which several electrically conductive individual elements are obtained from one block (cf. Figures 3c and 3d ).
  • the blocks included in the pattern are preferably spaced 5mm apart in length.
  • This distance is preferably different from the length of a free space that serves as a calibration element (smaller or larger).
  • the blocks can be interrupted at a predefined position, so that several electrically conductive individual elements form a block. It is also possible that the blocks have two interruptions with different positions, whereby the distance between the two interruptions should be at least 10 mm.
  • the method is characterized in that the evaluation of the characteristic time-dependent and path-dependent signal includes a determination of a contact surface of the input means and the security feature, by relating the signal sequence specific to the calibration element to the defined shape, size and/or length of the calibration element, with the contact surface preferably being assumed to be a circular surface.
  • the signal preferably shows a first jump in speed. As the sweeping progresses, the speed preferably decreases and reaches its minimum when the input means is preferably located centrally above the calibration element.
  • the diameter of the contact surface 2r of the input device can preferably be determined from the distance between the two speed jumps ⁇ m ⁇ x and the known length of the calibration element L K (cf. Figure 6a ).
  • the evaluation preferably takes place using the speed profile of the time-dependent signal.
  • a time stamp is available for each touch point in standard end devices with capacitive touch screens and can be used in the software to evaluate the signal curve.
  • a speed can be calculated for each touch event from the xy coordinates and the time stamps of the currently viewed touch event and the previous touch event.
  • edges and/or interruptions in the electrically conductive structure or the electrically conductive security feature cause jumps in the time-dependent signal when a swipe gesture is performed using an input device, and changes in the speed profile can therefore also be detected.
  • This speed profile can be used to draw conclusions about the shape, outline, internal structure and/or contour of the electrically conductive structure, and thus electrically conductive security features can be recognized, authenticated, verified, checked or differentiated.
  • the jumps in the time-dependent signal correlate with edges in an electrically conductive structure or security feature, ie preferably at transitions between conductive and non-conductive areas.
  • Such a detection is both particularly fast and reliable.
  • such a detection is particularly tamper-proof. It is practically impossible to generate such a signal without the presence of the electrically conductive security feature. It can thus be unequivocally proven that the security feature or the document (or object) including the security feature was present on the touch screen at the time of input. This proof of the presence of an object (“proof of presence”) has many different areas of application.
  • the method is characterized in that the verification of the object includes a distinction, control, capacitive detection and/or authentication.
  • the terms “distinction”, “control”, “capacitive detection” and “authentication” are partly synonymous with one another and encompass the same and/or similar conceptual content.
  • the verification preferably enables, among other things, a “distinction” between different security features, which in turn enables a “distinction” between the objects to which the security features are applied.
  • the authentication of a security feature is preferably the verification of the authenticity of such a feature. Such an application example is of great relevance, for example, when checking banknotes for counterfeits.
  • the method is characterized in that after the object has been placed on the surface sensor, the input means is placed on the electrically conductive security feature and the object is preferably kept pressed on the surface sensor, with a dynamic input taking place in that the Object is pulled through between input means and capacitive area sensor.
  • the alternative described generates the time-dependent signal (just like the previously described embodiments) by a relative movement between an input means and the security feature.
  • the relative movement is brought about by the "pulling through" of the security feature, while the input means is essentially fixed in place.
  • the time-dependent signal which is generated on the capacitive touch screen in this case, is essentially characterized by touch events that move in an oscillating manner around the position of the input device on the capacitive surface sensor, and this movement has a specific speed profile.
  • the method is characterized in that the characteristic time-dependent and path-dependent signal is evaluated using machine learning algorithms.
  • machine learning algorithms or machine learning algorithms are a sub-area of artificial intelligence .
  • artificial intelligence in short: AI
  • AI artificial intelligence
  • the use of artificial intelligence (in short: AI) to analyze data leads to significant advantages over analysis by conventional (computer-implemented) methods and/or also compared to manual analysis by a human observer.
  • an AI can advantageously automatically analyze extremely large amounts of data in a very short time.
  • the artificial intelligence algorithms can recognize patterns and/or features in a data set that are not recognized by a human or conventional algorithms. This leads in particular to the fact that the KI can recognize events that are occurring at an early stage and in particular even the smallest deviations in the characteristic time-dependent and path-dependent signal, which indicate a signal sequence specific to the calibration element.
  • Machine learning uses mathematical and statistical models to "learn" from databases.
  • machine learning algorithms have the advantage that information that is too complex for a human observer is automatically eliminated can be extracted from a large data set.
  • machine learning algorithms can essentially be divided into three different learning methods: supervised learning, unsupervised learning and reinforcement learning.
  • methods of supervised learning are particularly preferably used for the analysis of the characteristic time-dependent and path-dependent signal.
  • a so-called training process is carried out first.
  • Training data is provided in the form of input data together with the corresponding target data.
  • the purpose of training is generally in machine learning methods to adapt parameters of a function in such a way that the function is then able to determine the target value with high accuracy from the corresponding input value and/or input value.
  • the fitted function is then used after the training process to predict target data for previously invisible input data.
  • the function is described by a mathematical and/or statistical model.
  • the function is configured using a support vector machine, Bayes networks and/or decision trees.
  • the function is particularly preferably described by an artificial neural network (ANN).
  • the artificial neural networks can have different architectures and e.g. as Deep Feed Forward (DFF) Network, Recurrent Neural Network (RNN), Deep Convolutional Network (DCN), Deconvolutional Network (DN), Convolutional Neural Network (CNN), Deep Residual Network (DRN), Boltzmann Machine, Time Delay Neural Networks (TDNNs).
  • DFF Deep Feed Forward
  • RNN Recurrent Neural Network
  • DCN Deep Convolutional Network
  • DN Deconvolutional Network
  • CNN Convolutional Neural Network
  • DNN Deep Residual Network
  • TDNNs Time Delay Neural Networks
  • the method is characterized in that the ascertained contact surface of the input means serves as an input value for the further evaluation of the characteristic time-dependent and path-dependent signal using machine learning algorithms. In particular, this leads to a more precise signal evaluation of the characteristic time-dependent and path-dependent signal.
  • the method is characterized in that the machine learning algorithm has a regression algorithm for detecting a calibration element, comprising a regression model, the regression model being based on simulated touch data and/or calculated speed and/or acceleration values as input data and a Target position of the calibration element is trained on the security feature.
  • the machine learning models for detecting the calibration element and/or for detecting or classifying the electrically conductive security feature are trained using real training data, i.e. the training data are generated by placing the object on the touchscreen and swiping over the security feature using an input device generated on the device and used as training data for the machine learning model.
  • the machine learning models are trained to identify the calibration element and/or to identify or classify the electrically conductive security feature using simulated training data.
  • the input device or the contact surface of the input device is mentally guided step by step over the electrically conductive structure.
  • the contact surface of the input means which is generally assumed to be a circular surface, gradually comes into contact with the electrically conductive individual elements of the electrically conductive structure.
  • the resulting surface and its centroid are determined in the form of xy coordinates. This is repeated for the entire input path or the entire operating track in a defined increment, for example 1 mm.
  • the total amount of all centroids represents the simulated touch data and thus the course of the simulated signal.
  • the simulation is usually carried out several times and parameters such as the start and end position of the movement of the input device, speed of the movement of the input device and other parameters are varied in order to obtain the most realistic possible course of the simulated signals as the result of the simulation.
  • Speed or acceleration values are calculated from the simulated touch data and used to train the machine learning models.
  • an endless code is preferably initially provided as a file, arranged in three times the section length of the pattern.
  • data are preferably generated/simulated by the input means being guided over the electrically conductive structure, preferably in a simulation, starting from different starting points at a distance of one step length over the effectively usable length of an object.
  • the simulation is repeated for additional start and end positions, with the input device always being guided over the defined, effectively usable length of the object.
  • Each record contains the simulated touch data and a target value of the calibration element position. This target value is transferred to the model as an input value in this process step.
  • the target value can be, for example, the distance between the center of the calibration element and the start position of the simulated data set.
  • speed and acceleration values are preferably calculated on the basis of the simulated touch data.
  • the regression model is trained on the basis of the coordinates of the simulated touch data and/or the calculated speed and/or acceleration values and the target position of the calibration element. This regression model is then able to determine the position of the calibration element in real touch data.
  • the method for verifying the security feature is characterized in that the machine learning algorithm has a classification algorithm comprising a classification model, the classification model being based on simulated touch data and/or calculated speed and/or acceleration values as input data and a predetermined position of the calibration element is trained on the security feature.
  • the data already simulated in connection with the regression model for determining/recognizing the calibration element are preferably used.
  • the simulated signal of the security feature is analyzed by all electrically conductive elements are found, which are not configured as a calibration element, by looking up and down from the now known position of the calibration element for further electrically conductive elements.
  • the simulation is usually carried out several times and parameters such as the start and end position of the movement of the input device, speed of the movement of the input device and other parameters are varied in order to obtain the most realistic possible course of the simulated signals as the result of the simulation.
  • the extracted signals are determined with the final signal length and in a last step the self-learning classification model for code recognition is trained with all generated extracted signals.
  • the evaluation of the characteristic time- and path-dependent signal can preferably be considered as a two-stage process.
  • the regression model preferably recognizes the calibration element and then the classification model recognizes or verifies the security feature, the classification model being based on the results of the regression model and the determined position of the calibration element being passed to the classification model as an input value.
  • real touch signals are first pre-processed prior to decoding in order to decode or identify electrically conductive security features.
  • a preferred pre-processing of the signal it can make sense, for example, not to take into account the first and last touch points of the signal, since these do not contribute to the meaningful signal.
  • the speed is always zero. This data is preferably filtered out.
  • deflections, speed values, acceleration values, distances between speed peaks and other parameters of real touch data are calculated to detect electrically conductive security features. These calculated features are preferably used when calling up the model to identify the calibration element.
  • the search for non-calibration elements in the signal takes place.
  • the signal is then extracted, preferably based on the predicted position of the calibration element. This is done in a similar way to training the classification model. Starting from the calibration element the search for non-calibration elements takes place up and down, then the signal is rotated by the increment s and this process is repeated until the entire signal has been processed.
  • the signals extracted in this way are transmitted to the decoding module, including the classification model, and recognized or decoded accordingly.
  • the object is characterized in that the electrically conductive security feature is applied to an electrically non-conductive substrate material.
  • the object is characterized in that the calibration element is a conductive and/or non-conductive area with a predefined shape, size and/or length within the electrically conductive security feature, so that performing a dynamic input along the preferred direction, a front edge is detected at the start of a conductive area and a rear edge is detected at the end of a conductive area, so that a length of a conductive and/or non-conductive area, in particular of the calibration element, is detected, with an edge there is a transition between a conductive area and a non-conductive area or vice versa and edges can be detected using a speed profile of the time-dependent and path-dependent signal, taking into account a time-dependent or path-dependent asymmetrical course of the speed profile at the edges.
  • the calibration element is a conductive and/or non-conductive area with a predefined shape, size and/or length within the electrically conductive security feature, so that performing a dynamic input along the preferred direction, a front edge is detected at the start of a conductive area and a
  • the object is characterized in that the electrically conductive security feature comprises at least two individual elements which are electrically isolated from one another, with starting and/or end areas of the individual elements or interruptions in the conductive element when a dynamic input is made on the electrically conductive security feature Security features are detectable as edges, the calibration element being configured from one or more individual elements of a defined size and/or length, the calibration element differing from the other individual elements in terms of size and/or length.
  • the object is characterized in that the individual elements adjacent to the calibration element along a preferred direction are at a first distance from the calibration element, with the calibration element being configured as a double element which comprises two individual elements spaced apart at a second distance, with the first distance is greater in value than the second distance.
  • the object is characterized in that the electrically conductive security feature comprises at least two individual elements which are electrically isolated from one another, with the start and/or end sides of the individual elements preferably being detectable as edges when a dynamic input is made on the electrically conductive security feature are.
  • the object is characterized in that the security feature is structured by demetallization.
  • the object is characterized in that the demetallization comprises removing electrically conductive areas, preferably strip-shaped areas, by means of a chemical etching process or by means of a laser.
  • system is characterized in that the system has a data processing device which is set up to evaluate the generated characteristic time-dependent and path-dependent signal, with software ('app') preferably being installed on the data processing device comprising commands for processing and evaluation of the detected signal, the evaluation being carried out using a machine learning algorithm.
  • a data processing device preferably includes means for generating, processing, storing, sending and receiving data.
  • the data processing device is preferably synonymous with the end device, which includes the area sensor.
  • part of the data processing does not take place locally on the device, but with a cloud service.
  • data or data that has already been pre-processed is transmitted to a cloud service via an interface and after processing has taken place, e.g. pre-processing and decoding, a result is sent back to the application on the local device. This result can then trigger and/or display a specific action on the end device.
  • the system is characterized in that the machine learning algorithm has a regression algorithm for detecting a calibration element, comprising a regression model, the regression model being based on simulated touch data and/or calculated speed and/or acceleration values as input data and a Target position of the calibration element is trained on the security feature.
  • the system is characterized in that the machine learning algorithm has a classification algorithm comprising a classification model, the classification model being based on simulated touch data and/or calculated speed and/or acceleration values as input data and a predetermined position of the calibration element is trained on the security feature as target data.
  • the system is characterized in that the device containing the area sensor processes and provides the generated signal as a set of touch events and the software carries out an evaluation based on the set of touch events.
  • the system is characterized in that the software for processing and evaluating the set of touch events runs on a remote server and the touch data is transmitted from the device to the server via an interface.
  • the process is characterized by both high economic efficiency and the provision of security features that meet the highest requirements.
  • the security features can be provided in the form of an endless structure, for example as a tape on a roll, which is then applied to the substrate material.
  • Such a role-based application is particularly suitable for production or duplication on an industrial scale.
  • the substrate material Only after the electrically conductive structure has been applied—preferably from a roll—is the substrate material separated into a large number—preferably of the same size—objects.
  • registration of the security features with the objects can advantageously be dispensed with. Nonetheless, it is not necessary for the characteristic patterns - which serve for verification - to be applied to the objects completely and coherently. Rather, the provision of the calibration element according to the invention also allows an evaluation of a time- and path-dependent signal which originates from a pattern that is fragmented or in two parts on the object with separate start and end areas.
  • Such a method can thus be used to obtain a security feature in an economical manner with a particularly flexible design, which at the same time satisfies the highest security requirements and can therefore also be used to verify particularly valuable objects (documents of value), etc.
  • the manufacturing process is particularly simple and efficient to use, since it does not require detailed positioning of the conductive structure or the security feature.
  • the method can be implemented particularly easily in an existing manufacturing process, since it only requires a few modified design rules for a security feature or an electrically conductive structure. There are no extensive modifications to existing plants or changes in the operation/process flow necessary. Instead, it can be integrated into proven industrial processes - for example in printing and production processes for banknotes.
  • Fig.1a shows a preferred object 10, preferably a document of value, with an electrically conductive security feature 13 in the form of a security strip.
  • the preferred object 10 comprises a substrate material 12.
  • the electrically conductive security feature 13 preferably has a section of an electrically conductive structure 14 of conductive and non-conductive regions with a pattern 15 that is repeated in sections along at least one preferred direction.
  • a plurality of conductive and non-conductive areas along a section with a section length form the pattern 15, in which in particular a calibration element 18 is included.
  • the security feature 13 is applied over the entire length 40 of the object 10 along the preferred direction. It has been shown that the edge areas of the object 10 make no technical contribution to the verification of the object 10 or the security feature 13 , so that the effectively usable length 42 of the object 10 is smaller than the entire extent 40 of the object 10 .
  • the preferred security feature 13 has a fully developed pattern 15 in particular along the preferred direction and a further sub-area of the pattern 15 lined up next to it, the lined-up sub-area of the pattern 15 likewise comprising the calibration element 18 .
  • the fully developed pattern 15 and the lined-up partial pattern are partially arranged in the edge region of the object 10 that cannot be used effectively.
  • a conductive area of the structure 14 or of the security feature 13 is preferably designed as an active or an inactive electrically conductive individual element (16, 17) .
  • active elements 16 are elements which are designed in such a way that they are suitable for generating a characteristic signal on a capacitive area sensor 20 when the security feature 13 is swept over with an input means 30 .
  • Such elements 16 have a certain minimum size.
  • Inactive elements 17 cannot be detected, ie they are so small that they do not generate a characteristic signal on a capacitive surface sensor 20 or the signal that can be generated is not sufficiently different from a signal which is only generated by input using input means 30 without a combination of electrically conductive Element can be generated differs.
  • the calibration element 18 is preferably a conductive area with a predefined size and length 19 within the electrically conductive security feature 13. The calibration element 18 preferably differs from the other individual elements 16 included in the security feature 13 in terms of size and/or length 19 .
  • Fig. 1b shows the in Fig.1a illustrated embodiment of the preferred object 10, this being present on a capacitive touch screen 20 of a terminal 22 placed.
  • an input means 30 is shown, with which a gesture 32 along the security feature 13 is executed.
  • Performing the gesture 32 on the object 20 and the electrically conductive security feature 13 using the input means 30 preferably generates a characteristic time-dependent and path-dependent signal on the surface sensor 20. This is detected and evaluated during the input on the surface sensor 20 , with the evaluation being a recognition of at least one calibration element 18 within the electrically conductive security feature 13 comprises.
  • the evaluation is preferably carried out using a speed profile of the time-dependent and path-dependent signal.
  • the electrically conductive security feature 13 preferably has a section of an electrically conductive structure 14 of conductive and non-conductive areas with a pattern 15 that is repeated in sections along at least one preferred direction.
  • a plurality of conductive and non-conductive areas along a section with a section length form the pattern 15, in which in particular a calibration element 18 is included.
  • the electrically conductive areas of a complete section are shown with black fill.
  • the electrically conductive areas of further sections are hatched. This type of representation serves only to clarify the pattern 15 and the section length. In reality, the electrically conductive areas of the further sections do not differ from pattern 15.
  • the security features 13 of banknotes 10 of a banknote series preferably differ in terms of the applied (repeating) pattern 15. It is preferably provided that a first banknote 10 with a first value has a first security feature 13 with a first (repeating) Pattern 15 applied. While a second banknote 10 with a second value has a second security feature 13 with a second (repeating) pattern 15 applied thereto.
  • the respective patterns 15 preferably differ in geometric shape, design, width, length, number of individual conductive elements 16, design of connections between elements 16, presence of windows, position and design of non-conductive elements or the having of inactive conductive individual elements 17 and other features. The totality/sum of these features generates a characteristic signal on a capacitive area sensor 20 when the object 10 or the banknote 10 is brought into contact with the capacitive area sensor 20 and a gesture 32 is performed along the security feature 13 using an input means 30 .
  • the underlying technology is preferably based on using an input means 30, for example a finger, to wipe over the electrically conductive structure 14 or the security feature 13 while the object 10 is lying on the capacitive touchscreen 20 . Since it is not possible for a user to swipe exactly from beginning to end along the operating track and the input means 30 itself has a certain diameter (e.g. the fingertip), the usable length 42 of the object 10 is smaller than the total length 40 of the object 10 in operating direction.
  • an input means 30, for example a finger to wipe over the electrically conductive structure 14 or the security feature 13 while the object 10 is lying on the capacitive touchscreen 20 . Since it is not possible for a user to swipe exactly from beginning to end along the operating track and the input means 30 itself has a certain diameter (e.g. the fingertip), the usable length 42 of the object 10 is smaller than the total length 40 of the object 10 in operating direction.
  • FIG. 2 shows an object 10 with a security feature 13 which does not include a preferred calibration element 18 .
  • Become electrically conductive for certain applications Structures 14 in the form of endless structures are applied to a substrate material 12 or an object 10 and form a security feature 13.
  • An endless structure is preferably to be understood as an electrically conductive structure 14 that has patterns 15 that repeat several times in sections along its length.
  • hologram strips to banknotes 10.
  • the substrate material 12 is cut into individual banknotes 10 only after the hologram strips have been applied.
  • Such hologram strips or threads are generally not applied in a registered position, ie the exact position of a section on the object 10 or the banknote 10 is not known in advance. If such a strip is now to be read out capacitively by stroking the electrically conductive structure 14 or the security feature 13 with an input means 30 while the object 10 or the banknote 10 is lying on the touchscreen 20 of a device 22 , the signal evaluation is It is not clear where exactly a specific/detectable section is located within the signal. Any point of the electrically conductive structure 14 can be the starting point of the swipe gesture 32 in the readout process.
  • the length 40 of an object 10 in the operating direction is preferably the length of the final product in the swipe direction. This means that this length 40 relates to the final format of the object 10, for example the card, the label, the security document or the banknote.
  • the input means 30 itself has a certain diameter, so that the usable length 42 of the object 10 is less than the length 40 of the end format of the object is 10 .
  • the repeat length of the pattern 15 preferably designates the length that the complete pattern 15 encompasses once. This can also be referred to as the section length. In the case of the methods known from the prior art, it must be ensured that the pattern 15 can be completely recorded at least once and is encompassed in the area of the effective length 42 . For this reason, the pattern 15 in the present example may only have a maximum length of 30 mm. Based on the total height 40 of the bank note 10 , only 43% of the length 40 can be used in this example.
  • the information content increases as the area available for a pattern 15 increases can be deposited (saved).
  • the limitation to only half of the effective usable length 42 thus represents a significant limitation of the variants of different codings that can be implemented.
  • L K is the length 19 of the calibration element 18 .
  • calibration elements 18 can be introduced for different requirements, which have different predefined lengths 19 in the operating direction.
  • the pattern 15 is preferably 52 mm long for coding. In relation to the total height 40 of the bank note 10 , 74% of the length 40 can thus be used in this example. It has been shown that the entire length of a pattern 15 does not have to be present on the object 10 in the preferred variant according to the invention. It is sufficient if a partial area of the pattern 15 is present on the effectively usable length 42 of the object 10 and has a calibration element 18 .
  • FIG. 1 shows a preferred object 10 with an electrically conductive security feature 13 in the form of a security strip.
  • a continuous, strip-shaped conductive element for example a security thread, is preferably interrupted at certain points by narrow cuts, as a result of which a conductive structure 14 with conductive and non-conductive areas is obtained.
  • a large number of electrically conductive individual elements 16 of the same size as well as a calibration element 18 with a size that can be distinguished from them are obtained.
  • the maximum size of two consecutive, separate, conductive individual elements 16 is preferably 20 mm.
  • the individual elements 16 are preferably at least 10 mm in size, or two cuts are preferably 10 mm apart, so that an undesired, simultaneous overlapping of the input means 30 with three conductive individual elements 16 is prevented.
  • the calibration element 18 preferably differs from the other individual elements 16 in size. In the manufacturing process, it is preferable to select the smallest possible remaining block (10 mm long in the example) or the largest possible remaining block (20 mm long in the example).
  • Figure 3b shows five different preferred embodiments of an electrically conductive structure 14, each having a different repeating pattern 15 with a section length.
  • Each pattern 15 has a large number of electrically conductive ones Individual elements 16 and a calibration element 18 , which differs from the other individual elements 16 in particular in its size.
  • An existing conductive element 16 generates a detectable signal on the touchscreen 20 when swiped over, for example in the form of a deflection or a change in speed or combinations thereof. If the element is missing, there will also be no signal change at this point, i.e. the signal follows the input by the input means 30 without being influenced by electrically conductive elements 16.
  • the size and/or spacing of the individual elements 16 must be selected so that in the area of the contact surface a maximum of two elements 16 are touched between the input means 30 and the touchscreen 20 or overlap with the input means 30 .
  • the first two (numbers 1 and 2) shown preferred electrically conductive structures 14 and the fifth shown (number 5) electrically conductive structure 14 each have a preferred pattern 15 with eight individual elements 16 and one calibration element 18 .
  • This provides a code which reads "1111111K1" (in a preferred sweep with an input means 30 from bottom to top).
  • the individually exhibiting individual elements 16 stand for a “1”, while the calibration element 18 stands for a “K”.
  • the calibration element 18 generates a calibration element-specific signal due to the different configuration.
  • the third (number 3) illustrated preferred electrically conductive structure 14 has a pattern 15 which encodes the binary code "1101101K0" (in the case of a preferred swiping with an input means 30 from bottom to top).
  • the fourth (number 4) illustrated preferred electrically conductive structure 14 has a pattern 15 which encodes the binary code “1001110K1” (in the case of a preferred sweeping over with an input means 30 from bottom to top). It is obvious to the average person skilled in the art that a swipe from top to bottom is also possible.
  • FIG. 1 shows a preferred object 10 with an electrically conductive security feature 13 in the form of a security strip.
  • the security feature 13 comprises an electrically conductive structure 14 with a pattern 15 which has a section length.
  • the pattern 15 preferably consists of a defined number of conductive blocks or electrically conductive individual elements 16 with a defined length (can differ from block to block).
  • the pattern 15 comprises two conductive blocks. After one of the blocks there is a defined distance, which preferably serves as a calibration element 18 .
  • each of the conductive blocks is preferably interrupted several times (here: twice) at different positions, as a result of which a plurality of individual elements 16 are obtained from one block.
  • 3d illustrates a further preferred embodiment of an electrically conductive structure 14 or a security feature 13.
  • the pattern 15 which is repeated in sections, preferably has two conductive blocks along a section length, which are preferably present at a distance of 5 mm from one another. This distance is preferably different from the length of a free space that serves as a calibration element 18 (smaller or larger).
  • the blocks can be interrupted at one of the positions 1 - 5 shown are, so that several electrically conductive individual elements 16 form a block. It is also possible that the blocks have two interruptions with different positions, whereby the distance between the two interruptions should be at least 10 mm. For example, the block shown above is broken at positions 1 and 4.
  • Figure 4a shows another preferred object 10 with an electrically conductive security feature 13 in the form of a security strip.
  • the security feature 13 includes a section of an electrically conductive structure 14 with a pattern 15 that is repeated in sections.
  • a plurality of conductive and non-conductive areas along a section with a section length form the pattern 15, in which in particular a calibration element 18 is included.
  • the calibration element 18 differs from the other individual elements 16 in its size and/or the distance from the conductive area that is adjacent to the calibration element 18 .
  • Fig.4b 12 shows different embodiments of a security feature 13, wherein the electrically conductive structure 14 of the security feature 13 can have different widths. It has been shown that the width of the individual elements 16 has essentially no influence on the signal generated.
  • the characteristic time-dependent and path-dependent signal is essentially dependent on the length of the individual elements 16 or the free spaces (interruptions) along a preferred direction, preferably the operating direction. In the present case, the operating direction is preferably along the security feature 13, ie from top to bottom or from bottom to top.
  • Figure 5a shows another preferred object 10 with an electrically conductive security feature 13 in the form of a security strip.
  • the security feature 13 includes a section of an electrically conductive structure 14 with a pattern 15 that is repeated in sections.
  • a plurality of conductive and non-conductive areas along a section with a section length form the pattern 15, in which in particular a calibration element 18 is included.
  • electrically conductive double elements are preferably used for coding.
  • a combination of two individual elements 16 is preferably referred to as a double element. Double elements preferably generate a characteristic signal or speed profile when sweeping over the electrically conductive structure 14 using the input element 30 on a capacitive touch screen 20.
  • the signal detection can be presented in such a way that the signal is generated at the centroid of the contact surface of the input means 30 with the touch screen 20 . If there is now an electrically conductive structure 14 in between, the superimposition of the geometry of the individual electrically conductive element 16 and the contact surface of the input means 30 preferably results in what is known as a resulting surface, the centroid of which now determines the signal curve.
  • the generated signal When touching the first half of a double element with the input means 30 , the generated signal preferably has a jump in in the form of a sudden increase in speed. This is due to the sudden resulting centroid shift. As the input means 30 continues to sweep over the first half of the double element, the speed of the signal preferably decreases.
  • both halves of the double element are preferably "connected" - depending on the distance between the two halves and the contact area of input means 30 - to form one large element, i.e. the resulting area is made up of the area of input means 30 and the Faces of the two halves of the double element formed.
  • the speed is now preferably lower than one half of the double element, since the resulting area is larger. Leaving the first half of the double element when swiping further leads to a renewed shift in the center of gravity of the area to the combination of the second half of the double element and the contact surface of the input means 30.
  • Figure 5b shows various embodiments of a security feature 13 comprising an electrically conductive structure 14, wherein the preferred patterns 15 comprised in the electrically conductive structures 14 correspond to those in Figure 5a include double elements explained.
  • directly adjacent electrically conductive individual elements 16 with a minimal spacing (“double elements") generate a characteristic signal.
  • double elements directly adjacent electrically conductive individual elements 16 with a minimal spacing
  • the coding results from the presence/absence of the electrically conductive individual elements 16.
  • the double elements can be present in four states: 00, 01, 10, 11.
  • the calibration element 18 in the patterns 15 preferably differs from the double elements in each case.
  • Figure 6a shows another preferred object 10 with an electrically conductive security feature 13 in the form of a security strip.
  • the security feature 13 includes a section of an electrically conductive structure 14 with a pattern 15 that is repeated in sections.
  • a plurality of conductive and non-conductive areas along a section with a section length form the pattern 15, in which in particular a calibration element 18 is included.
  • a calibration element 18 is used, which preferably serves both as a reference for the endless pattern and can also preferably be used to determine the contact surface of the input means 30 with the capacitive touch screen 20 .
  • the contact surface or the diameter of the input means 30 can preferably be determined on the basis of the signal, if preferred a circular contact surface of the input means 30 is assumed. If the input means 30 comes into contact with the calibration element 18 when sweeping over the security feature 13 , the signal has a first jump in speed. In the further course of the sweeping, the speed preferably decreases and has its minimum when the input means 30 is centered over the calibration element 18 . When leaving the calibration element 18 completely, there is preferably another jump in speed.
  • two smaller, information-giving elements 16 are preferably arranged, which can vary in size and position in relation to the calibration element 18 .
  • Figure 6b shows the preferred security feature in a detailed view with different variants of the pattern 15, in particular to be able to determine the contact surface of the input means 30 .
  • Figure 7a shows another preferred object 10 with an electrically conductive security feature 13 in the form of a security strip.
  • the security feature 13 includes a section of an electrically conductive structure 14 with a pattern 15 that is repeated in sections.
  • a plurality of conductive and non-conductive areas along a section with a section length form the pattern 15, in which in particular a calibration element 18 is included.
  • an electrically conductive double element is preferably used as calibration element 18 .
  • a combination of two individual elements 16 is preferably referred to as a double element, but these are always used together in the present exemplary embodiment.
  • Figure 7b illustrates a detailed view of several variants of the in Figure 7a illustrated embodiment.
  • the double element is designed as described above (cf. Figures 5a and 5b ) , but occurs exactly once in each section 15 .
  • the information-giving electrically conductive individual elements 16 are arranged in front of/behind the double element and can vary in position and size in the defined area. There is preferably a free space 10 mm in front of and behind the calibration element 18 .
  • Figure 8a shows another preferred object 10 with an electrically conductive security feature 13 in the form of a security strip.
  • the security feature 13 comprises a section of an electrically conductive structure 14 with a pattern 15 that is repeated in sections.
  • a plurality of conductive and non-conductive areas along a section with a section length form the pattern 15 in which in particular a calibration element 18 is included.
  • the electrically conductive individual elements 16 are in the form of letters or lettering which, inter alia, can result in a word.
  • the design rules for active and inactive electrically conductive elements specified in the description also apply to letters, words and lettering.
  • the free space between the words is preferably to be regarded as a calibration element 18 .
  • Figure 8b shows a detailed view of a security feature 13 in Figure 8a already illustrated embodiment, with other possible preferred variants are shown.
  • inactive electrically conductive individual elements 17 can also be included in a pattern 15 .
  • the individual digits "1 2 3" are not electrically connected to the adjacent digits and thus represent inactive electrically conductive individual elements 17 ( Figure 8b No. 2).
  • the individual letters of the words and letter sequences "sample”, “writing”, “words” and “abc” are connected to the respective neighboring letters and represent active electrically conductive areas 16.
  • the space between the letters serves as a calibration element 18 in the present example .
  • FIG. 9 illustrates a preferred manufacturing method for banknotes 10 with a security feature 13.
  • electrically conductive structures 14 in the form of endless structures are applied to a substrate material 12 and form a security feature 13.
  • An electrically conductive structure 14 is preferred under an endless structure to understand, which has sections over its length repeatedly repeating pattern 15 .
  • a plurality of conductive and non-conductive areas along a section with a section length form the pattern 15 in which in particular a calibration element 18 is included.
  • the conductive areas of the structure 14 or of the security feature 13 are preferably designed as active or inactive electrically conductive individual elements ( 16, 17 ).
  • the substrate material 12 is preferably cut into individual banknotes 10 .
  • Such security features 13 are preferably not applied in a registered position, ie the exact position of a section on the bank note 10 is not known in advance.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verifikation eines Objektes, vorzugsweise eines Dokumentes, einer Banknote, eines Wertpapieres, einer (Bank-)Karte und/oder einer Produktverpackung, umfassend ein elektrisch leitfähiges Sicherheitsmerkmal, auf einem Gerät umfassend einen Flächensensor sowie ein Objekt mit einem Sicherheitsmerkmal bzw. Verfahren zu dessen Herstellung und ein System zur Ausführung des Verfahrens und zur Verifikation eines Dokumentes mit einem leitfähigen elektrischen Sicherheitsmerkmal auf einem kapazitiven Flächensensor.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verifikation eines Objektes, vorzugsweise eines Dokumentes, einer Banknote, eines Wertpapieres, einer (Bank-)Karte und/oder einer Produktverpackung, umfassend ein elektrisch leitfähiges Sicherheitsmerkmal, auf einem Gerät umfassend einen Flächensensor sowie ein Objekt mit einem Sicherheitsmerkmal bzw. Verfahren zu dessen Herstellung und ein System zur Ausführung des Verfahrens und zur Verifikation eines Dokumentes mit einem leitfähigen elektrischen Sicherheitsmerkmal auf einem kapazitiven Flächensensor.
    • Hintergrund und Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft eine sichere und einfache Methode zur Überprüfung bzw. Echtheitskontrolle von elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmalen, beispielsweise Hologrammen, Sicherheitsstreifen, Sicherheitsfäden und Patches, insbesondere solchen, die nicht in registrierter Position auf einem Objekt appliziert vorliegen, d.h. die genaue Position eines Abschnittes (bspw. Musters) des Hologrammes, des Sicherheitsstreifens, der Sicherheitsfäden und/oder des Patches auf dem Objekt ist vorab nicht bekannt.
  • Die genannten Sicherheitsmerkmale werden unter anderem als Echtheitsmerkmale auf Dokumente, Banknoten, Wertpapiere, Identifikationskarten und -dokumente sowie auf hochwertige Produkte und Verpackungen appliziert und dienen dem Fälschungsschutz der Dokumente. Elektrisch leitfähige Sicherheitsmerkmale im Allgemeinen und Hologramme im Besonderen sind im Vergleich zu anderen Druckmustern oder Druckstrukturen schwierig zu fälschen oder zu imitieren und werden somit zur Absicherung werthaltiger Dokumente eingesetzt. Für Endbenutzer bzw. Endanwender sind elektrisch leitfähige Sicherheitsmerkmale, beispielsweise Hologramme, jedoch schwer hinsichtlich Echtheit und/oder Originalität zu prüfen. Die Prüfung der Sicherheitsmerkmale erfolgt in der Regel optisch durch den Endanwender. Im Speziellen werden zum Beispiel Farbwechseleffekte, Bewegungseffekte, 3D-Effekte und weitere Effekte geprüft, die unter bestimmten Bedingungen sichtbar werden. Einfluss auf die Erkennbarkeit solcher Effekte haben beispielsweise die Beleuchtung, der Betrachtungswinkel, die Bewegung des Dokuments usw. Zusammengefasst ist viel Wissen über das jeweilige Sicherheitsmerkmal erforderlich, um eine Aussage über die Echtheit zu treffen. Dieses Wissen ist beim Endbenutzer meist nicht vorhanden und lässt sich vom Herausgeber des jeweiligen Dokuments auch schwierig kommunizieren.
  • Es gibt somit einen Bedarf an der Bereitstellung von Verfahren zur Echtheitsprüfung von elektrisch leitfähigen Sicherheitselementen, die für den Endbenutzer leicht zugänglich sind und ohne eine subjektive Beurteilung durch den Betrachter auskommen.
  • Im Stand der Technik existieren verschiedene Methoden zur Überprüfung elektrisch leitfähiger Sicherheitsmerkmale.
  • EP 1760670 A1 beschreibt zum Beispiel ein Gerät zur Überprüfung von Hologrammen mittels optischer Verfahren.
  • Die meisten aus dem Stand der Technik bekannten Methoden beruhen auf optischen Verfahren und erfordern spezielle Geräte zur Bewertung oder Überprüfung der Sicherheitsmerkmale. Somit sind diese Methoden nicht für die Verwendung beim Endverbraucher geeignet, sondern adressieren vorrangig Interessengruppen entlang der Wertschöpfungskette, z.B. Großhändler, Zwischenhändler, Banken, Behörden u.ä..
  • Aus dem Stand der Technik sind weiterhin auch auf elektronischen Wechselwirkungen basierende Verfahren bekannt.
  • In der WO 2020/229517 A1 ist zum Beispiel ein Verfahren zur Verifikation eines Objektes vorzugsweise eines Dokumentes, einer (Bank-)Karte und/oder einer Produktverpackung mit einem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal auf einem Gerät mit einem kapazitiven Flächensensor (bevorzugt ein Smartphone) bekannt. Nachdem das Objekt mit dem Sicherheitsmerkmal auf dem Flächensensor aufgelegt wird, wird insbesondere eine dynamische Eingabe auf dem Objekt und dem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal mittels eines Eingabemittels zur Erzeugung eines charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signals auf dem Flächensensor vorgenommen. Das detektierte zeitabhängige und wegabhängige Signal wird anschließend ausgewertet.
  • Dabei können jedoch lediglich Sicherheitsmerkmale betrachtet werden, die im Register aufgebracht wurden, d.h. die elektrisch leitfähige Struktur eines Sicherheitsmerkmals (bspw. Hologrammstreifens), hat eine feste bekannte Position innerhalb des Objektes (abgesehen von minimalen Produktionstoleranzen).
  • Für bestimmte Anwendungen werden hingegen elektrisch leitfähige Strukturen in Form von Endlos-Strukturen auf ein Substratmaterial oder Objekt appliziert. Unter einer Endlos-Struktur ist bevorzugt eine elektrisch leitfähige Struktur zu verstehen, die sich über die Länge mehrfach (in einem Muster) wiederholt. Ein Beispiel ist das Aufbringen von Hologramm-Streifen auf Banknoten. Erst nach der Applikation der Hologramm-Streifen wird das Substratmaterial in einzelne Banknoten geschnitten. Die Applikation solcher Hologramm-Streifen oder-Fäden erfolgt in der Regel nicht in registrierter Position, d.h. die genaue Position eines Abschnittes (bspw. des Musters) auf dem Objekt ist vorab nicht bekannt. Soll ein solcher Streifen nun kapazitiv ausgelesen werden, indem mit einem Eingabemittel über die Struktur gestrichen wird, während das Objekt auf dem Touchscreen eines Gerätes liegt, ist bei der Signalauswertung nicht klar, wo genau sich ein bestimmter/detektierbarer Abschnitt innerhalb des Signals befindet. Jeder beliebige Punkt der elektrisch leitfähigen Struktur kann im Auslesevorgang der Startpunkt der Wischgeste sein. Um dennoch Objekte bzw. Banknoten mit einer elektrisch leitfähigen Struktur in Form von einer Endlos-Struktur verifizieren zu können, muss bisher sichergestellt werden, dass mindestens eine gesamte Wiederholung des Musters vollständig auf dem Objekt und/oder der Banknote aufgebracht ist. Dies führt nachteilig dazu, dass das Muster eine bestimmte Abschnittslänge entlang einer Vorzugsrichtung nicht überschreiten und nicht größer ausgestaltet sein darf als die Hälfte der Objektausdehnung oder Banknotenausdehnung entlang der Vorzugsrichtung (vgl. auch Fig. 2). Es versteht sich, dass mit einer geringeren Abschnittslänge des Musters einhergehend das Muster auch eine geringere Menge an sicherheitsrelevanten Merkmalen umfassen kann. Dies führt nachteilig dazu, dass Sicherheitsmerkmale, welche erhalten werden, indem eine Endlosstruktur auf dem Objekt appliziert wird, aufgrund der begrenzten sicherheitsrelevanten Merkmale einen geringeren Sicherheitsstandard entsprechen, als dies wünschenswert ist.
    • Aufgabe der Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung war es daher die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beseitigen. Insbesondere war es eine Aufgabe der Erfindung ein genaueres und fehlerresistenteres Verfahren zur Verifikation eines Objektes mit einem leitfähigen elektrischen Sicherheitsmerkmal auf einem kapazitiven Flächensensor, ein Objekt mit einem solchen Sicherheitsmerkmal bzw. Verfahren zu dessen Herstellung sowie ein System zur Ausführung des Verfahrens bereitzustellen, wobei das elektrisch leitfähige Sicherheitsmerkmal nicht in registrierter Position auf dem Objekt appliziert vorliegen und dennoch höchsten Sicherheitsstandards genügt.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Verifikation eines Objektes mit einem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal auf einem Gerät mit einem kapazitiven Flächensensor umfassend die Schritte
    1. a. Bereitstellung eines Gerätes umfassend einen kapazitiven Flächensensor
    2. b. Bereitstellung eines Objektes mit einem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal
    3. c. Auflegen des Objektes auf dem kapazitiven Flächensensor
    4. d. Vornahme einer dynamischen Eingabe auf dem Objekt und dem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal mittels eines Eingabemittels zur Erzeugung eines charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signals auf dem Flächensensor
    5. e. Auswertung des während der Eingabe auf dem Flächensensor detektierten charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signales, wobei die Auswertung eine Erkennung von mindestens einem Kalibrierelement innerhalb des elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmals umfasst.
  • Die Kombination der vorgeschlagenen Verfahrensschritte führt zu einem Synergieeffekt, der zu den vorteilhaften Eigenschaften und dem damit einhergehenden Gesamterfolg der Erfindung führt, wobei die einzelnen Merkmale in Wechselwirkung zueinanderstehen. Ein wichtiger Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Erforderlichkeit von äußerst wenigen Verfahrensschritten und Systemkomponenten, wobei trotzdem eine überaus robuste und fehlerresistente Verifikation eines Objektes mit einem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal generiert wird, welches insbesondere nicht in registrierter Position vorliegen muss. Insbesondere muss keine genaue Position eines Abschnittes auf dem Objekt vorab bekannt sein.
  • Ausgangspunkt für das vorliegende Verfahren war die Tatsache, dass ein Sicherheitsmerkmal auf einem Objekt einen bestimmten, bevorzugt verschlüsselten, Informationswert umfasst, der für Dritte nicht in einfacher weise nachbearbeitbar oder imitierbar ist. Insbesondere bei Sicherheitsmerkmalen, die anhand einer elektrisch leitfähigen Struktur mit einer Endlos-Struktur hergestellt werden, muss dabei sichergestellt werden, dass dieser, bevorzugt verschlüsselte, Informationswert in jedem Fall auf dem Objekt vorliegt. Wie schon erläutert, war dies mit den bekannten Verfahren aus dem Stand der Technik ausschließlich möglich, indem der verschlüsselte Informationswert in einem Muster der elektrisch leitfähigen Struktur umfasst war und das Muster (entlang einer Vorzugsrichtung) in der Länge maximal so groß war, dass das Muster in jedem Fall bei der Applikation auf das Objekt mindestens einmal in seiner Gesamtheit in dem Sicherheitsmerkmal vorgekommen ist.
  • Um dies sicherzustellen, durfte die Länge des Musters die Hälfte, insbesondere 43%, der Ausdehnung des Objektes in einer Vorzugsrichtung nicht überschreiten. Die geringe bzw. begrenzte Länge des Musters führte zu einer Limitation des Informationswertes, sodass ein verringerter Sicherheitsstandard erreicht wurde. Elektrisch leitfähige Endlos-Strukturen mit einem Muster, welches die Hälfte der Ausdehnung des Objektes überschritten haben, waren mit herkömmlichen aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren bisher nicht für die Verwendung als ein Sicherheitsmerkmal realisierbar.
  • Problematisch war insbesondere, dass jeder beliebige Punkt der elektrisch leitfähigen Struktur im Auslesevorgang als Startpunkt einer dynamischen Eingabe, beispielsweise einer Wischgeste sein konnte, und daher eine Referenz des erhaltenen Signals zu dem Informationswert erst hergestellt werden konnte, wenn die Eingabe bzw. Wischgeste einmal das Muster vollständig überstrichen hat. Die Überwindung dieses Problems hat sich als eine besondere Herausforderung dargestellt und war nicht ohne erfinderische Überlegungen möglich.
  • Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, in dem auf einem Objekt applizierten Sicherheitsmerkmal ein Kalibrierelement zu detektieren, welches als Referenz dient. Ausgehend vom Kalibrierelement als Referenz kann vorteilhafterweise eine positionsbezogene Zuordnung zwischen dem Sicherheitsmerkmal bzw. dessen Informationswert und dem charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signal hergestellt werden. Im Hinblick auf die Ausgestaltung des Sicherheitsmerkmals muss entsprechend vorteilhafterweise nicht mehr sichergestellt werden, dass das Muster in seiner Gesamtheit zusammenhängend im Sicherheitsmerkmal umfasst ist. Das Muster kann stattdessen auch geteilt oder in aneinandergereihten Teilbereichen vorliegen, wobei insbesondere ausschließlich mindestens das Kalibrierelement auf dem Sicherheitsmerkmal umfasst sein sollte.
  • Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Echtheitsprüfung bzw. Verifikation von elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmalen, beispielsweise Hologrammen, mittels kapazitiver Flächensensoren. Eine spezielle Form kapazitiver Flächensensoren sind kapazitive Berührungsbildschirme, die heutzutage in allen gängigen Smartphones als kombinierte Ein- und Ausgabeschnittstelle enthalten sind. Kapazitive Flächensensoren können auch speziell für bestimmte Anwendungen entworfen und gestaltet werden.
  • Elektrisch leitfähige Sicherheitsmerkmale, insbesondere Hologramme, umfassen üblicherweise eine metallisierte Schicht, d.h. sie sind in der Regel elektrisch leitfähig. Werden elektrisch leitfähige Strukturen bzw. Elemente in Wirkkontakt mit einem kapazitiven Flächensensor gebracht, finden lokale kapazitive Wechselwirkungen zwischen den elektrisch leitfähigen Elementen und dem Flächensensor statt, d.h. das Sicherheitsmerkmal bzw. das Hologramm verändert lokal die Kapazität im Flächensensor. Diese lokale Kapazitätsänderung kann durch die Auswerteelektronik des Flächensensors detektiert und mittels Hardware und Software weiterverarbeitet werden.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine elektronische und deutlich sicherere Überprüfung eines bisher nur optisch auswertbaren Sicherheitsmerkmals mit Hilfe von Geräten, welche praktisch nahezu jedem Bürger zur Verfügung stehen. Das heißt, das Verfahren zur Überprüfung der Echtheit der Sicherheitsmerkmale ist nicht exklusiv, sondern steht vielmehr vorteilhaft einer sehr breiten Zielgruppe zur Verfügung. Die Echtheitsprüfung von beispielsweise Banknoten oder Wertdokumenten kann somit unmittelbar von den Endnutzern durchgeführt werden, ohne dass es besonderer Hilfsmittel bedarf.
  • Sowohl im Bereich von Wertdokumenten, z.B. Banknoten, als auch wertvollen Dokumenten, die z.B. zur Identifikation dienen wie beispielsweise ID-Karten, Pässe, Ausweise, Visa-Sticker, Geburtsurkunden sowie Urkunden, notariell beglaubigte Dokumente etc. sind immer häufiger Fälschungen zu verzeichnen. Auch Markenprodukte, Medikamente oder andere hochwertige Güter werden gefälscht und stellen eine potentielle Bedrohung für den Endkonsumenten oder andere Beteiligte an der Wertschöpfungskette dar.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Echtheitsüberprüfung ist bevorzugt durch ein interaktives Zusammenspiel zwischen Nutzer, Sicherheitsmerkmal und Smartphone bzw. Prüfgerät gekennzeichnet. Durch die verbesserte Überprüfung des Sicherheitsmerkmals, wie vorliegend beschrieben, ergibt sich anwendungsseitig die Möglichkeit diese Sicherheitsmerkmale, bzw. die Dokumente, die sie verwenden als Zugangsschlüssel zu digitalen Anwendungen zu nutzen.
  • So kann beispielsweise eine Banknote vom Nutzer selbst elektronisch auf seinem Smartphone auf Echtheit überprüft werden. Nach erfolgter Prüfung schaltet die Banknote auf dem Smartphone beispielsweise einen Zugang oder weitere Informationen frei wie Hinweise zu weiteren Sicherheitsmerkmalen auf der Banknote oder Wechselkurse. Ebenso kann diese Erkennungsfunktion genutzt werden um akustisch, optisch oder über andere Methoden, barrierefrei den Typ, die Denomination oder weitere Informationen der Banknote zu kommunizieren.
  • Ebenso können Ausweisdokumente oder Bezahlkarten mit einem erfindungsgemäß elektronisch auslesbaren, individuellen Sicherheitsmerkmal ausgestattet werden. Dies ermöglicht, zusätzlich zur elektronischen Echtheitsverifizierung, gleichzeitig die Erkennung des Nutzers und damit den Zugang zu einem digitalen Nutzerkonto, entweder per Lesegerät in bspw. einer Bankfiliale oder direkt auf dem Smartphone des Nutzers. Insbesondere im Bereich e-Government und e-Banking ermöglicht diese Erfindung damit die Bereitstellung eines neuartigen und sicheren Zugangsschlüssels zu digitalen Dienstleistungen.
  • Den Erfindern ist es gelungen, Regeln für das strukturelle Design zu entwickeln, die möglichst wenig einschränkend auf das optische Design der elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmale wirken bzw. sich sogar in das optische Design integrieren und gleichzeitig eine reproduzierbare Auswertung durch kapazitive Flächensensoren ermöglichen.
  • Zudem können beliebige Designs für eine Strukturierung vorteilhaft sehr frei durch eine Demetallisierung - auch im Nachhinein - bereitgestellt werden, wodurch eine besonders sichere Codierung erfolgen kann. Die Demetallisierung kann bevorzugt ein Abtragen von beispielsweise streifenförmigen Bereichen aus einem metallischen Sicherheitsmerkmal umfassen. Vorteilhaft kann mittels einer Demetallisierung auch beliebig anderweitig gestaltete linienförmige Unterbrechungen (kreisförmig, elliptisch, rechteckig, dreieckig, sternförmig etc.) in einen flächigen, bevorzugt homogenen, elektrisch leitfähigen Bereich eingebracht werden. Durch Bereitstellung einer Vielzahl von Designmöglichkeiten können Sicherheitsmerkmale in besonders hohem Maße individuell codiert werden, um höchsten Sicherheitsanforderungen gerecht zu werden.
  • Dieses Verfahren der Auswertung bzw. Überprüfung eines elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmals kann auch als Bestimmung eines sogenannten "kapazitiven Fingerabdrucks" bezeichnet werden. Aus dem Stand der Technik ist bisher keine Methode bekannt, gezielt Kalibrierelemente innerhalb elektrisch leitfähiger Strukturen zu detektieren und somit eine positionsbezogene Zuordnung zwischen dem Sicherheitsmerkmal und dem charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signal herzustellen. Dieses Verfahren ermöglicht eine Implementierung eines umfangreicheren Informationswertes in ein Sicherheitsmerkmal, welches anhand einer Endlosstruktur hergestellt wurde und welches daher insbesondere nicht in registrierter Position vorliegt, d.h. die genaue Position eines Abschnittes auf dem Objekt ist vorab nicht bekannt.
  • Ferner ist anzumerken, dass aktuell übliche kapazitive Berührungsbildschirme oder Touchscreens keine Kapazitätswerte ausgeben. Als Entwickler von Anwendungen (Apps oder Webseiten) hat man in der Regel keinen Zugriff auf sogenannte Rohdaten bzw. Kapazitätswerte. Diese Daten werden vom Touch-Controller, einem integrierten Schaltkreis, vom Elektrodengitter des Flächensensors aufgenommen und vorverarbeitet und in Form von sogenannten Touch-Events ausgegeben. Die Informationen über Touch-Events, die dem Entwickler von Anwendungen zur Verfügung stehen, umfassen in der Regel die Informationen ID (Nummer des jeweiligen Touches), Typ (touch start, touch move, touch end, touch cancel), x-Koordinate, y-Koordinate und Zeitstempel. Unter bestimmten Bedingungen erhält man als Entwickler noch Zugriff auf weitere Informationen, wie z.B. den Durchmesser des Touches bzw. der Eingabe. In der Entwicklung von Anwendungen oder Apps muss man sich auf diese Daten beschränken.
  • Das Sicherheitsmerkmal umfasst bevorzugt mindestens eine elektrisch leitfähige Struktur. Da das elektrische leitfähige Sicherheitsmerkmal insbesondere durch die Strukturierung der elektrisch leitfähigen Struktur gekennzeichnet ist, können die Begriffe elektrisch leitfähiges Sicherheitsmerkmal und elektrisch leitfähige Struktur teilweise synonym verwendet werden.
  • Das Sicherheitsmerkmal umfasst in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eine elektrisch leitfähige Struktur, die sich aus unterschiedlichen leitfähigen Materialien zusammensetzt. Die elektrisch leitfähige Struktur ist in einer bevorzugten Ausführungsform eine Kombination aus einer Metallisierung und zusätzlichen gedruckten elektrisch leitfähigen Elementen. Um eine möglichst hohe Fälschungssicherheit zu gewährleisten, ist eine Kombination metallisierter elektrisch leitfähiger Elemente mit gedruckten elektrisch leitfähigen Elementen vorteilhaft. Für den Druck elektrisch leitfähiger Strukturen kommen elektrisch leitfähige Farben auf Basis von Metallpartikeln, verschiedenen Kohlenstoffkonfigurationen, elektrisch leitfähigen Polymeren oder anderen elektrisch leitfähigen Materialien zum Einsatz.
  • Dieses Sicherheitsmerkmal ist in der Praxis auf einem zu schützenden Gegenstand bzw. Objekt appliziert. Im Sinne der Erfindung handelt es sich bei einem zu schützenden Gegenstand oder einem schützenden Objekt insbesondere um ein zu schützendes Dokument oder kartenähnliches Objekt. Die Begriffe werden vorzugsweise synonym verwandt. Das Objekt kann im Sinne der Erfindung auch als Verifikationsobjekt bezeichnet werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt ein Dokument, vorzugsweise eine Banknote, ein kartenähnliches Objekt, vorzugsweise eine Bank- oder Kreditkarte und/oder eine Produktverpackung ist.
  • Zu schützende Objekte können beispielsweise folgende Gegenstände sein:
    • Dokumente, z.B. Urkunden, Verträge, Sicherungsscheine, Geburtsurkunden
    • Notardokumente
    • Wertpapiere, Banknoten, Schecks
    • Bankkarten, Kreditkarten
    • Ausweise, ID-Karten, Mitarbeiterausweise, Ausweise für Zutrittskontrollsysteme
    • Garantienachweise, Medikamentenverpackungen, Produktverpackungen, Hangtags
    • Produktschutzlabel, Etiketten, Sicherheitsaufkleber, Sticker
    • Ohne darauf beschränkt zu sein.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Sicherheitsmerkmal bevorzugt auf einem elektrisch nicht leitfähigem Substratmaterial appliziert, z.B. Papier, Karton, synthetisches Papier, Banknotenpapier auf Basis von Baumwolle, Polymeren oder Hybrid-Materialien, Laminate, Kunststoffe, Folien, Holz oder andere elektrisch nicht-leitfähige Substrate oder Trägermaterialien. Das Objekt umfasst somit bevorzugt ein nicht-leitfähiges Substrat, z.B. das Papier einer Banknote, sowie ein elektrisch leitfähiges Sicherheitsmerkmal, welches auf dem Substrat appliziert vorliegt. Nicht-leitfähige Bereiche werden bevorzugt durch das Substrat gebildet, während die leitfähigen Bereiche durch das Sicherheitsmerkmal definiert werden
  • Das Verfahren zur Kontrolle der Echtheit des Sicherheitsmerkmals kann in bevorzugten Ausführungsformen folgende Schritte umfassen:
    • Bereitstellung eines elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmals (appliziert auf einem Dokument oder Produkt)
    • Bereitstellung eines Endgerätes, z.B. eines Smartphones, welches mit einem kapazitiven Berührungsbildschirm (bzw. Touchscreen) ausgestattet ist
    • Bereitstellung einer Software (App) oder Zugang zu einer Webseite auf dem Endgerät
    • Auflegen des Sicherheitsmerkmals bzw. des Dokuments inkl. des Sicherheitsmerkmals auf dem kapazitiven Berührungsbildschirm des Endgerätes
    • Durchführen einer Eingabe mit Hilfe eines Eingabemittels, z.B. mit Hilfe eines Fingers, beispielsweise indem mit dem Finger eine Wischgeste über das Sicherheitsmerkmal hinweg durchgeführt wird, während das Dokument inkl. Sicherheitsmerkmal auf dem kapazitiven Berührungsbildschirm des Endgerätes aufliegt
    • Aufnahme und Verarbeitung der sogenannten Touchdaten, die das Endgerät für die Weiterverarbeitung in der Software zur Verfügung stellt
    • Auswertung, Überprüfung, Vergleich oder Decodierung der Touchdaten und Anzeigen des Ergebnisses der Sicherheitsüberprüfung auf dem Gerät bzw. Ausführen einer bestimmten Aktion auf dem Gerät
  • Vorzugsweise umfasst das Verfahren zur Kontrolle der Echtheit des Sicherheitsmerkmals hierbei zwei Verfahrensstufen bzw. -abschnitte. In einem ersten Verfahrensabschnitt erfolgt eine Erkennung bzw. Bestimmung des Kalibrierelementes, beispielsweise mittels eines Regressionsmodelles. Darauf aufbauend erfolgt in einem zweiten Verfahrensabschnitt eine Erkennung (bzw. Überprüfung, Vergleich oder Decodierung) des Sicherheitsmerkmales bzw. des charakteristischen zeit- und wegabhängigen Signals. Der zweite Verfahrensabschnitt der eigentlichen Klassifizierung bzw. Erkennung des Sicherheitsmerkmals nutzt hierbei die im ersten Verfahrensabschnitt ermittelte Position des Kalibrierelementes.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das elektrisch leitfähige Sicherheitsmerkmal ein Metall und/oder anderes leitfähiges Material, welche bevorzugt strukturiert wird. Minimale bzw. maximale Strukturgrößen ergeben sich bevorzugt aus der Geometrie des Elektrodenrasters (eines Flächensensors) sowie aus der Geometrie eines Fingers/Eingabemittels.
  • Die Erfindung umfasst bevorzugt zudem ein Objekt sowie ein Verfahren zur Überprüfung bzw. Verifikation einer Vorrichtung (bevorzugt eines Dokumentes). Die Überprüfung des Objektes kann zum Ziel haben die Echtheit bzw. Originalität des Sicherheitsmerkmals zu bestimmen. Die Überprüfung der Vorrichtung erfolgt mit Hilfe eines kapazitiven Flächensensor, z.B. mittels des kapazitiven Berührungsbildschirms (Touchscreen) eines Smartphones oder eines anderen Endgerätes. Der Vorteil der Verwendung eines solchen Endgerätes besteht vor allem in der weiten Verbreitung und ständigen Verfügbarkeit. Somit können Dokumente zu jeder Zeit an jedem Ort geprüft werden. Die kapazitiven Berührungsbildschirme sind vorrangig auf eine Bedienung mittels Fingergesten ausgelegt. Durch verschiedene Gesten, z.B. Tippen, Streichen mit einem oder mehreren Fingern, Zoomen und weiteren Varianten, ist eine vielfältige Bedienung von grafischen Benutzeroberflächen möglich. Technologisch bestehen die kapazitiven Berührungsbildschirme in der Regel aus einem Gitter aus Sende- und Empfangselektroden, die beispielsweise orthogonal zueinander angeordnet sind.
  • Der Begriff "kapazitiver Flächensensor" bezeichnet im Sinne der Erfindung bevorzugt Eingabeschnittstellen von elektronischen Geräten. Eine spezielle Form des "kapazitiven Flächensensors" ist der Touchscreen, der zusätzlich zur Eingabeschnittstelle gleichzeitig als Ausgabegerät bzw. Anzeige dient. Geräte mit einem kapazitiven Flächensensor sind in der Lage, äußere Einwirkungen oder Beeinflussungen, beispielsweise Berührungen oder Kontakte auf der Oberfläche wahrzunehmen und mittels angegliederter Logik auszuwerten. Solche Flächensensoren werden beispielsweise benutzt, um Maschinen einfacher zu bedienen. Üblicherweise werden Flächensensoren in einem elektronischen Gerät bereitgestellt, wobei es sich um Smartphones, Handys, Displays, Tablet-PCs, Tablet-Notebooks, Touchpad-Geräte, Grafiktabletts, Fernseher, PDAs, MP3-Player, Trackpads und/ oder kapazitive Eingabegeräte handeln kann, ohne darauf begrenzt zu sein.
  • Bevorzugt handelt es sich um multitouchfähige kapazitive Flächensensoren. Solche Flächensensoren sind vorzugsweise dafür eingerichtet, mehrere Berührungen gleichzeitig zu erkennen, wodurch zum Beispiel Elemente, die auf einem Touchscreen angezeigt werden, gedreht oder skaliert werden können.
  • Die Begriffsfolge "Gerät beinhaltend einen Flächensensor" oder "Gerät mit einem Flächensensor" bezieht sich bevorzugt auf elektronische Geräte, wie die vorgenannten, welche in der Lage sind, die vom kapazitiven Flächensensor bereitgestellten Informationen weiter auszuwerten. In bevorzugten Ausführungsformen handelt es sich um mobile Endgeräte. Im gesamten Dokument werden die Begriffe "Endgerät" und "Gerät" als Synonym füreinander verwendet und können beidseitig durch den jeweils anderen Begriff ersetzt werden.
  • Touchscreens werden vorzugsweise auch als Tastschirme, Berührungsbildschirme, Flächensensoren oder Sensorbildschirme bezeichnet. Ein Flächensensor muss nicht zwingend in Zusammenhang mit einem Display oder einem Touchscreen verwendet werden, d.h. nicht zwingend eine Anzeige aufweisen. Es kann im Sinne der Erfindung ebenso bevorzugt sein, dass der Flächensensor sichtbar oder nicht-sichtbar in Geräten, Objekten und/oder Vorrichtungen integriert vorliegt.
  • Flächensensoren umfassen insbesondere mindestens einen aktiven Schaltkreis, der vorzugsweise als Touch-Controller bezeichnet wird, welcher mit einer Struktur von Elektroden verbunden sein kann. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das Elektrodengitter eines Flächensensors Gruppen von Elektroden umfasst, wobei sich die Gruppen von Elektroden beispielsweise in ihrer Funktion voneinander unterscheiden. Dabei kann es sich zum Beispiel um Sende- und Empfangselektroden handeln, die in einer besonders bevorzugten Anordnung in Spalten- und Zeilenform angeordnet vorliegen können, das heißt insbesondere Knotenpunkte oder Kreuzungen bilden, an denen sich mindestens je eine Sende- und eine Empfangselektrode miteinander überkreuzen oder überlappen. Vorzugsweise sind die sich überkreuzenden Sendeund Empfangselektroden im Bereich der Knotenpunkte so zueinander ausgerichtet, dass sie miteinander im Wesentlichen 90 °-Winkel einschließen.
  • Begriffe wie "im Wesentlichen", "ungefähr", "etwa", "ca." etc. beschreiben bevorzugt einen Toleranzbereich von weniger als ± 20%, bevorzugt weniger als ± 10 %, noch stärker bevorzugt weniger als ± 5% und insbesondere weniger als ± 1%. Angaben von "im Wesentlichen", "ungefähr", "etwa", "ca." etc. offenbaren und umfassen stets auch den exakten genannten Wert.
  • Zwischen den Sende- und Empfangselektroden des Flächensensors bildet sich bevorzugt ein elektrostatisches Feld aus, das empfindlich auf Veränderungen bzw. kapazitive Wechselwirkungen reagiert. Diese Veränderungen können zum Beispiel durch das Berühren der Oberfläche des Flächensensors mit einem Finger, einem leitfähigen Objekt und/oder einer elektrisch leitfähigen Struktur hervorgerufen werden. Kapazitative Wechselwirkung, beispielsweise ein Abfluss von Ladungen zum Finger oder einem leitfähigen Objekt, führt insbesondere zu lokalen Potentialänderungen innerhalb des elektrostatischen Felds, die vorzugsweise dadurch bedingt wird, dass beispielsweise durch eine Berührung einer Berührfläche einer elektrisch leitfähigen Struktur das elektrische Feld zwischen Sende- und Empfangselektroden lokal verringert wird. Eine solche Veränderung der Potentialverhältnisse wird bevorzugt von der Elektronik des Touch-Controllers detektiert und weiterverarbeitet.
  • Zu diesem Zweck ist es bevorzugt, dass der Touch-Controller die Elektroden so ansteuert, dass zwischen jeweils einer oder mehreren Sendeelektroden und einer oder mehreren Empfangselektroden ein Signal übertragen wird, bei dem es sich vorzugsweise um ein elektrisches Signal, beispielsweise eine Spannung, eine Stromstärke oder ein Potential(unterschied) handeln kann. Diese elektrischen Signale in einem kapazitiven Flächensensor werden vorzugsweise vom Touch-Controller ausgewertet und für das Betriebssystem des Gerätes aufbereitet.
  • Die vom Touch-Controller an das Betriebssystem des Gerätes übermittelten Informationen beschreiben sogenannte einzelne "Touches" oder "Touch-Events", die man sich jeweils als einzelne erkannte Berührungen vorstellen kann oder als einzelne Eingaben bezeichnen kann. Diese Touches sind bevorzugt durch die Parameter "x-Koordinate des Touches", "y-Koordinate des Touches", "Zeitstempel des Touches" und "Typ des Touches" gekennzeichnet. Die Parameter "x- und y-Koordinate" beschreiben die Position der Eingabe auf dem Touchscreen. Jedem Koordinatenpaar ist vorzugsweise ein Zeitstempel zugeordnet, der beschreibt, wann die Eingabe an der entsprechenden Stelle stattgefunden hat. Der Parameter "Typ des Touch-Events" beschreibt den detektierten Zustand der Eingabe auf dem Touchscreen. Einer Fachperson sind u.a. die Typen Touch Start, Touch Move, Touch End und Touch Cancel bekannt. Mit Hilfe der Parameter Touch Start, mindestens einem Touch Move und Touch End sowie den zugehörigen Koordinaten und Zeitstempeln kann eine Toucheingabe auf dem kapazitiven Flächensensor beschrieben werden.
  • Es ist bevorzugt und im Stand der Technik als Multitouch-Technologie bekannt, dass mehrere Touch-Eingaben gleichzeitig ausgewertet werden können. Die projizierte-kapazitive Touchtechnologie (projected capacitance touch technology, PCT) ist eine beispielhafte Technologie, welche einen Multi-Touch-Bedienung erlaubt.
  • Bei der üblichen Verwendung von mobilen Endgeräten wird das elektrische Feld zwischen den Elektroden durch Berührung mit einem Finger oder einem elektrisch leitfähigen Objekt lokal verringert, d.h. "Ladungen werden abgezogen". Ebenso wird auch durch das Auflegen eines Objektes mit elektrisch leitfähigem Sicherheitsmerkmal und der Vornahme einer dynamischen Eingabe auf selbigem mittels eines Eingabemittels das elektrische Feld verändert und ein charakteristisches Signal erzeugt bzw. vom Touch-Controller detektiert.
  • Im Sinne der Erfindung wird unter der Begriffsfolge durch "die dynamische Eingabe auf dem Flächensensor erzeugten bzw. detektierten Signales" bevorzugt jenes Signal verstanden, welches aufgrund der kapazitiven Wechselwirkung zwischen elektrisch leitfähiger Struktur, Eingabemittel und Flächensensor während der Vornahme der Eingabesequenz vom Flächensensor detektiert wird. Es handelt sich somit bevorzugt um ein dynamisches Signal, beispielsweise in Form von sequentiellen Koordinatenpositionen von Touch-Events, welche vom Flächensensor verarbeitet werden. Das detektierte bzw. erzeugte Signal wird daher bevorzugt auch als zeitabhängiges Signal bezeichnet. Das detektierte bzw. erzeugte Signal wird alternativ bevorzugt auch als wegabhängiges Signal bezeichnet. Der "Weg" bezieht sich bevorzugt auf die Eingabegeste bzw. den während der Eingabesequenz mit dem Eingabemittel zurückgelegtem Weg und den daraus resultierenden sequentiellen Koordinatenpositionen von Touch-Events.
  • Im Sinne der Erfindung handelt es sich bei den Eingabemitteln bevorzugt um Finger oder spezielle Eingabestifte, beispielweise Touchpens. Die Eingabemittel sind vorzugsweise in der Lage, eine kapazitive Kopplung zwischen Zeilen- und Spaltenelektroden innerhalb des Flächensensors zu ändern. Bevorzugt sind die Eingabemittel derart gestaltet, dass diese bei einem kapazitiven Touchscreen ein Touch-Event auslösen können. Da die Touchscreens auf eine Eingabe mittels menschlicher Finger optimiert sind, können insbesondere jegliche Eingabemittel bevorzugt sein, welche die Form, Größe und/oder kapazitive Wechselwirkungen zwischen einem Finger und einem Flächensensor imitieren.
  • Der Durchmesser der Berührfläche von einem Finger auf dem kapazitiven Berührungsbildschirm beträgt ca. 7-8 mm. Die meisten handelsüblichen Touchscreens sind auf die genaue Positionsermittlung von Touch-Eingaben in dieser Größenordnung optimiert. Soll der Berührungsbildschirm nun zur Erkennung von elektrisch leitfähigen Strukturen verwendet werden, sind in der Gestaltung (Größe, Form, Geometrie, Umriss, innere Strukturierung usw.) der elektrisch leitfähigen Struktur bestimmte Randbedingungen bzgl. minimaler und maximaler Größe zu beachten. Wie weiter oben bereits beschrieben, ergeben sich daraus enge Grenzen bzw. strenge Designregeln für elektrisch leitfähige Strukturen, wenn diese zuverlässig und reproduzierbar von kapazitiven Berührungsbildschirmen erkannt werden sollen. Mit anderen Worten ist die Design-Freiheit für derartige Strukturen stark eingeschränkt und durch die Auslesetechnologie weitestgehend festgelegt. Es war völlig überraschend, dass durch geringfügige Anpassungen im Design von elektrisch leitfähigen Strukturen Kalibrierelemente innerhalb von elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmalen kapazitiv ausgelesen werden können. Somit können elektrisch leitfähige Sicherheitsmerkmale bereitgestellt werden, die sowohl die Anforderungen an eine entsprechende Sicherheit als auch die Anforderungen an eine einfache Herstellung erfüllen, indem eine leitfähige Endlosstruktur auf ein Objekt appliziert wird.
  • Bevorzugt ist entlang einer Vorzugsrichtung das Sicherheitsmerkmal über die gesamte Länge des Objektes aufgebracht. Es hat sich dabei gezeigt, dass die Randbereiche des Objektes keinen technischen Beitrag zur Verifikation des Objektes leisten, sodass die effektiv nutzbare Länge des Objektes kleiner als die gesamte Ausdehnung des Objektes ist. Die zugrunde liegende Technologie beruht bevorzugt darauf, mit Hilfe eines Eingabemittels z.B. mit dem Finger, über die elektrisch leitfähige Struktur bzw. das Sicherheitsmerkmal zu wischen, während das Objekt auf dem kapazitiven Touchscreen aufliegt. Da es für einen Nutzer zumeist nicht möglich ist exakt von Anfang bis Ende entlang der Bedienspur zu wischen und das Eingabemittel selbst einen bestimmten Durchmesser (bspw. die Fingerkuppe) aufweist, ist die nutzbare Länge des Objektes entsprechend kleiner als die gesamte Länge des Objektes in Bedienrichtung. Wie geschildert, ist vorzugsweise der Randbereich eines Objektes nicht nutzbar, wobei bevorzugt der "nichtnutzbare Randbereich" eine Ausdehnung entlang der Vorzugsrichtung von bevorzugt 3-10 mm, insbesondere 5 mm aufweist.
  • Da die effektiv nutzbare Länge auf dem Objekt kleiner als die gesamte Ausdehnung des Objektes ist, muss das Muster innerhalb eines Sicherheitsmerkmals im Zuge von Verfahren aus dem Stand der Technik in seiner Gesamtheit zusammengesetzt in diesem Bereich vorliegen. Die Länge des Musters LA darf die Hälfte der effektiv nutzbaren Länge Leff des Objektes nicht überschreiten. Aus diesem Grunde beträgt die maximale Länge LA des Musters in Abhängigkeit der Größe des "nichtnutzbaren Randbereichs" und Länge L des Objektes L A = 0 , 5 ⋅ L eff L
    Figure imgb0001
  • Im Beispiel ergibt sich mit einer Länge L des Objektes von 70 mm und einem Randbereich von 5 mm eine nutzbare Länge des Objektes Leff in Bedienrichtung von 60 mm. Die maximale Länge des Musters LA von 30 mm entspricht nur etwa 43% der gesamten Länge des Objektes (vgl. Fig. 2). Das erfindungsgemäße Verfahren setzt sich dabei über diese Limitierung hinweg und ermöglicht vor allem auch eine Länge von Mustern, die weit mehr als die Hälfte der gesamten Ausdehnung entlang einer Vorzugsrichtung des Objektes umfassen können. Zu diesem Zweck erfolgt bevorzugt in einem ersten Schritt eine Erkennung von mindestens einem Kalibrierelement innerhalb des elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmals und in einem zweiten Schritt darauf aufbauend eine Auswertung des elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmals, welches die Positionsdaten des Kalibrierelementes nutzt.
  • Sind die elektrisch leitfähigen Strukturen deutlich kleiner als der mittlere Durchmesser der Kontaktstelle eines Fingers auf dem Berührungsbildschirm (7-8 mm), werden solche elektrisch leitfähigen Einzelelemente in der Regel nicht erkannt bzw. vom Touch-Controller des kapazitiven Berührungsbildschirms ignoriert. Je nach Gerät sind davon bevorzugt Elemente mit einem Durchmesser < 3-5 mm betroffen.
  • Sind die elektrisch leitfähigen Strukturen deutlich größer als der mittlere Durchmesser der Kontaktstelle eines Fingers auf dem Berührungsbildschirm (7-8 mm), sind die erkannten Positionen nicht reproduzierbar bzw. trennscharf. Je nach Anwendungsfall werden derartige Eingaben beispielsweise vom Touch-Controller im Rahmen der sogenannten "palm rejection" (Erkennung unerwünschter Eingaben durch den Handballen) ignoriert oder es kommt beim Wirkkontakt von zu großen elektrisch leitfähigen Elementen mit kapazitiven Berührungsbildschirmen zum sogenannten "Touch Cancel Event", d.h. die entsprechende Information wird nicht ausgewertet bzw. vom Touch-Controller ignoriert / herausgefiltert.
  • Entsprechen die elektrisch leitfähigen Strukturen den oben genannten Restriktionen bezüglich der Größe ist für eine zuverlässige und reproduzierbare Erkennung zusätzlich auch der Abstand zwischen den Elementen von Bedeutung. Liegen zwei Einzelelemente zu dicht beieinander, interpretiert der Touch-Controller die Eingabe nicht als zwei einzelne Elemente, sondern als ein größeres Element. Dieser Effekt kann als Verschmelzung von Touch-Punkten bezeichnet werden und tritt je nach Endgerät bzw. Touch-Controller bevorzugt bei Abständen < 6-10 mm (Mitte zu Mitte) auf.
  • Im Sinne der Erfindung ist ein Kalibrierelement bevorzugt ein elektrisch leitfähiger oder elektrisch nicht-leitfähiger Bereich innerhalb eines Sicherheitsmerkmals und/oder einer elektrisch leitfähigen Struktur. Das Kalibrierelement unterscheidet sich bevorzugt gegenüber allen weiteren im Sicherheitsmerkmal umfassten elektrisch leitfähigen oder nicht-leitfähigen Bereichen.
  • Beim Überstreichen des Sicherheitsmerkmals entlang einer Vorzugsrichtung wird ein charakteristisches zeitabhängiges und wegabhängiges Signal erzeugt, wobei innerhalb dieses Signals eine Signalfolge umfasst ist, die eindeutig dem Kalibrierelement zugeordnet werden kann. Die Signalfolge wird vorzugsweise erhalten, wenn das Eingabemittel die Position des Kalibrierelementes innerhalb des Sicherheitsmerkmals überstreicht. Die Signalfolge ist entsprechend bei jedem Überstreichen des Kalibrierelementes reproduzierbar. Es hat sich dabei gezeigt, dass das Kalibrierelement dadurch als eine Referenz dient. Ausgehend vom Kalibrierelement als Referenz kann vorteilhafterweise eine positionsbezogene Zuordnung zwischen dem Sicherheitsmerkmal und dem charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signal hergestellt werden. Das Kalibierelement kann demnach auch als ein Referenzelement oder Bezugselement betrachtet werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das charakteristische zeitabhängige und wegabhängige Signal eine kalibrierelementspezifische Signalfolge umfasst, die dem Kalibrierelement zugeordnet ist. Dies ermöglicht insbesondere die genaue Position im charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signal zu erfassen. Vorzugsweise ist eine Signalfolge ein Abschnitt und/oder Ausschnitt und/oder Teilbereich und/oder Teilfolge eines Signals. Das im Sinne der Erfindung erhaltene charakteristische zeitabhängige und wegabhängige Signal umfasst dabei einen Abschnitt bzw. eine Signalfolge, welche eindeutig dem erfindungsgemäßen Kalibrierelement zugeordnet werden kann. Dieses Signal ist reproduzierbar und jedes Mal, wenn ein Eingabemittel das Kalibrierelement überstreicht, während das Sicherheitsmerkmal auf einem Flächensensor aufgelegt ist, wird die vom Kalibrierelement abhängige Signalfolge generiert. Die kalibrierelementspezifische Signalfolge kann daher im Gesamtsignal detektiert werden. Das dem Kalibrierelement zugeordnete Signal ist entsprechend kalibrierelementspezifisch, d.h. diese Signalfolge unterscheidet sich vom übrigen Signal und kann durch geeignete Mittel eindeutig dem Kalibrierelement zugeschrieben werden. In anderen Worten erzeugt das Kalibrierelement bevorzugt ein einzigartiges Signal.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die kalibrierelementspezifische Signalfolge eine Referenz im charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signal und das Kalibrierelement eine Referenz im elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal darstellt, sodass eine positionsbezogene Zuordnung zwischen dem Sicherheitsmerkmal und dem charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signal hergestellt werden kann. Bei Sicherheitsmerkmalen, die in nicht-registrierter Position vorliegen, ist bei jedem Überstreichen bei der Signalauswertung nicht klar, wo genau sich ein bestimmter/detektierbarer Abschnitt innerhalb des Signals befindet. Erfindungsgemäß kann bevorzugt jedoch ermittelt werden, an welcher Position das Kalibrierelement liegt. Sofern mit einem Eingabemittel bevorzugt über das Sicherheitsmerkmal gestrichen wird, entsteht ein charakteristisches Signal. Sobald das Kalibrierelement überstrichen wird, zeigt das Signal eine Auffälligkeit, nämlich die kalibrierelementspezifische Signalfolge. Entsprechend kann ein Algorithmus nunmehr feststellen, wie ein Muster im charakteristischen Signal positioniert ist und das Sicherheitsmerkmal verifizieren und/oder codierte Informationen im Sicherheitsmerkmal bzw. im Muster auslesen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitfähige Sicherheitsmerkmal entlang mindestens einer Vorzugsrichtung einen Ausschnitt einer Strukturierung mit leitfähigen und nicht-leitfähigen Bereichen mit einem sich abschnittsweise wiederholenden Muster umfasst.
  • Unter einer solchen Strukturierung mit leitfähigen und nicht-leitfähigen Bereichen mit einem sich abschnittsweise wiederholenden Muster ist bevorzugt eine sogenannte Endlosstruktur zu verstehen, wobei ein Teilbereich bzw. ein Ausschnitt oder ein Abschnitt dieser Strukturierung auf dem Objekt vorliegt und als Sicherheitsmerkmal dient. Es ist dabei nicht ersichtlich, welcher Ausschnitt oder Abschnitt der Strukturierung bzw. insbesondere wie das Muster (bspw. geteilt, oder zusammenhängend) auf dem Objekt aufgebracht vorliegt. Der Ausschnitt nimmt dabei im Wesentlichen die Länge an, wie die gesamte Ausdehnung des Objektes in einer Vorzugsrichtung. Die Verwendung einer Endlosstruktur ist besonders vorteilhaft bei der Herstellung eines Objekts mit einem Sicherheitsmerkmal, da die Endlosstruktur vorzugsweise auf ein Substratmaterial aufgebracht wird und erst anschließend das Substratmaterial in verschiedene Objekte aufgeteilt, vorzugsweise geschnitten, wird. Die Endlosstruktur ist dabei bevorzugt auf einer Rolle aufgerollt und wird ausgehend von der Rolle auf das Substratmaterial appliziert. Dabei wird auf eine aufwändige genaue Positionierung des Sicherheitsmerkmals verzichtet, sodass es sich um ein Sicherheitsmerkmal bzw. eine elektrisch leitende Struktur in nicht registrierter Position auf dem jeweiligen Objekt handelt. Es hat sich gezeigt, dass der Einsatz des erfindungsgemäßen Kalibrierelements bei der Herstellung eines Sicherheitsmerkmals anhand von Endlosstrukturen es erlaubt umfassende Informationswerte in solche Sicherheitsmerkmale einzubetten, da die Positionierung verschiedener Abschnitte durch das Kalibrierelement detektierbar sind.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von leitfähigen und nicht-leitfähigen Bereichen entlang eines Abschnittes mit einer Abschnittslänge ein Muster, umfassend das Kalibrierelement, definieren,
    • wobei das Sicherheitsmerkmal mindestens zwei entlang einer Vorzugsrichtung aneinandergereihte Teilbereiche des Musters umfasst;
    • wobei mindestens in einem der Teilbereiche des Musters das Kalibrierelement umfasst ist.
  • Erfindungsgemäß muss das Muster nicht mehr durchgehend in seiner Gesamtheit auf dem Objekt (entlang der effektiv nutzbaren Länge) vorhanden sein. Vielmehr kann es auch geteilt und aneinandergereiht entlang der effektiv nutzbaren Länge auf dem Objekt vorliegen, so dass im Zuge der konventionellen Herstellung von nicht registrierten Sicherheitsmerkmalen auch wesentlich größere Muster verwendet werden können. Selbst wenn diese kein zusammenhängendes Muster über die effektive nutzbare Länge des Objekts ergeben, sondern z.B. nur einen Teil eines Endes gefolgt vom Anfang eines neuen Musters umfassen, haben die auf dem Objekt resultierenden Sicherheitsmerkmale eine umfassendere Informationsdichte. Das bedeutet, dass auf das Objekt Sicherheitsmerkmale mit einer erhöhten Sicherheit aufgebracht werden können, obwohl es nach wie vor mit einer elektrisch leitfähigen Endlosstruktur hergestellt wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Abschnittslänge des Musters bevorzugt eine Länge auf, die bevorzugt 50% - 90% der Ausdehnung des Objektes in einer Vorzugsrichtung entspricht, stärker bevorzugt 65% - 80% der Ausdehnung des Objektes in einer Vorzugsrichtung und insbesondere 74% der Ausdehnung des Objektes in einer Vorzugsrichtung. Es hat sich gezeigt, dass die ausgewählten Abschnittslängen des bevorzugten Musters mit einem Kalibrierungselement besonders gut geeignet sind, um viele Informationen zu integrieren und dennoch über den vereinfachten Prozess der Herstellung eines Sicherheitsmerkmals über eine Endlosstruktur zu nutzen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Vorzugsrichtung dabei bevorzugt entlang der Längsausdehnung oder einer Längsachse des Objektes ausgerichtet sein. Stärker bevorzugt kann die Vorzugsrichtung entlang der Querachse oder Querausdehnung eines Objektes ausgerichtet sein.
  • In einer elektrisch leitfähigen Struktur, insbesondere einer Endlosstruktur, folgt bevorzugt auf einen Abschnitt mit einem Muster ein neuer Abschnitt mit dem gleichen Muster, die Muster sind in anderen Worten aneinandergereiht. Der besondere Vorteil in der bevorzugten Ausführungsform ist nunmehr der, dass das Muster nicht mehr entlang einer Abschnittslänge komplett im Bereich der effektiv nutzbaren Länge umfasst sein muss, sondern es ausreicht, wenn ein erster Teilbereich (zum Beispiel das Ende) des Musters in einem ersten Abschnitt gefolgt von einem weiteren Abschnitt mit einem zweiten Teilbereich (zum Beispiel der Anfang) des Musters in der effektiv nutzbaren Länge des Objektes angeordnet vorliegt (vgl. Fig. 1). Bevorzugt können die Teilbereiche des Musters komplementär zueinander sein, sodass sie in einem gedanklichen Zusammensetzen und "umsortieren" ein ganzes Muster ergeben würden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren ein zweistufiges Auswertungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung des charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signales, in einem ersten Verfahrensabschnitt eine Erkennung von mindestens einem Kalibrierelement innerhalb des elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmals umfasst und in einem zweiten Verfahrensabschnitt darauf eine (weitere) Auswertung des charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signales umfasst, welche auf der Erkennung des Kalibrierelementes innerhalb des elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmals aufbaut. Bevorzugt umfasst die Erkennung des Kalibrierelements eine Erkennung einer kalibrierelementspezifische Signalfolge als eine Referenz im charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signal, welche eine positionsbezogene Zuordnung zwischen dem Sicherheitsmerkmal und dem charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signal erlaubt. Die (weitere) Auswertung des charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signales umfasst hingegen bevorzugt eine Auswertung des Signals unter Berücksichtigung dieser durch das Kalibierelement ermöglichten positionsbezogene Zuordnung von dem Sicherheitsmerkmal und dem weg- und zeitabhängigen Signal.
  • Beispielsweise kann auf Basis der positionsbezogenen Zuordnung zunächst ein Anfangs- und Endwert für die Auswertung eines erwarteten Musters innerhalb des zeit- und wegabhängigen Signales festgelegt werden. Ebenso ist es möglich, dass Teilabschnitte des zeit- und wegabhängigen Signales neu zusammengefügt bzw. sortiert werden, sodass ein Muster als zusammenhängende Signalfolge ausgewertet werden kann. Wie obig erläutert, liegt bei der Bereitstellung einer Endlosstruktur zur Applikation von Sicherheitsmerkmalen auf Objekten bevorzugt eine Vielzahl von sich wiederholenden Mustern vor. Durch das Aufbringen von nichtregistrierten Abschnitten der Endlosstruktur als Sicherheitsmerkmale auf die Objekte, kann es vorkommen, dass das Muster nicht als ein zusammenhängendes Muster auf dem Sicherheitsmerkmal appliziert vorliegt. Stattdessen kann beispielsweise ein Endbereich des Musters auf einem oberen Abschnitt des Sicherheitsmerkmals vorliegen und davon getrennt auf einem unteren Abschnitt des Sicherheitsmerkmals ein Anfangsbereich des Musters. Auf Basis der Erkennung eines Kalibrierelementes ist in einem ersten Schritt eine positionsbezogene Zuordnung möglich, welche ein Zusammenfügen bzw. eine Neusortierung korrespondierender Abschnitte des zeit- und wegabhängigen Signals erlaubt. In dem ersten Schritt kann somit mittels des Kalibrierelementes eine Signalfolge erhalten werden, welche einem zeit- und wegabhängigen Signal eines zusammenhängenden Musters entspricht, d.h. einem Muster welches zusammenhängend mit Anfangs- und Endbereich vollständig innerhalb eines Sicherheitsmerkmales auf dem Objekt vorliegt. Hierdurch kann eine besonders zuverlässige sich daran anschließende Auswertung des Musters erfolgen, welches insbesondere unabhängig von der dem Herstellungsprozess inhärenten zufälligen Auswahl eines Abschnittes der Endlosstruktur ist. Die Auswertung des Musters als eine zusammenhängende Signalfolge mit wohldefiniertem End- und Anfangswert erfolgt bevorzugt in einem zweiten Verfahrensabschnitt beispielsweise mittels eines Klassifizierungsmodells.
  • Bevorzugt entspricht das im Sicherheitsmerkmal enthaltene, aber ggf. in Teilbereichen aufgebrachte, Muster einem kapazitiven Fingerabdruck, welcher für die Verifikation des Objektes genutzt wird. In dem sprachlichen Bild erfolgt mithin, bevor der kapazitive Fingerabdruck ausgewertet werden kann, zunächst anhand des Kalibrierelementes eine positionsabhängige Zuordnung des kapazitiven Fingerabdruckes (Erkennung von Anfang und/oder Ende) oder aber ein Zusammenfügen bzw. Neusortieren von Teilbereichen zu einem zusammenhängenden kapazitiven Fingerabdruck, welche anschließend dekodiert bzw. klassifiziert wird.
  • Vorzugsweise kann der zweistufige Prozess der Auswertung des charakteristischen zeit- und wegabhängigen Signals - also zunächst die Detektion eines Kalibrierungselements und darauf aufbauend die Erkennung eines Musters - mit unterschiedlich gestalteten Verfahren, vorzugsweise computerimplementierten Algorithmen, durchgeführt werden. Dadurch kann vorzugsweise sowohl die Effizienz als auch die Genauigkeit der Verifikation des Sicherheitsmerkmals als solches erhöht werden. Die Erkennung des Kalibrierungselements spielt vor allem dann eine wichtige Rolle, wenn das Muster nicht zusammenhängend, sondern aufgeteilt im Sicherheitsmerkmal enthalten ist. Wie oben beschrieben, dient das Kalibrierelement als Referenzelement, das die abgetrennten Teile des Musters wieder (gedanklich oder virtuell) zusammensetzt und somit die im Muster enthaltenen Informationen auslesen kann. Es kann bevorzugt auch vorgesehen sein, dass das Muster mit Absicht nie zusammenhängend in einem Sicherheitsmerkmal auf dem Objekt enthalten ist, um verschlüsselte Informationen sicherer zu hinterlegen und es Dritten, die keine Kenntnis von dem Kalibrierelement haben, zu erschweren, das Muster zu erkennen und auszuwerten.
  • Wie im Folgenden ausführlicher dargelegt, kann die Auswertung des Musters insbesondere eine Erkennung von Kanten als Übergängen von leitfähigen und nicht-leitfähigen Bereichen oder eine Erkennung der Anordnung und/oder Form von elektrisch leitfähigen Einzelelementen umfassen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass
    • die Auswertung des während der Eingabe auf dem Flächensensor detektierten charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signales eine Erkennung von Kanten innerhalb des elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmals umfasst, wobei eine Kante ein Übergang zwischen einem leitfähigen Bereich und einem nicht-leitfähigen Bereich oder umgekehrt ist und die Erkennung von Kanten anhand eines Geschwindigkeitsprofils des zeitabhängigen und wegabhängigen Signales erfolgt;
    • wobei das Kalibrierelement bevorzugt ein in einer Form, Größe und/oder Länge vordefinierter leitfähiger und/oder nicht-leitfähiger Bereich innerhalb des elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmals ist;
    • wobei bei der Vornahme einer dynamischen Eingabe entlang der Vorzugsrichtung an einem Beginn eines leitfähigen Bereiches eine vorderseitige Kante und an einem Ende eines leitfähigen Bereiches eine rückseitige Kante erkannt wird, sodass eine Länge eines leitfähigen und/oder nicht-leitfähigen Bereiches, insbesondere eines Kalibrierelementes, detektiert wird.
  • Unter dem Begriff einer Kante wird vorzugsweise ein Übergang zwischen einem leitfähigen Bereich und einem nicht-leitfähigen Bereich innerhalb des Sicherheitsmerkmals verstanden. Hierbei können sich beispielweise streifenförmig leitfähige und nicht-leitfähige Bereiche abwechseln.
  • Ebenso können in einem flächigen, weitestgehend homogenen, elektrisch leitfähigen Bereich nicht-leitfähige Unterbrechungen mit beliebiger Linienform, beispielsweise geradlinig, kreisförmig, elliptisch, rechteckig, dreieckig, sternförmig etc. vorliegen. Die Übergänge zwischen dem flächigen elektrisch-leitfähigen Bereich und den nicht-leitfähigen Unterbrechungen stellen im Sinne der Erfindung Kanten dar.
  • Im Querprofil entlang einer Vorzugsrichtungen sind Kanten im Sinne der Erfindung somit bevorzugt durch einen sprunghaften Anstieg (oder Abfall) von leitfähigem Material bei einem Übergang von einem nicht-leitfähigen Bereich zu einem leitfähigen Bereich (oder umgekehrt) gekennzeichnet. Sprunghaft meint bevorzugt einen Anstieg oder Abfall über eine Distanz, welche im Vergleich zu den Abmessungen der leitfähigen und nicht-leitfähigen Bereichen äußert klein ist. Im Querprofil ist eine Kante bevorzugt durch einen im Wesentlichen senkrechten Anstieg bzw. Abfall an leitfähigem Material gekennzeichnet. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass auftretende Inhomogenitäten als Kanten durch eine bevorzugt lineare Streichbewegung besonders zuverlässig detektiert werden können.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie des elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmals, bevorzugt dessen Form, Umriss, Kontur sowie innere Strukturierung insbesondere in Bezug auf das Vorliegen von Kanten, den Verlauf des zeitabhängigen Signals im kapazitiven Flächensensor festlegt. Der Begriff "innere Strukturierung" oder auch "innere Struktur" kennzeichnet bevorzugt die Verteilung von leitfähigen und nicht-leitfähigen Bereichen innerhalb des (Gesamt-)umrisses eines Sicherheitsmerkmals bzw. eines darin enthaltenden Musters.
  • Die innere Strukturierung des Sicherheitsmerkmals kann bevorzugt durch die innerhalb des Sicherheitsmerkmals angeordneten Einzelelemente definiert werden. Die Anordnung der Einzelelemente, deren geometrische Ausgestaltung sowie die dadurch generierten Kanten verleihen dem Sicherheitsmerkmal - bzw. einem darin enthaltenen Muster - eine individuelle innere Struktur.
  • Ein Sicherheitsmerkmal, welches mit einer geringeren Anzahl von breiteren, streifenförmigen Einzelelementen ausgestaltet ist, weist bspw. eine andere innere Struktur auf, als ein Sicherheitsmerkmal, welches mit einer höheren Anzahl von dünneren, streifenförmigen Einzelelementen ausgestaltet ist, wobei die gesamte äußere Geometrie der beiden Sicherheitsmerkmale identisch sein kann.
  • Besonders bevorzugt kann eine individuelle innere Strukturierung der Sicherheitsmerkmale durch eine Demetallisierung erfolgen, d.h. ein bevorzugt nachträgliches Abtragen leitfähiger Bereiche aus einer flächigen Schicht. In Bezug auf das obige Beispiel können aus Sicherheitsmerkmalen mit identischer äußerer Form unterschiedlich viele und unterschiedlich dimensionierte Streifen abgetragen werden, um unterschiedliche innere Strukturen zu erhalten.
  • Vorteilhaft können neben streifenförmigen Modifizierungen beliebig andere innere Strukturierungen bereitgestellt und mittels des Verfahrens zuverlässig unterschieden werden. Beispielsweise können in einen homogenen Bereich eine Vielzahl unterschiedlicher linienförmige Unterbrechungen (u.a. kreisförmig, elliptisch, rechteckig, dreieckig, sternförmig etc.) eingebracht werden. Sowohl durch die Positionierung der Unterbrechungen, z.B. einer Positionierung von Sternen, Kreisen, Spiralen etc. als auch durch deren Ausgestaltungen können Sicherheitsmerkmale mit hoch individualisierten "inneren Strukturen" erhalten werden. Im zweistufigen bevorzugten Auswertungsprozess kann entsprechend bevorzugt nach der Detektion des Kalibrierelementes auf die Auswertung einer individuellen Strukturierung bzw. eines Musters abgestellt werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitfähige Sicherheitsmerkmal mindestens zwei Einzelelemente umfasst, die galvanisch voneinander getrennt sind, wobei bei Vornahme einer dynamischen Eingabe auf dem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal Anfangs- und/oder Endbereiche der Einzelelemente oder Unterbrechungen im leitfähigen Sicherheitsmerkmal als Kanten detektierbar sind, wobei das Kalibrierelement aus einem oder mehreren Einzelelementen definierter Größe und/oder Länge ausgestaltet ist, wobei sich das Kalibrierelement hinsichtlich der Größe und/oder der Länge von den übrigen Einzelelementen unterscheidet.
  • Wie obig, erläutert umfasst das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt zwei Verfahrensabschnitte bzw. -stufen. In einem ersten Verfahrensabschnitt erfolgt eine Erkennung des Kalibrierelementes, beispielsweise anhand einer kalibrierelementspezifischen Signalfolge, welche bevorzugt eine positionsbezogene Zuordnung erlaubt. Anhand der Information lässt sich bevorzugt eine Lokalisierung (Anfangs- und Endwert) und/oder Sortierung bzw. Neuanordnung einer Signalfolge vornehmen, welche dem zusammenhängenden Muster entspricht. In Bezug auf obige Ausführungsform kann es somit bevorzugt sein, dass das Kalibrierelement aus einem oder mehreren Einzelelementen definierter Größe und/oder Länge besteht, welche eine positionsbezogene Zuordnung erlauben, wobei die übrigen Einzelelemente einem Muster zuzuordnen sind, welches im zweiten Verfahrensabschnitt ausgewertet werden kann (dekodiert, mit Referenzsignalen verglichen etc.).
  • Im Sinne der Erfindung sind Anfangs- und Endbereiche von Einzelelementen Randbereiche dieser Einzelelemente, wobei ein erster Randbereich eines Einzelelementes bei einer dynamischen Eingabe entlang einer Vorzugsrichtung bzw. Bewegungsrichtung zu einem ersten (Anfangs-) Zeitpunkt detektiert wird und ein zweiter Randbereich zu einem zweiten (End-) Zeitpunkt detektiert wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die dynamische Eingabe eine im Wesentlichen geradlinige Streichbewegung des Eingabemittels über das gesamte Sicherheitsmerkmal umfasst, wobei die Streichbewegung parallel oder orthogonal zur größten Dimensionierung des Sicherheitsmerkmales erfolgt.
  • Bevorzugt kann die Streichbewegung entlang einer Streichrichtung und/oder entlang entgegengesetzt wechselnden Streichrichtungen mehrfach wiederholend erfolgen.
  • Eine im Wesentlichen geradlinig ausgestaltete Streichbewegung über das Sicherheitsmerkmal ist bevorzugt eine Bewegung, die entlang einer Vorzugsrichtung bzw. Streichrichtung ohne Richtungsänderung bzw. Steigungsänderung eine durchgehende Berührung zu dem Sicherheitsmerkmal aufweist.
  • Diese Bewegung kann wiederholend ausgestaltet sein, sodass nach Abschluss einer Bewegung die Berührung des Eingabemittels zum Sicherheitsmerkmal - durch bspw. Anheben des Eingabemittels - aufgehoben wird. Anschließend kann die Streichbewegung ausgehend vom Startpunkt der vorher getätigten Streichbewegung entlang derselben Streichrichtung wiederholt werden. Der Startpunkt oder Endpunkt muss dabei nicht exakt bestimmt werden. Vielmehr reicht es diesen bevorzugt außerhalb der äußeren Kontur des Sicherheitsmerkmals zu wählen, sodass selbiges vollständig überstrichen wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann die geradlinige Streichbewegung rückwärtswiederholend stattfinden. Diesbezüglich wird eine nachfolgende Streichbewegung vom Endpunkt einer vorhergehenden Streichbewegung spiegelverkehrt im Vergleich zur vorhergehenden Bewegung rückwärts ausgestaltet, wobei das Eingabemittel die Berührung zwischen vorhergehender und nachfolgender Streichbewegung bevorzugt nicht auflöst. Besonders bevorzugt können auch Streichbewegungsabläufe mit entgegengesetzt wechselnden Streichrichtungen mehrfach wiederholend durchgeführt werden. Alltagssprachlich kann dies bspw. als eine "Hin- und Herstreichen" bzw. "Rubbeln" verstanden werden.
  • Die Dimensionierung eines Sicherheitsmerkmals entspricht bevorzugt dem Abstand zweier im Wesentlichen diametraler Randpunkte, welche dem Sicherheitsmerkmal zugehörig sind, wobei die größtmögliche Dimensionierung bevorzugt der größtmögliche Abstand zweier derartiger Randpunkte auf dem Sicherheitsmerkmal ist.
  • Eine Fachperson ist ferner dazu in der Lage die beschrieben Ausführungsformen des Verfahrens in Bezug auf die Begriffe "parallel" und "orthogonal" auf weitere Orientierungen bzw. Ausgestaltungen zu adaptieren. So versteht die Fachperson beispielsweise die Verfahren entsprechend anzupassen, wenn die Streichbewegung nicht parallel oder orthogonal zur größten Dimensionierung des Sicherheitsmerkmales erfolgt, sodass alle erfindungsgemäßen Vorteile trotzdem zur Geltung kommen. Die Fachperson weiß also, inwieweit er von den Merkmalen "parallel", "orthogonal" abweichen kann und immer noch die erfindungsgemäßen Vorteile umsetzen kann.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass entlang mindestens einer Vorzugsrichtung des Sicherheitsmerkmales, sich eine Vielzahl von leitfähigen und nicht-leitfähigen Bereichen abwechseln, sodass bei Vornahme einer dynamischen Eingabe entlang der Vorzugsrichtung der Übergang zwischen leitfähigen und nicht-leitfähigen Bereichen als Kanten erkannt werden kann. Die leitfähigen Bereiche können auch als Einzelelemente verstanden werden, welche durch nicht-leitfähige Bereiche galvanisch voneinander getrennt vorliegen. Wie obig erläutert, erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren auf Basis einer Kantendetektion auch eine Erkennung bzw. Unterscheidung komplex geformter Einzelelemente, wobei das Verfahren bevorzugt die Anordnung und/oder Form der Einzelelemente durch das sukzessive Auftreten von Kanten entlang einer Vorzugsrichtung zuverlässig erkennt.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das zeitabhängige oder wegabhängige Signal, das auf einem Flächensensor durch eine Relativbewegung zwischen einem Eingabemittel und dem Sicherheitsmerkmal erzeugt wird, durch die Strukturierung des Sicherheitsmerkmal, insbesondere deren Inhomogenität bzw. Kanten verändert wird und sich insbesondere unterscheidet von einer Eingabe eines Eingabemittels auf einem Flächensensor, die direkt, das heißt vorzugsweise ohne die Verwendung des Dokumentes oder kartenähnlichen Objektes oder ohne das Vorhandenseins des elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmals erfolgt. Es werden insbesondere zwei Situationen unterschieden: zum einen eine direkte dynamische Eingabe auf einem Flächensensor mit einem Eingabemittel und zum anderen eine dynamische Eingabe, bei der zwischen Eingabemittel und Flächensensor ein Dokument oder kartenähnlichen Objektes mit elektrisch leitfähigem Sicherheitsmerkmal zwischengeschaltet ist.
  • Dabei kann es bevorzugt sein, die direkte Eingabe mit einem Eingabemittel auf dem Flächensensor als Referenz-Eingabe zu bezeichnen. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass durch die Struktur des Sicherheitsmerkmals eine Veränderung der direkten dynamischen Eingabe erfolgt, wodurch auf dem Flächensensor ein zeitabhängiges Signal erzeugt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass leitfähige und nicht leitfähige Bereiche des elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmals hinsichtlich Größe, Abstand und Form so ausgebildet sind, dass das aus der Relativbewegung resultierende zeitabhängige Signal auf dem kapazitiven Flächensensor gegenüber der Referenz-Eingabe mit dem Eingabemittel, die ohne Verwendung des Sicherheitsmerkmals erfolgt, verändert ist. Hierdurch erfolgt eine Modulation, Festlegung, Veränderung, Verzerrung oder Verschiebung des Signals.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das resultierende zeitabhängige oder wegabhängige Signal auf dem kapazitiven Flächensensor bezüglich Position, Geschwindigkeit, Richtung, Form, Unterbrechung des Signals, Frequenz und/oder Signalstärke mindestens teilweise verändert gegenüber einem Referenzsignal, welches durch eine Referenz-Eingabe mit dem Eingabemittel, die ohne Verwendung eines elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmales erfolgt, festgelegt wird. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass es sich um das resultierende zeitabhängige Signal handelt, welches vorzugsweise durch das vorgeschlagene Verfahren erzeugt werden kann. Ausgehend von einer beispielhaften Eingabe in Form einer geraden, strichförmigen Bewegung (im Wesentlichen geradlinig ausgestaltete Streichbewegung) auf einem Einzelelement der elektrisch leitfähigen Struktur bedeutet dies im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das erzeugte zeitabhängige Signal aufgrund der Modulation durch das elektrische leitfähige Sicherheitsmerkmal, gegenüber der geraden, strichförmigen Eingabe des Eingabemittels eine abweichende Position, Richtung, Form, Geschwindigkeit und/oder Signalstärke aufweisen kann, das heißt beispielsweise räumlich versetzt, verzerrt und/oder verschoben vom Flächensensor erkannt wird, eine andere Form als die gerade, strichförmige Bewegung (im Wesentlichen geradlinig ausgestaltete Streichbewegung) aufweist, in eine andere Richtung zeigt oder eine unerwartete Signalstärke aufweist.
  • Wenn beispielsweise ein Nutzer mit seinem Finger als Anwendungsbeispiel eines Eingabemittels im Sinne der Erfindung über einen kapazitiven Flächensensor streicht, so detektiert der Flächensensor diese Bewegung im Wesentlichen an den Positionen auf dem Bildschirm des Flächensensors, die von dem Finger, d.h. dem Eingabemittel, faktisch berührt werden. Eine gerade, strichförmige Bewegung des Fingers wird vom Flächensensor vorzugsweise im Wesentlichen als gerade, strichförmige, gleichförmige Bewegung detektiert werden. Eine solche Eingabe ohne das Vorhandensein eines kartenähnlichen Objekts wird im Sinne der Erfindung vorzugsweise als Referenzeingabe bezeichnet.
  • Im Kontext der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt vorgesehen, dass zwischen dem Eingabemittel und dem Flächensensor ein elektrisch leitfähiges Sicherheitsmerkmal angeordnet vorliegt. Vorzugsweise umfasst dieses Sicherheitsmerkmal elektrisch leitfähige Einzelelemente sowie einem Kalibrierelement.
  • Es ist in einem möglichen Anwendungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass ein Nutzer einen Finger über ein Objekt mit einem Sicherheitsmerkmal bewegt, und zwar insbesondere über das Sicherheitsmerkmal. Das Objekt liegt dabei vorzugsweise auf dem Flächensensor auf, so dass durch die Bewegung des Nutzerfingers die Einzelelemente der elektrisch leitfähigen Struktur, die der Nutzer berührt, für den Flächensensor "sichtbar" werden, indem sie aktiviert werden. Die Erfinder haben erkannt, dass durch die Verwendung eines Objektes, das ein elektrisch leitfähiges Sicherheitsmerkmal umfasst, eine Eingabe auf einem Flächensensor im Vergleich zu einer Referenzeingabe verändert werden kann. Diese Veränderung wird im Sinne der Erfindung bevorzugt als Modulation bezeichnet. Sie erfolgt vorzugsweise dadurch, dass die Einzelelemente der elektrisch leitfähigen Struktur durch die Berührung mit dem Eingabemittel aktiviert werden, wodurch der Flächensensor sie detektieren kann, wobei das resultierende zeitabhängige Signal durch die Anordnung der Einzelelemente auf dem Objekt beispielsweise räumlich verzerrt ist im Vergleich zu einer Referenzeingabe. Wenn beispielsweise ein Eingabemittel entlang einer gedachten geraden Linie auf dem Objekt ohne elektrisch leitfähiges Sicherheitsmerkmal erfolgt, dann würde der Flächensensor als Referenzeingabe eine gerade Linienbewegung des Eingabemittels detektieren. Wenn aber nun zwischen dem Eingabemittel und dem Flächensensor ein Objekt angeordnet vorliegt, auf dem Einzelelemente des Sicherheitsmerkmals vorliegen, kommt es zu charakteristischen Abweichungen der detektierten Geschwindigkeit der Bewegung.
  • So kommt das Eingabemittel bei Bewegung über das Sicherheitsmerkmal nach und nach mit den elektrisch leitfähigen Elementen in Wirkkontakt, d.h. das Eingabemittel überdeckt die elektrisch leitfähigen Elemente nach und nach. Erreicht das Eingabemittel ein elektrisch leitfähiges Einzelelement, wird zu diesem Zeitpunkt bevorzugt die Position des resultierenden Signals auf dem Flächensensor in die Richtung des Mittelpunkts des Einzelelements, welches zu diesem Zeitpunkt in Wirkkontakt mit dem Eingabemittel steht, verschoben. Der Mittelpunkt ist bevorzugt als geometrischer Schwerpunkt (Flächenschwerpunkt) des Einzelelementes definiert.
  • In einem konkreten Beispiel wird das Eingabemittel entlang einer gedachten geraden Linie in y-Richtung mit gleichmäßiger Geschwindigkeit auf dem Objekt bewegt, während sich das Objekt auf dem Flächensensor befindet und es im Wesentlichen keine Relativbewegung zwischen Objekt und Flächensensor gibt. Solange das Eingabemittel nicht mit elektrisch leitfähigen Elementen in Kontakt kommt, ist das resultierende zeitabhängige oder wegabhängige Signal durch Touches gekennzeichnet, die sich im Wesentlichen durch den Zeitstempel und die jeweilige y-Koordinate unterscheiden, wobei die Geschwindigkeit des Signals im Wesentlichen der Bewegungsgeschwindigkeit des Eingabemittels entspricht (und nahezu konstant ist). Erreicht das Eingabemittel ein elektrisch leitfähiges Einzelelement, wird zu diesem Zeitpunkt bevorzugt die Position des resultierenden Signals plötzlich in die Richtung des Einzelelements, oder genauer gesagt in Richtung Mittelpunkt des Einzelelements, verschoben, d.h. der einzelne Touch ist im Vergleich zu den vorangegangenen Touches deutlich stärker hinsichtlich der y-Koordinate verschoben. Mit Hilfe der Parameter der einzelnen Touches des resultierenden zeitabhängigen Signals kann ein Geschwindigkeitsprofil berechnet werden. An der Position, an der das Eingabemittel das elektrisch leitfähige Einzelelement erreicht, weist das Geschwindigkeitsprofil einen plötzlichen starken Anstieg auf, das heißt die Geschwindigkeit des resultierenden Signals ist in diesem Bereich hoch. Bewegt sich das Eingabemittel weiter über das elektrisch leitfähige Einzelelement, sinkt die Geschwindigkeit des resultierenden Signals nach und nach wieder bis das Eingabemittel den Mittelpunkt bzw. den geometrischen Flächenschwerpunkt des Einzelelements erreicht hat. Bei weiterer Bewegung erhöht sich die Geschwindigkeit wieder langsam und fällt dann plötzlich ab bzw. verringert sich mit einem deutlichen negativen Anstieg sobald das Eingabemittel das elektrisch leitfähige Element verlässt bzw. nicht mehr in Kontakt mit dem elektrisch leitfähigen Element steht. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass Schwankungen im Geschwindigkeitsprofil insbesondere dann zu erkennen sind, wenn das Eingabemittel mit elektrisch leitfähigen Einzelelementen in Kontakt kommt oder der Kontakt zwischen Eingabemittel mit elektrisch leitfähigen Einzelelementen beendet wird.
  • Mit anderen Worten ändert sich das Signal an solchen Stellen sprunghaft. Anhand der "Sprünge", d.h. anhand der plötzlich veränderten Geschwindigkeit des zeitabhängigen Signals, können die Kanten von elektrisch leitfähigen Elementen klar detektiert werden. Üblicherweise ist das Geschwindigkeitsprofil asymmetrisch, d.h. auf einen Sprung mit hohem Anstieg der Geschwindigkeit folgt eine langsamere Verringerung der Geschwindigkeit. Dieser Anstieg im Geschwindigkeitsprofil kann mathematisch untersucht werden indem der Anstieg der Kurve bestimmt und ausgewertet wird. Diese Asymmetrie führt zu einer besonders zuverlässigen Kantendetektion. Auch beim Verlassen eines elektrisch leitfähigen Einzelelements ändert sich das Geschwindigkeitsprofil des zeitabhängigen Signals sprunghaft. Aufgrund der Asymmetrie des Signals ist es möglich im Rahmen des Dekodierprozesses zu erkennen, ob die Vorderkante oder rückseitige Kante eines elektrisch leitfähigen Einzelelements erreicht wurde, d.h. ob das Eingabemittel in dem Moment ein elektrisch leitfähiges Einzelelement erreicht oder verlassen hat. Somit können komplexe Strukturen des elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmals erkannt werden. Die Begriffe Vorderkante und rückseitige Kante oder Anfangs- und Endbereiche eines Einzelelementes sind in Relation zur jeweiligen Bewegungsrichtung des Eingabemittels über das elektrisch leitfähige Sicherheitsmerkmal zu verstehen
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennung von Kanten unter Berücksichtigung eines zeitabhängigen oder wegabhängigen asymmetrischen Verlaufs des Geschwindigkeitsprofiles an den Kanten erfolgt. Die Erkennung von Kanten durch die Auswertung eines asymmetrischen Verlaufes des Geschwindigkeitsprofils führt zu einer besonders zuverlässigen und genauen Erkennung eines Sicherheitsmerkmals. Das Sicherheitsmerkmal kann dadurch mit deutlich erweiterten Freiheiten in der Gestaltung und im Design im Vergleich zum Stand der Technik ausgestaltet sein. Insbesondere in Bezug auf das Kalibrierelement kann entsprechen ein Design gewählt werden, welches sich in einer groben Analyse nicht vom übrigen Signal unterscheidet. Anhand der Kantenerkennung durch die Auswertung eines asymmetrischen Verlaufes wird die kalibrierelementspezifische Signalfolge jedoch zuverlässig auch bei nur kleineren Abweichungen im Vergleich zum Gesamtsignal erkannt. Es versteht sich, dass die Kantenerkennung auch zur Auswertung des Sicherheitsmerkmals hinsichtlich eines Muster (auf Basis (also zeitlich nach) der Detektierung des Kalibrierelementes verwendet werden kann und dadurch geschilderten Freiheiten in der Gestaltung des Sicherheitsmerkmals auf das Muster als solches übertragbar ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erkennung der Kanten durch das Geschwindigkeitsprofil ein zeitlich asymmetrischer Verlauf des Geschwindigkeitsprofiles an den Kanten berücksichtigt wird, wobei bevorzugt an einer Vorderkante auf einen Sprung mit steilem Anstieg der Geschwindigkeit eine langsame Verringerung der Geschwindigkeit mit flachem Abfall folgt. An einer rückseitigen Kante folgt ein steiler Abfall auf einen flachen Anstieg.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren somit dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erkennung der Kanten durch das Geschwindigkeitsprofil ein zeitlich asymmetrischer Verlauf des Geschwindigkeitsprofiles an den Kanten berücksichtigt wird, wobei bevorzugt an einer rückseitigen Kante auf einen langsamen Anstieg der Geschwindigkeit ein Sprung mit einem steilen Abfall folgt.
  • Die Begriffe steiler Anstieg und flacher Abfall sind bevorzugt relativ zueinander zu verstehen und beziehen sich auf den Betrag der Änderung der Geschwindigkeit über eine Distanz.
  • In Bezug auf ein Geschwindigkeitsprofil im Bereich einer Vorderkante folgt bevorzugt auf einen Geschwindigkeitssprung ein Hochpunkt, welcher von einem Geschwindigkeitsabfall gefolgt ist. Der Geschwindigkeitsanstieg bzw. Steigung des Geschwindigkeitsprofils im Bereich vor dem Hochpunkt ist dem Betrage nach wesentlich größer als der Abfall bzw. die negative Steigung der Geschwindigkeit nach dem Hochpunkt. Beispielweise kann die Steigung vor dem Hochpunkt um einen Faktor 2, 3, 4 oder mehr größer sein. Die Asymmetrie kann bildlich im Hinblick auf eine durch den Hochpunkt führende senkrechte Achse definiert werden, welche den Verlauf des Geschwindigkeitsprofils in einen vor dem Hochpunkt auftretenden Bereich und einem nach dem Hochpunkt auftretenden Bereich teilt. Der vor dem Hochpunkt verlaufende Bereich ist nicht symmetrisch mit dem nachfolgenden Bereich.
  • In Bezug auf ein Geschwindigkeitsprofil im Bereich einer rückseitigen Kante folgt bevorzugt auf einen langsamen Anstieg der Geschwindigkeit ein Hochpunkt, welcher von einem steilen Geschwindigkeitsabfall gefolgt ist. Der Geschwindigkeitsanstieg bzw. Steigung des Geschwindigkeitsprofils im Bereich vor dem Hochpunkt ist dem Betrage nach wesentlich geringer als der Abfall bzw. die negative Steigung der Geschwindigkeit nach dem Hochpunkt. Beispielweise kann die Steigung vor dem Hochpunkt um einen Faktor 2, 3, 4 oder mehr geringer sein. Die Asymmetrie kann bildlich im Hinblick auf eine durch den Hochpunkt führende senkrechte Achse definiert werden, welche den Verlauf des Geschwindigkeitsprofils in einen vor dem Hochpunkt auftretenden Bereich und einem nach dem Hochpunkt auftretenden Bereich teilt. Der vor dem Hochpunkt verlaufende Bereich ist nicht symmetrisch mit dem nachfolgenden Bereich.
  • Diese Unterschiede sind überaus charakteristisch für das Auftreten von Kanten und können zuverlässig von anderen Sprüngen oder Schwankungen im Geschwindigkeitsprofil unterschieden werden. Zudem kann das Auftreten der Asymmetrien auch mit der Verteilung der leitfähigen bzw. nicht-leitfähigen Bereich vor und nach den Kanten korreliert werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann somit auch anhand eines zeitlichen asymmetrischen Verlaufs des Geschwindigkeitsprofiles im Bereich der Kanten festgestellt werden, ob eine vorderseitige Kante, bevorzugt an einem Beginn eines leitfähigen Bereiches, oder eine rückseitige Kante, bevorzugt an einem Ende eines leitfähigen Bereiches, mit dem Eingabemittel überstrichen wurde. Die Begriffe Beginn und Ende eines leitfähigen Bereiches und vorder- bzw. rückseitige Kante sind hier bevorzugt in Relation zur Bewegungsrichtung des Eingabemittels zu verstehen. Im Geschwindigkeitsprofil des zeitabhängigen Signals sind die Kanten jeweils durch Hochpunkte gekennzeichnet. Die Auswertung des Anstiegs des Geschwindigkeitsprofils vor und nach dem Hochpunkt ermöglicht die Unterscheidung zwischen Vorderkanten und rückseitigen Kanten.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist eine sich wiederholende Hin- und Her-Bewegung (Streichbewegung mit entgegengesetzt wechselnder Streichrichtung) des Eingabemittels über das elektrisch leitfähige Sicherheitsmerkmal bevorzugt. Vorteilhaft erfolgt hierdurch ein mehrfaches Überstreichen der Kanten in den verschiedenen Streichrichtungen. Die kombinierte Auswertung aller "Sprünge" beim Erreichen und/oder Verlassen des elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmals bzw. dessen Einzelelemente erlauben eine noch präzisere Kantenbestimmung des elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmals. Somit kann die innere Struktur bzw. der "kapazitive Fingerabdruck" des Sicherheitsmerkmals noch präziser ermittelt werden.
  • Der Begriff Geschwindigkeitsprofil bezieht sich bevorzugt auf die Punkt-zu-Punkt-Geschwindigkeit, d.h. die Geschwindigkeit zwischen zwei Touch Events. Sie berechnet sich aus dem Quotienten von Wegdifferenz und Zeitdifferenz von zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Touch Events: v(y)=Δy/Δt. Zur Verdeutlichung des Effektes bietet sich eine grafische Darstellung der Punkt-zu-Punkt-Geschwindigkeit bzw. Touch-zu-Touch-Geschwindigkeit in Abhängigkeit der Koordinate an, entlang der das Eingabemittel bewegt wird, z.B. in Abhängigkeit der y-Koordinate des Berührungsbildschirms. Eine solche Darstellung kann als Geschwindigkeitsprofil des Signals bezeichnet werden und im Rahmen des Dekodierprozesses von einem Software-Algorithmus verarbeitet und ausgewertet werden. Das Geschwindigkeitsprofil des Signals kann sowohl zeitabhängig oder auch wegabhängig ausgewertet werden. Das charakteristische Signal, welches auf dem Flächensensor erzeugt wird, kann als zeitabhängiges Signal oder als wegabhängiges Signal bezeichnet werden.
  • Es kann im Sinne der Erfindung auch bevorzugt sein, dass Abweichungen bei der Geschwindigkeit auftreten, das heißt beispielsweise eine schnelle Bewegung des Eingabemittels in ein langsames zeitabhängiges Signal moduliert wird. Es kann außerdem bevorzugt sein, dass das zeitabhängige Signal ein spezifisches Geschwindigkeitsprofil aufweist. Wenn beispielsweise ein Eingabemittel entlang einer gedachten geraden Linie auf dem kartenähnlichen Objekt ohne elektrisch leitfähige Strukturen erfolgt, dann würde der Flächensensor als Referenzeingabe ein zeitabhängiges Signal detektieren, welches eine gerade Linie darstellt und eine nahezu konstante Geschwindigkeit aufweist. Wenn aber nun zwischen dem Eingabemittel und dem Flächensensor ein kartenähnliches Objekt angeordnet vorliegt, auf dem die Einzelelemente der elektrisch leitfähigen Struktur beispielsweise in bestimmten Abständen auf dem kartenähnlichen Objekt angeordnet vorliegen, wird der Flächensensor, wenn ein Eingabemittel auf dem kartenähnlichen Objekt bewegt wird, ein resultierendes Signal detektieren, welches ein spezifisches Geschwindigkeitsprofil aufweist. In diesem Fall kommt das Eingabemittel bei Bewegung über das kartenähnliche Objekt nach und nach mit den elektrisch leitfähigen Elementen auf dem kartenähnlichen Objekt in kapazitiven oder galvanischen Wirkkontakt, d.h. das Eingabemittel überdeckt die elektrisch leitfähigen Elemente nach und nach. Erreicht das Eingabemittel ein elektrisch leitfähiges Einzelelement, wird zu diesem Zeitpunkt bevorzugt die Position des resultierenden Signals in die Richtung des Mittelpunkts des Einzelelements verschoben.
  • Im Rahmen der weiteren Auswertung der Geschwindigkeitsdaten kann es beispielsweise sinnvoll sein, den Mittelwert der Punkt-zu-Punkt bzw. Touch-zu-Touch-Geschwindigkeit zu bestimmen und das Gesamtsignal hinsichtlich der lokalen Abweichung von der mittleren Geschwindigkeit zu bewerten. Es kann weiterhin bevorzugt sein, für die weitere Signalverarbeitung alle ermittelten Geschwindigkeitswerte nicht als absolute Zahlen zu verwenden, sondern in relative Daten umzurechnen bzw. die Daten zu normieren. Dieser Schritt ermöglicht eine Auswertung des Signals, die weitestgehend unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit des Eingabemittels ist.
  • Weitere geeignete Parameter zur Auswertung des Signals umfassen:
    • Gesamtdauer des Signals
    • Länge des Signals
    • Amplituden des Signals
    • Frequenzen des Signals
    • Absolute Anzahl der Touch Events
    • Anzahl von Touch Events pro Strecke (Histogramm)
    • Räumliche Dichte der Touch Events
    • Abstand zu vorangehenden Touch Events
    • Symmetrie von Auslenkungen
  • Der Fachperson ist bekannt, dass sich das Sicherheitsmerkmal bzw. Hologramm entweder auf der Oberfläche des Objektes befindet oder, insbesondere im Falle einer mehrlagigen Karte, sich auf einer inneren Lage eines Mehrschichtkörpers (-objektes) befindet. Ist das elektrisch leitfähige Sicherheitsmerkmal bevorzugt ein sogenannter Sicherheitsfaden, liegt dieser beispielsweise teilweise an der Oberfläche und teilweise eingebettet im Papier vor. Solche Fäden werden bereits bei der Herstellung von Sicherheitspapier in das Papier eingebracht, zum Beispiel für die Herstellung von Banknoten. Durch die hier beschriebene Erfindung ist es möglich ein leitfähiges Sicherheitsmerkmal elektronisch zu verifizieren, auch wenn es teilweise oder vollständig innerhalb eines mehrschichtigen Objekts eingebracht ist. Die Erzeugung eines Signals im kapazitiven Flächensensor beruht auf kapazitiven Wechselwirkungen zwischen dem Flächensensor, dem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal und ggf. dem Eingabemittel. Ein direkter galvanischer Kontakt ist weder zum Eingabemittel noch zum Flächensensor erforderlich.
  • Sobald auf einem kapazitiven Berührungsbildschirm eine Eingabe erfolgt, wird vom Touch-Controller eine Menge von Touchdaten bzw. Touch Events ausgegeben, die von einer Software auf dem Endgerät weiterverarbeitet werden. Diese Touchdaten umfassen bei handelsüblichen Geräten im Wesentlichen die Informationen
    • ID (Identifikationsnummer des jeweiligen Touches),
    • Typ (touch start, touch move, touch end, touch cancel),
    • x-Koordinate,
    • y-Koordinate und
    • Zeitstempel.
  • Unter bestimmten Bedingungen erhält ein Entwickler (von Software für ein mobiles Endgerät mit Touchscreen) noch Zugriff auf weitere Informationen, wie z.B. den Durchmesser der Touches. Mit diesen Daten lassen sich die Eingaben des Nutzers rekonstruieren und geeignete bzw. zugeordnete Aktionen auslösen.
  • Legt man ein elektrisch leitfähiges Sicherheitsmerkmal auf einen kapazitiven Berührungsbildschirm auf und streicht mit dem Finger oder einem anderen Eingabemittel über die elektrisch leitfähige Struktur, wird das Signal moduliert bzw. durch den kombinierten Einfluss des Eingabemittels (Fingers) und der elektrisch leitfähigen Struktur verändert. Vom Touch-Controller wird somit eine Menge von Touchdaten bzw. Touch Events ausgegeben, die charakteristisch sind für das verwendete elektrisch leitfähige Sicherheitsmerkmal sowie die Eingabegeste durch den Nutzer. Diese Daten werden von einer Software auf dem Endgerät weiterverarbeitet oder über eine Netzwerkverbindung an einen Server gesendet und dort ausgewertet.
  • Das Signal welches aus der Kombination aus der Eingabe mit einem Eingabemittel und dem Einfluss durch ein elektrisch leitfähiges Sicherheitsmerkmal unterscheidet sich von einem Referenzsignal ohne den Einfluss eines elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmals. Das Referenzsignal bildet im Wesentlichen die Eingabegeste ab, d.h. das Signal ist gekennzeichnet durch eine Menge an Touch-Events, die die Eingabe als Datensignal abbilden. Beispielsweise umfasst die Menge an Touch-Events im einfachsten Fall:
    • Ein Start Touch Event mit den Koordinaten an der Startposition der Bewegung
    • Mehrere Move Touch Events mit verschiedenen Koordinaten zwischen Touch Start und Touch End
    • Ein End Touch Event an der Position, an der die Geste beendet wurde
  • Alle Events sind durch Zeitstempel gekennzeichnet und können somit auch zeitabhängig ausgewertet werden. Der Begriff wurde hier zur Erläuterung eingeführt. Die Erzeugung des Referenzsignals ist bevorzugt nicht Bestandteil der Erfindung.
  • Das charakteristische Signal, welches durch die Kombination der Eingabe mit einem Eingabemittel und dem Einfluss durch ein elektrisch leitfähiges Sicherheitsmerkmal erzeugt wird, unterscheidet sich vom (virtuellen) Referenzsignal. Sobald das Eingabemittel mit dem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal bzw. der elektrisch leitfähigen Struktur in Kontakt kommt und beide Objekte (Eingabemittel und elektrisch leitfähige Struktur) in Wirkkontakt mit dem kapazitiven Flächensensor stehen, erfährt das zeitabhängige Signal eine Veränderung, z.B. in Form einer Verschiebung, Ablenkung, Beschleunigung, Abbremsung, Unterbrechung, Löschung, Teilung oder vergleichbaren Effekten. Auch beim Verlassen des Fingers bzw. des Eingabemittels der elektrisch leitfähigen Struktur weist das Signal charakteristische Merkmale auf. Ist die elektrisch leitfähige Struktur an einer Stelle unterbrochen, z.B. durch eine gezielte Demetallisierung, ist das charakteristische Signal an dieser Stelle in der Regel durch eine sprunghafte Änderung der Bewegungsrichtung und/oder der Geschwindigkeit der Bewegung gekennzeichnet.
  • Die charakteristischen Signale werden bevorzugt durch eine Software ausgewertet. In einer bevorzugten Ausführungsvariante wird ein sogenanntes Machine Learning Modell mit den charakteristischen Signalen trainiert, d.h. es wird eine Menge an Signalen für ein bestimmtes elektrisch leitfähiges Sicherheitsmerkmal aufgezeichnet und anhand ausgewählter Parameter charakterisiert oder klassifiziert. Geeignete Parameter umfassen - ohne darauf beschränkt zu sein - beispielsweise:
    • Gesamtdauer des Signals
    • Länge des Signals
    • Amplituden des Signals
    • Frequenzen des Signals
    • Absolute Anzahl der Touch Events
    • Anzahl von Touch Events pro Strecke (Histogramm)
    • Räumliche Dichte der Touch Events
    • Abstand zu vorangehenden Touch Events
    • Event-zu-Event Geschwindigkeit
    • Symmetrie von Auslenkungen
  • Die meisten der genannten Parameter lassen sich sowohl für das Gesamtsignal als auch für Abschnitte oder ausgewählte Bereiche des Signals bestimmen. Die aufgenommenen Daten werden vom Machine Learning Modell Klassen zugeordnet. Mit einer ausreichenden Menge an Trainingsdaten können mit Hilfe des Modells beliebige Eingaben bzw. Mengen an Touchdaten klassifiziert werden, d.h. auf Originalität/Echtheit geprüft werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das charakteristische Signal hinsichtlich eines Geschwindigkeitsprofils ausgewertet und die Erkennung von Kanten anhand des Geschwindigkeitsprofils erfolgt. Aufgrund der Asymmetrie des Geschwindigkeitsprofils ist es daher unter anderem vorteilhaft möglich zu erkennen, ob die Vorderkante oder rückseitige Kante eines elektrisch leitfähigen Einzelelements erreicht wurde, d.h. ob das Eingabemittel in dem Moment ein elektrisch leitfähiges Einzelelement erreicht oder verlassen hat. Liegen zwei galvanisch voneinander getrennte elektrisch leitfähige Elemente dicht beieinander und stehen nacheinander mit dem Eingabemittel in Kontakt, überlagern sich die Effekte bzw. Auswirkungen der rückseitigen Kante des ersten Elements sowie die Effekte, die durch die Vorderkante des zweiten Elements verursacht werden. Somit können komplexe Strukturen des elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmals erkannt werden. Im weiteren Verlauf des Dokumentes wird eine solche Auswertung anhand von Ausführungsbeispielen verdeutlicht.
  • Das erfindungsgemäße Objekt bzw. Sicherheitsmerkmal, das sich für das kapazitive Auslesen nach oben beschriebenem Verfahren eignet, umfassend eine elektrisch leitfähige Struktur ist durch die im folgenden beschriebenen Merkmale gekennzeichnet. Die elektrisch leitfähige Struktur setzt sich aus mehreren Einzelelementen zusammen. Diese Einzelelemente können entsprechend ihrer Funktion in zwei verschiedene Typen eingeteilt werden: aktive und inaktive Elemente. Aktive Elemente sind Elemente, die so gestaltet sind, dass sie sich nach dem beschriebenen Verfahren detektieren lassen, d.h. dazu geeignet sind ein charakteristisches Signal auf einem kapazitiven Flächensensor zu erzeugen. Solche Elemente weisen eine gewisse Mindestgröße auf. Inaktive Elemente (nicht-aktive Elemente, passive Elemente) sind nicht detektierbar, d.h. sie sind so klein, dass sie kein charakteristisches Signal auf einem kapazitiven Flächensensor erzeugen bzw. sich das erzeugbare Signal nicht ausreichend von einem Signal, welches nur durch die Eingabe mittels Eingabemittel ohne Kombination mit elektrisch leitfähigem Element erzeugbar ist, unterscheidet.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform setzt sich das elektrische Sicherheitsmerkmal, bevorzugt das gesamte Hologramm, aus drei unterschiedlichen Grundelementen (vgl. Fig. 1) zusammen. Diese sind bevorzugt definiert als:
    • Aktive leitfähige Elemente, welche in Form einer erwünschten Signaländerung auf dem kapazitiven Flächensensor, bevorzugt einem Touchscreen des Smartphones, detektiert werden können
    • Inaktive leitfähige Elemente, welche vom kapazitiven Flächensensor, bevorzugt Touchscreen, nicht von einer normalen Wischgeste (ohne Hologramm) unterschieden werden können
    • Unterbrechungen, als nicht-leitfähige Bereiche, welche die leitfähigen Elemente - aktiv oder inaktiv - voneinander trennen oder separieren
  • Hinsichtlich ihrer Maximalgröße sind die (Einzel-)Elemente im Wesentlichen dadurch begrenzt, dass sie ab einer gewissen Größe zu nicht reproduzierbaren Signalen, Störsignalen oder sogenannten Touch-Cancel-Effekten führen.
  • Mit anderen Worten werden die geeigneten Größen und Geometrien der Einzelelemente durch die Detektierbarkeit durch einen kapazitiven Berührungsbildschirm bestimmt. Ziel des Design-Prozesses ist es einerseits Einzelelemente bereitzustellen, die reproduzierbare Signale erzeugen können, und andererseits auf dem kapazitiven Berührungsbildschirm keine unerwünschten Signale bzw. Störsignale verursachen.
  • In der vorliegenden Beschreibung sind die Maße der elektrisch leitfähigen Struktur bzw. des elektrischen leitfähigen Sicherheitsmerkmals bevorzugt wie folgt definiert: die Breite der elektrisch leitfähigen Struktur erstreckt sich quer bzw. im Wesentlichen orthogonal zur vorgesehenen Bewegungsrichtung des Eingabemittels; die Länge erstreckt sich in Bewegungsrichtung bzw. parallel zur vorgesehenen Bewegungsrichtung des Eingabemittels.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass sich folgende bevorzugte Designvorgaben für Abstände zwischen den aktiven Elementen ergeben
    • um ein sicheres Trennen leitfähiger Elemente zu gewährleisten ist für Unterbrechungen bevorzugt eine Mindestlänge von bevorzugt 100 µm einzuhalten
    • Unterbrechung von weniger gleich 1 mm sind vorzugsweise möglich, insofern die aufeinanderfolgenden aktiven Elemente eine Gesamtlänge (Summe beider aktiver Elemente) von 20 mm nicht überschreiten
      • o ist die Summe der Längen aufeinanderfolgender Elemente > 20 mm, ist ein so großer Abstand zwischen den aufeinanderfolgenden Elementen bevorzugt, sodass dass diese beim Überstreichen mittels Finger nicht mehr kurzgeschlossen werden, ein bevorzugter Abstand ist hierbei mindestens 3 mm - 5 mm
    • gleichzeitig sollte bevorzugt die Bedingung eingehalten werden, dass der Abstand der Startpositionen zweier aufeinanderfolgender leitfähiger, aktiver Elemente mindestens 15 mm beträgt, wenn mehr als zwei leitfähige Elemente Teil des Sicherheitsmerkmales Hologramms sind
  • Vorteilhaft können leitfähige Elemente können unter Beachtung der obigen Regeln frei gestaltet werden (Freiformen sind möglich)
    • ∘ Bei Start und Ende eines jeweiligen leitfähigen Elements ist zu vorzugsweise beachten, dass die maximale Längendifferenz ΔL 3 mm nicht überschritten wird
    • ∘ Die Breite des Elements (aktiv oder inaktiv) kann über der gesamten Elementlänge und im Rahmen der Vorgaben variieren
    • ∘ Strichstärken innerhalb eines Elements/Objekts können frei gestaltet werden und sind nicht maßgeblich, sondern die resultierende, zusammenhängende und damit aktive Fläche
    • Holgrammstart und -ende:
      • ∘ Idealerweise erfolgt der Start und das Ende einer Streichbewegung bzw. eines Swipe-/Wischvorgangs über inaktiven Bereichen und oder Unterbrechungen
        • ▪ Fingerauflegen und -abheben ruft vorzugsweise keine unerwünschten Effekte oder Signale auf dem Display hervor
    • Symmetrie:
      • ∘ Aus technischer Sicht sind im Wesentlichen symmetrische Hologrammstreifen zu bevorzugen. Unsymmetrische Streifen ergeben je nach Position der Wischgeste unterschiedliche Signale. Dies führt zu einem höheren Aufwand in der Software-Entwicklung und ist jeweils separat zu testen.
  • Die nachfolgende Tabelle umfasst eine bevorzugte Auswahl von Parameterwerten für aktive und inaktive elektrisch leitfähiger Elemente (ohne darauf beschränkt zu sein):
    Aktives Element (leitfähig) Inaktives Element (leitfähig) Unterbrechung (nicht-leitfähig)
    Länge > 5mm < 5 mm > 100µm
    < 20mm
    Breite > 3mm < 8mm -
    < 8mm
    Abstand zweier aktiver Elemente - > 100µm Abstand bis zu einer Elementlänge von 10mm
    - aber: ist Anzahl leitfähiger Elemente > 2 gilt: Mindestabstand der Startpositionen aufeinanderfolgender, aktiver Elemente ≥ 15mm
    - > 4 - 5mm Abstand, wenn Elementlänge > 10mm
    - Bereich zwischen zwei aktiven Elementen kann variabel aus Unterbrechungen und inaktiven Elementen bestehen
    Mögliche Anzahl aktiver Elemente Z Elementlänge < 10mm: Z ≤ 6 theoretisch unbegrenzt
    (bei 100mm Hologrammlänge) Elementlänge ≥ 10mm: Z ≤ 4
    Elementfläche > 20 mm2 < 20 mm2 -
    < 160mm2 (8 x 2,5 mm2)
    Elementform - Freiformen sowie Aussparungen (Negative) möglich - Form ebenfalls variabel
    - Breitenvarianz im Rahmen der Anforderungen (3 - 8mm) - mindestlänge von 100µm, um vollständige Trennung zweier leitfähiger Elemente zu gewährleisten
    - Längenvarianz ≤ 3mm jeweils für Elementstart und -ende
  • Bevorzugt können die aktiven leitfähigen Elemente in Form einer Signaländerung auf dem Flächensensor detektiert werden, wobei die Signaländerung bevorzugt einer Änderung des erzeugten zeitabhängigen Signals gegenüber einer Vornahme der dynamischen Eingabe auf dem Objekt, ohne Vorliegen des aktiven leitfähigen Elementes entspricht.
  • Weiterhin bevorzugt können die inaktiven leitfähige Elemente, vom Flächensensor nicht von einer dynamischen Eingabe unterschieden werden, welche auf dem Objekt erfolgt, ohne Vorliegen des inaktiven leitfähigen Elementes.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass Unterbrechungen nicht-leitfähige Bereiche des elektrischen Sicherheitsmerkmales sind, welche die leitfähigen Elemente - aktiv oder inaktiv - voneinander trennen bzw. separieren.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitfähige Sicherheitsmerkmal mindestens zwei Einzelelemente oder aktive Bereiche umfasst, deren Abstand mindestens 10 µm, bevorzugt mindestens 50 µm beträgt. Durch die bevorzugten Mindestabstände zweier Einzelelemente wird besonders zuverlässig gewährleistet, dass das zu erfassende charakteristische Signal vorteilhaft einen Sprung im Geschwindigkeitsprofil an den Übergängen (Kanten) zwischen beiden Bereichen wiedergibt, sodass Sicherheitsmerkmale anhand des Signals zu unterscheiden sind.
  • Der Abstand zwischen zwei Einzelelementen kann bevorzugt durch eine linienförmige Unterbrechung, beispielsweise mittels Demetallisierung gebildet werden. Die linienförmige Unterbrechung sollte mithin ebenfalls bevorzugt eine Linienbreite von mindestens 10 µm, bevorzugt mindestens 50 µm aufweisen.
  • In bevorzugten Ausführungsformen beträgt die linienförmige Unterbrechung und mithin der Abstand der Einzelelemente weniger als 3 mm, bevorzugt weniger als 2 mm, weniger als 1 mm. Mittels äußerst geringer Linienbreiten der Unterbrechungen zwischen 10 µm und 3 mm, bevorzugt 50 µm bis 2 µm oder auch 50 µm und 1 mm, können somit auf enger Fläche eine Vielfalt verschiedener Strukturierungen vorgenommen werden. In bevorzugten Ausführungsformen wird zu diesem Zweck beispielsweise Methoden der Demetallisierung z.B. mittels eines Lasers oder chemischem Ätzen verwandt. Der Fachperson ist dabei bekannt, dass die Herstellung von Demetallisierungen gewissen Toleranzen unterliegt.
  • Hierbei kann es auch bevorzugt sein, besonders dünne Linienbreiten für die Unterbrechungen zu realisieren, sodass sie optisch unauffällig sind.
  • In einigen Ausführungsformen kann die linienförmige Unterbrechung und mithin der Abstand der Einzelelemente somit auch bevorzugt weniger als 500 µm, weniger als 200 µm oder weniger als 100 µm betragen. Vorteilhaft werden mittels der erfindungsgemäßen Kantendetektion selbst derart dünne Unterbrechungen zuverlässig detektiert.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitfähige Sicherheitsmerkmal mindestens zwei Einzelelemente oder aktive Bereiche umfasst deren Breite zwischen 1 mm und 15 mm beträgt und/oder deren Länge zwischen 6 mm und 30 mm beträgt. Das Einzelelement kann bereichsweise in den beschriebenen Größen für Länge oder die Breite ausgestaltet sein.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Länge um die größte Dimensionierung des Einzelelementes, wobei die Breite im Wesentlichen orthogonal zu der Länge ausgestaltet ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das elektrisch leitfähige Sicherheitsmerkmal mindestens zwei Einzelelemente oder aktive Bereiche, wobei die Fläche der aktiven Einzelelemente jeweils zwischen 10 mm2 und 450 mm2 beträgt.
  • In der folgenden Tabelle sind weitere bevorzugte Größenordnungen der Einzelelemente sowie die Designregeln für die Gestaltung der elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmale zusammengefasst. Die relevanten Parameter der elektrisch leitfähigen Struktur sind jeweils für inaktive Elemente, d.h. nicht detektierbare Elemente, und für aktive Elemente, d.h. detektierbare Elemente, angegeben. Die angegebenen Werte wurden durch Versuche auf aktuell verfügbaren, gängigen Smartphones mit kapazitiven Berührungsbildschirmen ermittelt. Die Fachperson erkennt, dass abweichende Typen von Flächensensoren möglicherweise angepasste DesignRegeln für die Gestaltung der elektrisch leitfähigen Struktur erfordern. So führt beispielsweise eine angestrebte Kompatibilität mit einer Vielzahl von verschiedenen Flächensensoren zu einer Einschränkung der Designregeln. Die Erfindung ist auf die untenstehenden in der Tabelle aufgeführten Parameterwerte nicht beschränkt.
    Inaktive Elemente Aktive Elemente
    Minimum Maximum Minimum Maximum
    Breite eines elektrisch leitfähigen Einzelelements -> 0 < 1 mm 1 mm 15 mm
    Länge eines elektrisch leitfähigen Einzelelements -> 0 < 3 mm 6 mm 30 mm
    Abstand zwischen elektrisch leitfähigen Einzelelementen 10 µm unbegrenzt 10 µm unbegrenzt
    Anzahl elektrisch leitfähiger Einzelelemente 0 theoretisch unbegrenzt 2 theoretisch unbegrenzt
    Fläche eines elektrisch leitfähigen Einzelelements -> 0 < 8 mm2 10 mm2 450mm2
  • Die Gesamtfläche der elektrisch leitfähigen Struktur beträgt bevorzugt mindestens 15 mm2 und ist nach oben durch die Größe des Touchscreens bzw. Berührungsbildschirms begrenzt.
  • Die in der obigen Tabelle angegebenen Größenordnungen der Einzelelemente sowie die Designregeln für die Gestaltung der elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmale beziehen sich auf die Gegebenheiten der zum Zeitpunkt der Erarbeitung dieser Beschreibung gängigen Flächensensoren. Insbesondere Merkmale wie die Auflösung der Flächensensoren und die Geometrie des Elektrodengitters, z.B. Abstand zwischen Zeilen und Spalten des Elektrodengitters, beeinflussen die geeigneten Größenordnungen der Einzelelemente. In nachfolgender Tabelle sind diese Größenangaben verallgemeinert als Vielfaches der räumlichen Periodenlänge L des Elektrodengitters eines Flächensensors dargestellt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitfähige Sicherheitsmerkmal mindestens zwei Einzelelemente oder aktive Bereiche umfasst deren Breite zwischen 0,2 L und 4 L beträgt und/oder deren Länge zwischen 1,2 L und 8 L beträgt, wobei L bevorzugt die räumlichen Periodenlänge eines Elektrodengitters eines Flächensensors kennzeichnet.
  • Die Erfindung ist auf die angegebenen Parameter in der untenstehenden Tabelle nicht beschränkt.
    inaktive Elemente aktive Elemente
    Minimum Maximum Minimum Maximum
    Breite eines elektrisch leitfähigen Einzelelements -> 0 < 0,2*L 0,2*L 4*L
    Länge eines elektrisch leitfähigen Einzelelements -> 0 < 0,8*L 1,2*L 8*L
    Abstand zwischen elektrisch leitfähigen Einzelelementen 10 µm unbegrenzt 10 µm unbegrenzt
    Anzahl elektrisch leitfähiger Einzelelemente 0 theoretisch unbegrenzt 2 unbegrenzt
    Fläche eines elektrisch leitfähigen Einzelelements -> 0 < 0,4*L2 0,5*L2 30*L2
  • Die Gesamtfläche der elektrisch leitfähigen Struktur beträgt bevorzugt mindestens 1*L2 und ist nach oben durch die Größe des Touchscreens bzw. Berührungsbildschirms begrenzt.
  • Im Folgenden soll die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter illustriert werden.
  • In einer speziellen Ausführungsform kann ein kapazitiver Berührungsbildschirm in einem Endgerät zur kapazitiven Überprüfung eines elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmals eingesetzt werden, beispielsweise ein kapazitiver Touchscreen eines Smartphones, Tablets oder in einem Informations- oder Selbstbedienungsterminal. Banknoten enthalten beispielsweise häufig Sicherheitsstreifen oder-fäden. Durch Auflegen einer Banknote auf einen kapazitiven Berührungsbildschirm und die Ausführung einer Geste entlang oder quer zu einem solchen Sicherheitselement wird ein charakteristisches dynamisches Signal im kapazitiven Berührungsbildschirm erzeugt, welches mit Hilfe von Software-Algorithmen ausgewertet werden kann.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Sicherheitsmerkmal und/oder eine elektrisch leitfähige Struktur elektrisch leitfähige Doppelelemente. Als Doppelelement wird bevorzugt eine Kombination aus zwei Einzelelementen bezeichnet. Die beiden Einzelelemente innerhalb des Doppelelementes weisen einen geringen, vorzugsweise einen minimalen, Abstand zueinander auf. Insbesondere ist der Abstand der Einzelelemente im Zuge eines Doppelelementes geringer als die Abstände der übrigen Einzelelemente zueinander. Die Einzelelemente sind dabei in anderen Worten immer in Paaren gruppiert, wobei jedes paar von Einzelelementen ein Doppelelement bilden und die jeweiligen Doppelelemente in einem größeren Abstand zueinander angeordnet sind als die Einzelelemente innerhalb des Doppelelementes zueinander. So können die Einzelelemente in den jeweiligen Doppelelementen beispielsweise jeweils 1 mm betragen, während die einzelnen Doppelelemente einen abstand von bevorzugt 20 mm voneinander aufweisen (ohne darauf beschränkt zu sein). Doppelelemente erzeugen vorzugsweise ein charakteristisches Signal bzw. Geschwindigkeitsprofil beim Überstreichen der elektrisch leitfähigen Struktur mittels Eingabeelement auf einem kapazitiven Berührungsbildschirm. Wie erörtert, erzeugen direkt benachbarte elektrisch leitfähige Einzelelemente mit minimalem Abstand ("Doppelelemente") ein charakteristisches Signal. Dies kann für eine bevorzugte Codierung verwendet werden. Dafür ist der Abstand zwischen Elementpaaren so groß zu wählen, dass diese sich nicht signifikant beeinflussen (in Abhängigkeit der Kontaktfläche des Eingabemittels beim Wischen/Überstreichen). Die Codierung ergibt sich aus dem Vorhandensein / Nichtvorhandensein der elektrisch leitfähigen Einzelelemente. Dabei können die Doppelelemente in vier Zuständen vorliegen: 00, 01, 10, 11. Das Kalibrierelement (insbesondere das kalibrierelementspezifische Signal) in den Mustern kann sich dabei bevorzugt von den Doppelelementen (insbesondere von den erzeugten Signalen der Doppelelemente) unterscheiden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die elektrisch leitfähigen Einzelelemente bevorzugt als Buchstaben bzw. Schriftzüge ausgestaltet, die unter anderem im Zusammenspiel ein Wort ergeben können. Auch für Buchstaben, Wörter und Schriftzüge gelten die oben beschriebenen Designregeln für aktive und inaktive elektrisch leitfähige Elemente. Der Freiraum zwischen den Wörtern kann dabei vorzugsweise als Kalibrierelement anzusehen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die dem Kalibrierelement entlang einer Vorzugsrichtung benachbarten Einzelelemente einen ersten Abstand zu dem Kalibrierelement aufweisen, wobei das Kalibrierelement als ein Doppelelement ausgestaltet ist, welches zwei mit einem zweiten Abstand voneinander beabstandete Einzelelemente umfasst, wobei der erste Abstand im Wert größer als der zweite Abstand ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung des während der Eingabe auf dem Flächensensor detektierten charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signales eine Erkennung des ersten Abstandes umfasst. Es hat sich gezeigt, dass in Bezug auf Gestaltung des Kalibrierelementes eine Vielzahl von Möglichkeiten besteht. Es ist zum Beispiel möglich, Freiräume als Kalibrierelemente oder eben Doppelelemente als Kalibrierelemente zu verwenden (siehe Fig. 5a). Ein Doppelelement lässt sich besonders gut vom Rest des Signals unterscheiden, so dass das Kalibrierelement besonders leicht erkannt werden kann.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass im Zuge der Auswertung des charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signales den elektrisch leitfähigen Bereichen und den elektrisch nicht-leitfähigen Bereichen jeweils Binärzahlen zugeordnet werden, sodass eine codierte Information aus dem Sicherheitsmerkmal detektiert wird (vgl. auch Fig. 3b). Mit Hilfe der Binärzahlen können neben der Verifikation eines Objekts auch verschlüsselte Informationen ausgelesen werden. Dies ermöglicht eine vorteilhaft hohe Fälschungssicherheit.
  • Da das Kalibrierungselement die mögliche Abschnittslänge eines Musters erhöht, welches in dem Sicherheitselement enthalten ist, sind auch größere Verschlüsselungen möglich. Insbesondere kann ein binäres System zur effizienten Darstellung und Verarbeitung von Informationen verwendet werden, so dass das Auslesen und Interpretieren der binären Kodierung keine großen Ressourcen für eine Datenverarbeitungseinheit und einen Algorithmus erfordert.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Sicherheitsmerkmal bevorzugt einen Ausschnitt einer elektrisch leitfähige Struktur mit einem Muster, das eine Abschnittslänge aufweist. Das Muster besteht dabei bevorzugt aus einer definierten Anzahl leitfähiger Blöcke bzw. elektrisch leitfähiger Einzelelemente mit definierter Länge (kann sich von Block zu Block unterscheiden). So kann das Muster zum Beispiel zwei leitfähige Blöcke umfassen. Nach einem der Blöcke kann dabei ein definierter Abstand vorliegen, welcher bevorzugt als ein Kalibrierelement dienen kann. Weiterhin bevorzugt ist jeder der leitfähigen Blöcke an verschiedenen Positionen mehrfach unterbrochen, wodurch aus einem Block mehrere elektrisch leitfähige Einzelelemente erhalten werden (vgl. Fig. 3c und Fig.3d). Die im Muster umfassten Blöcke liegen vorzugsweise mit einen Abstand von 5 mm Länge voneinander entfernt vor. Vorzugsweise ist dieser Abstand von der Länge eines Freiraums, welcher als Kalibrierelement dient, zu unterscheiden (kleiner oder größer). Die Blöcke können dabei an einer vordefinierten Positionen unterbrochen werden, sodass mehrere elektrisch leitfähige Einzelelemente einen Block ergeben. Es ist auch möglich, dass die Blöcke zwei Unterbrechungen mit unterschiedlichen Positionen aufweisen, wobei der Abstand der beiden Unterbrechungen mindestens 10 mm betragen sollte.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung des charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signales eine Ermittlung von einer Kontaktfläche des Eingabemittels und dem Sicherheitsmerkmal umfasst, indem die kalibrierelementspezifische Signalfolge in eine Relation mit der definierten Form, Größe und oder Länge des Kalibrierelementes gesetzt wird, wobei die Kontaktfläche bevorzugt als eine kreisförmige Fläche angenommen wird. Durch die Ermittlung von einer Kontaktfläche des Eingabemittels können verbesserte Auswertungen hinsichtlich des Verifizierens des Sicherheitsmerkmals erhalten werden. Wenn das Eingabemittel bevorzugt mit dem Kalibrierelement in Kontakt kommt, zeigt das Signal vorzugsweise einen ersten Geschwindigkeitssprung. Im weiteren Verlauf des Überstreichens nimmt die Geschwindigkeit vorzugsweise ab und erreicht ihr Minimum, wenn sich das Eingabemittel bevorzugt mittig über dem Kalibrierelement befindet. Wenn das Eingabemittel bevorzugt das Kalibrierelement vollständig verlässt, tritt wieder ein Geschwindigkeitssprung auf. Aus dem Abstand zwischen den beiden Geschwindigkeitssprüngen Δνmαx und der bekannten Länge des Kalibrierelementes LK kann bevorzugt der Durchmesser der Kontaktfläche 2r des Eingabemittels bestimmt werden (vgl. Fig. 6a). Δ v max = 2 r + L K
    Figure imgb0002
     d = Δ v max − L K
    Figure imgb0003
  • Dem durchschnittlichen Fachmann ist bekannt, dass die kreisförmige Kontaktfläche des Eingabemittels eine gute Näherung an die Realität darstellt. Für genauere Betrachtungen sind elliptische Kontaktflächen oder weitere Formen in Betracht zu ziehen.
  • Bevorzugt erfolgt die Auswertung anhand des Geschwindigkeitsprofils des zeitabhängigen Signals. Zu jedem Touchpunkt ist in üblichen Endgeräten mit kapazitivem Berührungsbildschirmen ein Zeitstempel verfügbar und kann für die Auswertung des Signalverlaufs in der Software verwendet werden. Aus den xy-Koordinaten und den Zeitstempeln des aktuell betrachteten Touch-Events sowie des vorangegangen Touch-Events kann zu jedem Touch-Event eine Geschwindigkeit berechnet werden. Insbesondere verursachen Kanten und/oder Unterbrechungen in der elektrisch leitfähigen Struktur bzw. dem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal beim Ausführen einer Streichgeste mit Hilfe eines Eingabemittels Sprünge im zeitabhängigen Signal und somit werden auch Veränderungen im Geschwindigkeitsprofil detektierbar. Aus diesem Geschwindigkeitsprofil können Rückschlüsse auf die Form, Umrisse, innere Strukturierung und/oder Kontur der elektrisch leitfähigen Struktur gezogen werden und somit elektrisch leitfähige Sicherheitsmerkmale erkannt, authentifiziert, verifiziert, überprüft oder unterschieden werden.
  • Insbesondere korrelieren die Sprünge im zeitabhängigen Signal mit Kanten in einer elektrisch leitfähigen Struktur bzw. Sicherheitsmerkmal, d.h. bevorzugt an Übergängen zwischen leitfähigen und nicht-leitfähigen Bereichen. Eine derartige Erkennung ist sowohl besonders schnell als auch zuverlässig. Außerdem ist eine solche Erkennung besonders manipulationssicher. Es ist praktisch unmöglich ein solches Signal ohne Vorliegen des elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmals zu erzeugen. Es kann somit eindeutig nachgewiesen werden, dass das Sicherheitsmerkmal bzw. das Dokument (oder Objekt) inkl. Sicherheitsmerkmal zum Zeitpunkt der Eingabe auf dem Berührungsbildschirm vorlag. Dieser Beweis der Gegenwart eines Gegenstandes ("proof of presence") hat viele verschiedene Anwendungsgebiete.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Verifikation des Objektes eine Unterscheidung, Kontrolle, kapazitive Erkennung und/oder Authentifizierung umfasst.
  • Die Begriffe "Unterscheidung", "Kontrolle", "kapazitive Erkennung" und "Authentifizierung" stehen teilweise als Synonym füreinander und umfassen den gleichen und/oder einen ähnlichen Begriffsinhalt. Im Sinne der Erfindung ermöglicht die Verifikation unter anderem bevorzugt eine "Unterscheidung" zwischen verschiedenen Sicherheitsmerkmalen, welche wiederum eine "Unterscheidung" zwischen den Objekten ermöglicht, an denen die Sicherheitsmerkmale appliziert sind. Die Authentifizierung eines Sicherheitsmerkmals ist hingegen bevorzugt die Überprüfung auf Echtheit eines solchen Merkmals. Ein solches Anwendungsbeispiel ist beispielsweise bei der Überprüfung von Geldscheinen in Bezug auf Fälschungen von hoher Relevanz sein.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Auflegen des Objekts auf den Flächensensor das Eingabemittel auf dem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal platziert wird und bevorzugt damit das Objekt auf den Flächensensor gedrückt gehalten wird, wobei eine dynamische Eingabe dadurch erfolgt, dass das Objekt zwischen Eingabemittel und kapazitiven Flächensensor hindurchgezogen wird. Die beschriebene Alternative generiert das zeitabhängige Signal (genau wie die bisher beschriebenen Ausführungsformen) durch eine Relativbewegung zwischen einem Eingabemittel und dem Sicherheitsmerkmal. Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsformen wird die Relativbewegung durch das "Hindurchziehen" des Sicherheitsmerkmals bewirkt, während das Eingabemittel im Wesentlichen örtlich fixiert ist. Das zeitabhängige Signal, welches in diesem Fall auf dem kapazitiven Berührungsbildschirm erzeugt wird, ist im Wesentlichen durch Touch-Events gekennzeichnet, die sich oszillierend um die Position des Eingabemittels auf dem kapazitiven Flächensensor bewegen und diese Bewegung ein spezifisches Geschwindigkeitsprofil aufweist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung des charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signales über Algorithmen des maschinellen Lernens erfolgt.
  • Es versteht sich, dass Algorithmen des maschinellen Lernens bzw. Machine Learning Algorithmen ein Teilbereich der künstlichen Intelligenz (Artificial Intelligence) sind. Die Nutzung von künstlicher Intelligenz (kurz: KI) zur Analyse von Daten führt zu bedeutenden Vorteilen gegenüber einer Analyse durch herkömmliche (computerimplementierte) Verfahren und/oder auch gegenüber einer manuellen Analyse durch einen menschlichen Beobachter. So kann eine KI vorteilhaft überaus große Datenmengen in einer sehr kurzen Zeit automatisiert analysieren. Ferner können die Algorithmen der künstlichen Intelligenz Muster und/oder Merkmale in einer Datenmenge erkennen, die von einem Menschen oder herkömmlichen Algorithmen nicht erkannt werden. Dies führt insbesondere dazu, dass die Kl eintretende Ereignisse frühzeitig und insbesondere auch schon kleinste Abweichungen im charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signal, die auf eine kalibrierelementspezifische Signalfolge hindeuten, erkennen können. Machine Learning nutzt dabei mathematische und statistische Modelle, um aus Datenbeständen zu "lernen". Im Allgemeinen haben Machine Learning Algorithmen den Vorteil, dass Informationen, die für einen menschlichen Beobachter zu komplex sind, automatisch aus einem großen Datensatz extrahiert werden können. Es gibt eine Vielzahl von Machine Learning Algorithmen, die sich im Wesentlichen in drei unterschiedliche Lernverfahren unterscheiden lassen: Supervised Learning, Unsupervised Learning und Reinforcement Learning.
  • Besonders bevorzugt werden erfindungsgemäß Verfahren des Supervised Learning für die Analyse des charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signals genutzt. Beim Supervised Learning Verfahren wird zunächst ein sogenannter Trainingsprozess durchgeführt. Hierbei werden Trainingsdaten in Form von Eingabedaten zusammen mit den entsprechenden Zieldaten bereitgestellt. Der Zweck eines Trainings ist allgemein in Machine Learning Verfahren, Parameter einer Funktion so anzupassen, dass die Funktion anschließend in der Lage ist, den Zielwert mit hoher Genauigkeit von dem entsprechenden Eingabewert und/oder Eingangswert zu bestimmen. Die angepasste Funktion wird dann nach dem Trainingsprozess zur Vorhersage von Zieldaten für zuvor nicht sichtbare Eingabedaten verwendet. Die Funktion wird dabei durch ein mathematisches und/oder statistisches Modell beschrieben.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird hierbei die Funktion durch Support Vektor Machine, Bayes Netze und/oder Entscheidungsbäume ausgestaltet. Besonders bevorzugt wird die Funktion durch ein künstliches neuronales Netz (Artificial Neural Network ANN) beschrieben. Hierbei können die künstlichen neuronalen Netze erfindungsgemäß verschiedene Architekturen aufweisen und bspw. als Deep Feed Forward (DFF) Network, Recurrent Neural Network (RNN), Deep Convolutional Network (DCN), Deconvolutional Network (DN), Convolutional Neural Network (CNN), Deep Residual Network (DRN), Boltzmann-Maschine, Time Delay Neural Networks (TDNNs) ausgebildet sein.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelte Kontaktfläche des Eingabemittels als Eingangswert für die weitere Auswertung des charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signales mittels Algorithmen des maschinellen Lernens dient. Dies führt insbesondere zu einer genaueren Signalauswertung des charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signals.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus des maschinellen Lernens einen Regressionsalgorithmus zur Detektion eines Kalibrierelementes, umfassend ein Regressionsmodell, aufweist, wobei das Regressionsmodell anhand simulierter Touchdaten und/oder berechneter Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungswerte als Eingabedaten sowie einer Zielposition des Kalibrierelementes auf dem Sicherheitsmerkmal trainiert wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Training der Machine Learning Modelle zur Erkennung des Kalibrierelements und/oder zur Erkennung bzw. Klassifizierung des elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmals unter Verwendung realer Trainingsdaten, d.h. die Trainingsdaten werden durch Auflegen des Objektes auf dem Touchscreen und Überstreichen des Sicherheitsmerkmals mittels eines Eingabemittels auf dem Gerät erzeugt und als Trainingsdaten für das Machine Learning Modell verwendet.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Training der Machine Learning Modelle zur Erkennung des Kalibrierelements und/oder zur Erkennung bzw. Klassifizierung des elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmals unter Verwendung simulierter Trainingsdaten. Bei der Simulation wird das Eingabemittel bzw. die Kontaktfläche des Eingabemittels gedanklich schrittweise über die elektrisch leitfähige Struktur geführt. Dabei kommt die Kontaktfläche des Eingabemittels, die in der Regel als kreisförmige Fläche angenommen wird, nach und nach mit den elektrisch leitfähigen Einzelelementen der elektrisch leitfähigen Struktur in Kontakt. Sobald die Kontaktfläche des Eingabemittels mit einem oder mehreren elektrisch leitfähigen Einzelelementen überlappt, wird die resultierende Fläche und deren Flächenschwerpunkt in Form von x-y-Koordinaten bestimmt. Dies wird für den gesamten Eingabeweg bzw. die gesamte Bedienspur in einer definierten Schrittweite, beispielsweise 1 mm, wiederholt. Die Gesamtmenge aller Flächenschwerpunkte repräsentiert die simulierten Touch-Daten und somit den Verlauf des simulierten Signals. Die Simulation wird in der Regel mehrfach durchgeführt und dabei Parameter, wie z.B. Start- und Endposition der Bewegung des Eingabemittels, Geschwindigkeit der Bewegung des Eingabemittels und weitere Parameter variiert um möglichst realistische Verläufe der simulierten Signale als Ergebnis der Simulation zur erhalten. Aus den simulierten Touch-Daten werden beispielsweise Geschwindigkeits- oder Beschleunigungswerte errechnet und für das Training der Machine Learning Modelle verwendet.
  • Vorzugsweise wird beim Training des Regressionsmodells zur Erkennung der Kalibrierelemente zunächst ein Endloscode als Datei, angeordnet in der dreifachen Abschnittslänge des Musters, bereitgestellt. Anschließend werden bevorzugt Daten generiert/simuliert, indem bevorzugt in einer Simulation das Eingabemittel über die elektrisch leitfähige Struktur ausgehend von verschiedenen Startpunkten im Abstand einer Schrittlänge über die effektiv nutzbare Länge eines Objektes geführt wird. Die Simulation wird dabei für weitere Start- und End-Positionen wiederholt, wobei das Eingabemittel immer über die definierte effektiv nutzbare Länge des Objektes geführt wird. Jeder Datensatz enthält die simulierten Touch-Daten und einen Zielwert der Position des Kalibrierelements. Dieser Zielwert wird im vorliegenden Prozessschritt als Eingabewert mit an das Modell übergeben. Der Zielwert kann beispielsweise der Abstand zwischen der Mitte des Kalibrierelements und der Start-Position des simulierten Datensatzes sein. Andere Zielwerte sind ebenso möglich. Ferner werden bevorzugt Geschwindigkeits- und Beschleunigungswerte auf Basis der simulierten Touchdaten berechnet. In einem letzten Schritt wird das Regressionsmodell auf Basis der Koordinaten der simulierten Touchdaten und/oder der berechneten Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungswerte und der Zielposition des Kalibrierelements trainiert. Dieses Regressionsmodell ist anschließend in der Lage die Position des Kalibrierelements in realen Touchdaten zu bestimmen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren zur Verifizierung des Sicherheitsmerkmals dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus des maschinellen Lernens einen Klassifikationsalgorithmus, umfassend ein Klassifikationsmodell, aufweist, wobei das Klassifikationsmodell anhand simulierter Touchdaten und/oder berechneter Geschwindigkeitsund/oder Beschleunigungswerte als Eingabedaten sowie einer vorbestimmten Position des Kalibrierelementes auf dem Sicherheitsmerkmal trainiert wird.
  • Beim Training des Klassifikationsmodells werden bevorzugt die schon im Zusammenhang mit dem Regressionsmodell zur Bestimmung/Erkennung des Kalibrierelements simulierten Daten verwendet. Zunächst wird das simulierte Signal des Sicherheitsmerkmals analysiert, indem alle elektrisch leitfähigen Elemente gefunden werden, welche nicht als Kalibrierelement ausgestaltet sind, indem von der nun bekannten Position des Kalibrierelements nach oben und unten nach weiteren elektrisch leitfähigen Elementen gesucht wird. Anschließend werden die simulierten Touchdaten rotiert, z.B. indem Anfang und Ende des Signals verkettet werden und diese Daten rollierend um die Schrittlänge s verschoben werden. Ggf. werden kleinen Bereiche des Signals am Anfang und/oder Ende überlappend verkettet, um Start- und Stopp-Effekte zu ignorieren. Dieser Rotier-Vorgang wird n mal wiederholt n = L eff S
    Figure imgb0004
  • Beispiel: mit L = 70 mm, Leff = 60 mm und s = 1 mm ergeben sich insgesamt 60 Datensätze bzw. Sets an Touchpunkten
  • Auch hier wird die Simulation in der Regel mehrfach durchgeführt und dabei Parameter, wie z.B. Start- und Endposition der Bewegung des Eingabemittels, Geschwindigkeit der Bewegung des Eingabemittels und weitere Parameter variiert um möglichst realistische Verläufe der simulierten Signale als Ergebnis der Simulation zur erhalten.
  • Weiterhin werden die extrahierten Signale mit der endgültigen Signallänge bestimmt und in einem letzten Schritt das selbstlernende Klassifikationsmodell zur Codeerkennung mit allen generierten extrahierten Signalen trainiert.
  • Weiterhin bevorzugt kann die Auswertung des charakteristischen zeit- und wegabhängigen Signals als zweistufiger Prozess betrachtet werden. Zunächst erkennt das Regressionsmodell vorzugsweise das Kalibrierungselement und anschließend erkennt oder verifiziert das Klassifikationsmodell das Sicherheitsmerkmal, wobei das Klassifikationsmodell auf den Ergebnissen des Regressionsmodelles aufbaut und die ermittelte Position des Kalibrierelements an das Klassifikationsmodell als Eingangswert übergeben wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform werden zur Decodierung bzw. Erkennung elektrisch leitfähiger Sicherheitsmerkmale reale Touchsignale vor der Decodierung zunächst vorverarbeitet. Bei einer bevorzugten Vorverarbeitung des Signals kann es beispielsweise sinnvoll sein, die ersten und letzten Touchpunkte des Signals nicht mit zu berücksichtigen, da diese nicht zum sinnvollen Signal beitragen. Zu Beginn und am Ende eines realen Touchsignals ist die Geschwindigkeit beispielweise immer Null. Diese Daten werden vorzugsweise ausgefiltert.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform werden zur Erkennung elektrisch leitfähiger Sicherheitsmerkmale Auslenkungen, Geschwindigkeitswerte, Beschleunigungswerte, Abstände von Geschwindigkeitsspitzen und weitere Parameter von realen Touchdaten berechnet. Diese berechneten Merkmale werden bevorzugt beim Aufruf des Modells zur Erkennung des Kalibrierelements verwendet. Nach Bestimmung der Position des Kalibrierelements, beispielsweise des Zentrums des Kalibrierelements, erfolgt die Suche nach Nicht-Kalibrierelementen im Signal. Anschließend wird das Signal bevorzugt basierend auf der vorhergesagten Position des Kalibrierelements extrahiert. Dies erfolgt in ähnlicher Art und Weise wie beim Training des Klassifikationsmodells. Ausgehend vom Kalibrierelement erfolgt die Suche nach Nicht-Kalibrierelementen nach oben und unten, anschließend wird das Signal um die Schrittweite s rotiert und dieser Vorgang so oft wiederholt, bis das gesamte Signal verarbeitet wurde. Die so extrahierten Signale werden an das Decodiermodul umfassend das Klassifikationsmodell übermittelt und entsprechend erkannt bzw. decodiert.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Objekt zur Durchführung eines Verfahrens gemäß der eingangs genannten Art auf einem Gerät mit einem kapazitiven Flächensensor, wobei das Objekt ein elektrisch leitfähiges Sicherheitsmerkmal umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitfähige Sicherheitsmerkmal
    • entlang mindestens einer Vorzugsrichtung einen Ausschnitt einer sich abschnittsweise wiederholenden Strukturierung mit leitfähigen und nicht-leitfähigen Bereichen umfasst,
    • mindestens ein Kalibrierelement aufweist,
    sodass nach Auflegen des Objektes auf dem kapazitiven Flächensensor und Vornahme einer dynamischen Eingabe auf dem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal mittels eines Eingabemittels zur Erzeugung eines charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signals entlang der Vorzugsrichtung das Kalibrierelement detektierbar ist und eine positionsbezogene Zuordnung zwischen dem Sicherheitsmerkmal und dem charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signal hergestellt werden kann.
  • Die Fachperson erkennt, dass bevorzugte Ausführungsformen und Vorteile, welche im Zusammenhang mit dem eingangs beschriebenen Verfahren zur Verifikation eines Objektes mit einem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal auf einem Gerät mit einem kapazitiven Flächensensor offenbart wurden, sich gleichermaßen auf das beanspruchte Objekt übertragen. Ebenso können beschriebene bevorzugte Ausgestaltungen des Objekts, insbesondere dessen Sicherheitsmerkmal, bevorzugt in dem beanspruchten Verfahren verwendet werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Objekt dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von leitfähigen und nicht-leitfähigen Bereichen entlang eines Abschnittes mit einer Abschnittslänge ein Muster, umfassend das Kalibrierelement, definieren,
    • wobei das Sicherheitsmerkmal mindestens zwei entlang einer Vorzugsrichtung aneinandergereihte Teilbereiche des Musters umfasst;
    • wobei mindestens in einem der Teilbereiche des Musters das Kalibrierelement umfasst ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Objekt dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitfähige Sicherheitsmerkmal auf einem elektrisch nicht leitfähigem Substratmaterial appliziert vorliegt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Objekt dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibrierelement ein in einer Form, Größe und/oder Länge vordefinierter leitfähiger und/oder nicht-leitfähiger Bereich innerhalb des elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmals ist, sodass bei der Vornahme einer dynamischen Eingabe entlang der Vorzugsrichtung an einem Beginn eines leitfähigen Bereiches eine vorderseitige Kante und an einem Ende eines leitfähigen Bereiches eine rückseitige Kante erkannt wird, sodass eine Länge eines leitfähigen und/oder nichtleitfähigen Bereiches, insbesondere des Kalibrierelementes detektiert wird, wobei eine Kante ein Übergang zwischen einem leitfähigen Bereich und einem nicht-leitfähigen Bereich oder umgekehrt ist und die Erkennung von Kanten anhand eines Geschwindigkeitsprofils des zeitabhängigen und wegabhängigen Signales unter Berücksichtigung eines zeitabhängigen oder wegabhängigen asymmetrischen Verlaufs des Geschwindigkeitsprofiles an den Kanten erfolgen kann.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Objekt dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitfähige Sicherheitsmerkmal mindestens zwei Einzelelemente umfasst, die galvanisch voneinander getrennt sind, wobei bei Vornahme einer dynamischen Eingabe auf dem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal Anfangs- und/oder Endbereiche der Einzelelemente oder Unterbrechungen im leitfähigen Sicherheitsmerkmal als Kanten detektierbar sind, wobei das Kalibrierelement aus einem oder mehreren Einzelelementen definierter Größe und/oder Länge ausgestaltet ist, wobei sich das Kalibrierelement hinsichtlich der Größe und/oder der Länge von den übrigen Einzelelementen unterscheidet.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Objekt dadurch gekennzeichnet, dass die dem Kalibrierelement entlang einer Vorzugsrichtung benachbarten Einzelelemente einen ersten Abstand zu dem Kalibrierelement aufweisen, wobei das Kalibrierelement als ein Doppelelement ausgestaltet ist, welches zwei mit einem zweiten Abstand voneinander beabstandete Einzelelemente umfasst, wobei der erste Abstand im Wert größer als der zweite Abstand ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Objekt dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitfähige Sicherheitsmerkmal mindestens zwei Einzelelemente umfasst, die galvanisch voneinander getrennt sind, wobei bevorzugt bei Vornahme einer dynamischen Eingabe auf dem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal Anfangs- und/oder Endseiten der Einzelelemente als Kanten detektierbar sind.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Objekt dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung des Sicherheitsmerkmales durch eine Demetallisierung erfolgt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Objekt dadurch gekennzeichnet, dass die Demetallisierung ein Abtragen von elektrisch leitfähigen Bereichen, bevorzugt streifenförmigen Bereichen, mittels eines chemischen Ätzprozesses oder mittels Lasers umfasst.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein System zur Durchführung eines Verfahrens der oben genannten Art umfassend
    1. a. ein Objekt gemäß der Erfindung oder bevorzugten Ausführungsformen davon
    2. b. ein Gerät mit einem kapazitiven Flächensensor
    dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt ein elektrisch leitfähiges Sicherheitsmerkmal umfasst, welches derart ausgestaltet ist, dass nach Auflegen des Objektes auf dem kapazitiven Flächensensor und Vornahme einer dynamischen Eingabe auf dem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal mittels eines Eingabemittels zur Erzeugung eines charakteristischen zeitabhängigen Signals eine Auswertung des während der Eingabe auf dem Flächensensor detektierten zeitabhängigen Signales erfolgen kann, wobei die Auswertung eine Erkennung von mindestens einem Kalibrierelement innerhalb des elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmals umfasst, wobei das charakteristische zeitabhängigen und wegabhängige Signal eine kalibrierelementspezifischen Signalfolge umfasst, die dem Kalibrierelement zugeordnet ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das System dadurch gekennzeichnet, dass das System eine Datenverarbeitungsvorrichtung aufweist, welche dazu eingerichtet ist, das erzeugte charakteristische zeitabhängige und wegabhängige Signal auszuwerten, wobei auf der Datenverarbeitungsvorrichtung bevorzugt eine Software (,app') installiert vorliegt umfassend Befehle zur Verarbeitung und Auswertung des detektierten Signals, wobei die Auswertung über einen Algorithmus des maschinellen Lernens erfolgt.
  • Im Sinne der Erfindung umfasst eine Datenverarbeitungsvorrichtung vorzugsweise Mittel zum Erzeugen, Verarbeiten, Speichern, Senden und Empfangen von Daten. Vorzugsweise ist die Datenverarbeitungseinrichtung gleichbedeutend mit dem Endgerät, das den Flächensensor umfasst. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform findet ein Teil der Datenverarbeitung nicht lokal auf dem Gerät, sondern bei einem Cloud-Dienst statt. Dafür werden Daten oder bereits vorverarbeitete Daten über eine Schnittstelle an einen Cloud-Dienst übermittelt und nach erfolgter Verarbeitung, z.B. Vorverarbeitung und Decodierung, wird ein Ergebnis an die Anwendung auf dem lokalen Gerät zurückgesendet. Dieses Ergebnis kann dann eine bestimmte Aktion auf dem Endgerät auslösen und/oder anzeigen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das System dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus des maschinellen Lernens einen Regressionsalgorithmus zur Detektion eines Kalibrierelementes, umfassend ein Regressionsmodell, aufweist, wobei das Regressionsmodell anhand simulierter Touchdaten und/oder berechneter Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungswerte als Eingabedaten sowie einer Zielposition des Kalibrierelementes auf dem Sicherheitsmerkmal trainiert wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das System dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus des maschinellen Lernens einen Klassifikationsalgorithmus, umfassend ein Klassifikationsmodell, aufweist, wobei das Klassifikationsmodell anhand simulierter Touchdaten und/oder berechneter Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungswerte als Eingabedaten sowie einer vorbestimmten Position des Kalibrierelementes auf dem Sicherheitsmerkmal als Zieldaten trainiert wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist System dadurch gekennzeichnet, dass das den Flächensensor beinhaltenden Gerät das erzeugte Signal als eine Menge von Touch-Events aufbereitet und bereitstellt und die Software eine Auswertung anhand der Menge von Touch-Events vornimmt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist System dadurch gekennzeichnet, dass die Software zur Aufbereitung und Auswertung der Menge von Touch-Events auf einem entfernten Server läuft und die Touch-Daten vom Gerät über eine Schnittstelle an den Server übermittelt werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Objektes mit einem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal, umfassend
    1. a. Bereitstellung einer elektrisch leitfähigen Struktur umfassend leitfähige und nicht-leitfähige Bereiche mit einem sich abschnittsweise wiederholenden Muster, wobei eine Mehrzahl von leitfähigen und nicht-leitfähigen Bereiche entlang eines Abschnittes mit einer Abschnittslänge das Muster, umfassend ein Kalibrierelement, definieren;
    2. b. Bereitstellung eines Substratmaterials;
    3. c. Applizieren der elektrisch leitfähigen Struktur auf das Substratmaterial;
    4. d. Trennen des Substratmaterials in eine Vielzahl von gleich groß ausgestalteten Objekten;
    sodass ein Objekt mit einem Sicherheitsmerkmal erhalten wird, welches zwei entlang einer Vorzugsrichtung aneinandergereihte Teilbereiche des Musters umfasst und mindestens in einem der Teilbereiche des Musters das Kalibrierelement umfasst ist.
  • Das Verfahren zeichnet sich sowohl durch eine hohe Wirtschaftlichkeit als auch die Bereitstellung von Sicherheitsmerkmalen aus, welche höchsten Anforderungen genügen. Vorteilhaft können die Sicherheitsmerkmale in Form einer Endlosstruktur vorzugsweise beispielsweise als Band auf einer Rolle bereitgestellt werden, welche anschließend auf das Substratmaterial appliziert wird. Eine derartige rollenbasierte Applikation eignet sich insbesondere für die Produktion bzw. Vervielfältigung im industriellen Maßstab.
  • Erst nach dem Aufbringen der elektrisch leitfähigen Struktur - vorzugsweise von einer Rolle - erfolgt ein Trennen des Substratmaterials in eine Vielzahl - vorzugsweise gleich großer-Objekte. Durch die Bereitstellung eines Kalibrierelementes kann vorteilhaft auf eine Registrierung der Sicherheitsmerkmale mit den Objekten verzichtet werden. Nicht destotrotz ist es nicht notwendig, dass die charakteristischen Muster - welche der Verifikation dienen - vollständig und zusammenhängend auf den Objekten aufgebracht vorliegen. Vielmehr erlaubt die Bereitstellung des erfindungsgemäßen Kalibrierelementes ebenso eine Auswertung von einem zeit- und wegabhängigen Signal, welches von einem Muster stammt, dass zerstückelt bzw. in zwei Teilen auf dem Objekt mit voneinander getrennten Anfangs- und Endbereichen vorliegt.
  • Durch ein solches Verfahren kann somit ein Sicherheitsmerkmal auf wirtschaftliche Weise mit besonders flexiblem Design erhalten werden, welches gleichzeitig höchsten Sicherheitsanforderungen genügt und somit auch zur Verifikation besonders wertvoller Objekte (Wertdokumente) etc. eingesetzt werden kann. Das Herstellungsverfahren ist besonders einfach und effizient in der Anwendung, da es keine detaillierte Positionierung der leitfähigen Struktur bzw. des Sicherheitsmerkmals erfordert. Das Verfahren kann besonders einfach in einen bestehenden Fertigungsprozess implementiert werden, da es nur wenige modifizierte Designregeln für ein Sicherheitsmerkmal oder eine elektrisch leitfähige Struktur erfordert. Es sind keine umfangreichen Modifikationen an bestehenden Anlagen oder Änderungen im Betriebs/Prozessablauf erforderlich. Stattdessen kann eine Integration in bewährte Industrieprozesse - beispielsweise in Druck- und Produktionsverfahren für Banknoten - erfolgen.
  • Eine Fachperson erkennt, dass bevorzugte Ausführungsformen und Vorteile, welche im Zusammenhang mit dem eingangs beschriebenen Verfahren zur Verifikation eines Objektes mit einem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal auf einem Gerät mit einem kapazitiven Flächensensor offenbart wurden, sich gleichermaßen auf das beanspruchte Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsmerkmals übertragen und umgekehrt.
    • FIGUREN
  • Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert werden, ohne auf diese beschränkt zu sein.
    • Kurzbeschreibung der Figuren
    • Fig. 1a - b
    Illustration einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens unter Verwendung eines bevorzugten Objektes, beispielsweise eines Wertdokumentes, und eines Smartphones
    Fig. 2
    Darstellung eines Objektes umfassend ein Sicherheitsmerkmal ohne ein bevorzugtes Kalibrierelement
    Fig. 3a - d
    Darstellung bevorzugter Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Objekts mit einem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal sowie insbesondere die Möglichkeit der Erzeugung eines Binärcodes
    Fig. 4a - b
    Darstellung bevorzugter Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Objekts mit einem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal, wobei das Sicherheitsmerkmal verschiedene Breiten aufweisen kann
    Fig. 5a - b
    Darstellung bevorzugter Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Objekts mit einem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal umfassend Doppelelemente
    Fig. 6a - b
    Darstellung bevorzugter Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Objekts mit einem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal zur Bestimmung des Durchmessers eines Eingabemittels
    Fig. 7a - b
    Darstellung bevorzugter Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Objekts mit einem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal umfassend ein als Doppelelement ausgestaltetes Kalibrierelement
    Fig. 8a - b
    Darstellung bevorzugter Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Objekts mit einem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal, welches als Schriftzug ausgestaltet ist
    Fig. 9
    Schematische Darstellung eines Herstellungsverfahrens bevorzugter Banknoten mit einem Sicherheitsmerkmal
    Detaillierte Beschreibung der Figuren
  • Fig.1a zeigt ein bevorzugtes Objekt 10, vorzugsweise ein Wertdokument, mit einem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal 13 in Form eines Sicherheitsstreifens. Zudem umfasst das bevorzugte Objekt 10 ein Substratmaterial 12. Das elektrisch leitfähige Sicherheitsmerkmal 13 weist bevorzugt entlang mindestens einer Vorzugsrichtung einen Ausschnitt einer elektrisch leitfähigen Struktur 14 von leitfähigen und nicht-leitfähigen Bereichen mit einem sich abschnittsweise wiederholenden Muster 15 auf. Eine Mehrzahl von leitfähigen und nichtleitfähigen Bereichen entlang eines Abschnittes mit einer Abschnittslänge bilden dabei das Muster 15, in welchem insbesondere ein Kalibrierelement 18 umfasst ist.
  • Entlang der Vorzugsrichtung ist das Sicherheitsmerkmal 13 über die gesamte Länge 40 des Objektes 10 aufgebracht. Es hat sich dabei gezeigt, dass die Randbereiche des Objektes 10 keinen technischen Beitrag zur Verifikation des Objektes 10 bzw. des Sicherheitsmerkmals 13 leisten, sodass die effektiv nutzbare Länge 42 des Objektes 10 kleiner als die gesamte Ausdehnung 40 des Objektes 10 ist. Das bevorzugte Sicherheitsmerkmal 13 weist insbesondere entlang der Vorzugsrichtung ein vollständig ausgestaltetes Muster 15 und an diesem aneinandergereiht einen weiteren Teilbereich des Musters 15 auf, wobei der aneinandergereihte Teilbereich des Musters 15 ebenfalls das Kalibrierelement 18 umfasst. Das vollständig ausgestaltete Muster 15 sowie das aneinandergereihte Teilmuster sind hingegen teilweise im nicht effektiv nutzbaren Randbereich des Objekts 10 angeordnet.
  • Darüber hinaus ist ein leitfähiger Bereich der Strukturierung 14 bzw. des Sicherheitsmerkmals 13 bevorzugt als ein aktives oder ein inaktives elektrisch leitfähiges Einzelelement (16, 17) ausgebildet. Aktive Elemente 16 sind dabei Elemente, die so gestaltet sind, dass sie beim Überstreichen des Sicherheitsmerkmals 13 mit einem Eingabemittel 30 dazu geeignet sind, ein charakteristisches Signal auf einem kapazitiven Flächensensor 20 zu erzeugen. Solche Elemente 16 weisen eine gewisse Mindestgröße auf. Inaktive Elemente 17 sind hingegen nicht detektierbar, d.h. sie sind so klein, dass sie kein charakteristisches Signal auf einem kapazitiven Flächensensor 20 erzeugen bzw. sich das erzeugbare Signal nicht ausreichend von einem Signal, welches nur durch die Eingabe mittels Eingabemittel 30 ohne Kombination mit elektrisch leitfähigem Element erzeugbar ist, unterscheidet. Weiterhin ist das Kalibrierelement 18 bevorzugt ein in einer Größe und Länge 19 vordefinierter leitfähiger Bereich innerhalb des elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmals 13. Das Kalibrierelement 18 unterscheidet sich bevorzugt hinsichtlich der Größe und/oder der Länge 19 von den übrigen im Sicherheitsmerkmal 13 umfassten Einzelelementen 16.
  • Fig. 1b zeigt die in Fig.1a dargestellte Ausführungsform des bevorzugten Objekts 10, wobei dieses auf einem kapazitiven Berührungsbildschirm 20 eines Endgerätes 22 aufgelegt vorliegt.
  • Weiterhin ist ein Eingabemittel 30 dargestellt, mit welchem eine Geste 32 entlang des Sicherheitsmerkmals 13 ausgeführt wird. Die Vornahme der Geste 32 auf dem Objekt 20 und dem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal 13 mittels des Eingabemittels 30 erzeugt bevorzugt ein charakteristisches zeitabhängiges und wegabhängiges Signal auf dem Flächensensor 20. Dieses wird während der Eingabe auf dem Flächensensor 20 detektiert und ausgewertet, wobei die Auswertung eine Erkennung von mindestens einem Kalibrierelement 18 innerhalb des elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmals 13 umfasst. Bevorzugt erfolgt die Auswertung anhand eines Geschwindigkeitsprofils des zeitabhängigen und wegabhängigen Signales.
  • Das elektrisch leitfähige Sicherheitsmerkmal 13 weist bevorzugt entlang mindestens einer Vorzugsrichtung einen Ausschnitt einer elektrisch leitfähigen Struktur 14 von leitfähigen und nicht-leitfähigen Bereichen mit einem sich abschnittsweise wiederholenden Muster 15 auf. Eine Mehrzahl von leitfähigen und nicht-leitfähigen Bereichen entlang eines Abschnittes mit einer Abschnittslänge bilden dabei das Muster 15, in welchem insbesondere ein Kalibrierelement 18 umfasst ist. In dieser und weiteren Figuren sind die elektrisch leitfähigen Bereiche eines vollständigen Abschnitts mit schwarzer Füllung dargestellt. Zur Verdeutlichung sind die elektrisch leitfähigen Bereiche weiterer Abschnitte schraffiert dargestellt. Diese Art der Darstellung dient lediglich zur Verdeutlichung des Musters 15 und der Abschnittslänge. In Realität unterscheiden sich die elektrisch leitfähigen Bereiche der weiteren Abschnitte nicht vom Muster 15.
  • Die Sicherheitsmerkmale 13 von Banknoten 10 einer Banknoten-Serie unterscheiden sich bevorzugt hinsichtlich des aufgebrachten (sich wiederholenden) Musters 15. So ist bevorzugt vorgesehen, dass sich bei einer ersten Banknote 10 mit einem ersten Wert ein erstes Sicherheitsmerkmal 13 mit einem ersten (sich wiederholenden) Muster 15 appliziert vorliegt. Während bei einer zweiten Banknote 10 mit einem zweiten Wert ein zweites Sicherheitsmerkmal 13 mit einem zweiten (sich wiederholenden) Muster 15 appliziert vorliegt. Die jeweiligen Muster 15 unterscheiden sich vorzugsweise in der geometrischen Form, der Gestaltung bzw. des Designs, der Breite, der Länge, der Anzahl der leitfähigen Einzelelemente 16, der Gestaltung von Verbindungen zwischen Elementen 16, des Vorhandenseins von Fenstern, der Position und des Designs von nichtleitfähigen Elementen oder aber dem Aufweisen von inaktiven leitfähigen Einzelelementen 17 und weiteren Merkmalen. Die Gesamtheit/Summe dieser Merkmale erzeugt ein charakteristisches Signal auf einem kapazitiven Flächensensor 20, wenn das Objekt 10 oder die Banknote 10 mit dem kapazitiven Flächensensor 20 in Kontakt gebracht wird und mit Hilfe eines Eingabemittels 30 eine Geste 32 entlang des Sicherheitsmerkmals 13 ausgeführt wird.
  • Die zugrunde liegende Technologie beruht bevorzugt darauf, mit Hilfe eines Eingabemittels 30, z.B. mit dem Finger, über die elektrisch leitfähige Struktur 14 bzw. das Sicherheitsmerkmal 13 zu wischen, während das Objekt 10 auf dem kapazitiven Touchscreen 20 aufliegt. Da es für einen Nutzer nicht möglich ist exakt von Anfang bis Ende entlang der Bedienspur zu wischen und das Eingabemittel 30 selbst einen bestimmten Durchmesser (bspw. die Fingerkuppe) aufweist, ist die nutzbare Länge 42 des Objektes 10 kleiner als die gesamte Länge 40 des Objektes 10 in Bedienrichtung.
  • Fig. 2 zeigt ein Objekt 10 mit einem Sicherheitsmerkmal 13, welches kein bevorzugtes Kalibrierelement 18 umfasst. Für bestimmte Anwendungen werden elektrisch leitfähige Strukturen 14 in Form von Endlos-Strukturen auf ein Substratmaterial 12 bzw. ein Objekt 10 appliziert und bilden ein Sicherheitsmerkmal 13. Unter einer Endlos-Struktur ist bevorzugt eine elektrisch leitfähige Struktur 14 zu verstehen, die über ihre Länge abschnittsweise mehrfach wiederholende Muster 15 aufweist.
  • Ein Beispiel ist das Aufbringen von Hologramm-Streifen auf Banknoten 10. Erst nach der Applikation der Hologramm-Streifen wird das Substratmaterial 12 in einzelne Banknoten 10 geschnitten. Die Applikation solcher Hologramm-Streifen oder-Fäden erfolgt in der Regel nicht in registrierter Position, d.h. die genaue Position eines Abschnittes auf dem Objekt 10 bzw. der Banknote 10 ist vorab nicht bekannt. Soll ein solcher Streifen nun kapazitiv ausgelesen werden, indem mit einem Eingabemittel 30 über die elektrisch leitfähige Struktur 14 bzw. das Sicherheitsmerkmals 13 gestrichen wird, während das Objekt 10 bzw. die Banknote 10 auf dem Touchscreen 20 eines Gerätes 22 liegt, ist bei der Signalauswertung nicht ersichtlich, wo genau sich ein bestimmter/detektierbarer Abschnitt innerhalb des Signals befindet. Jeder beliebige Punkt der elektrisch leitfähigen Struktur 14 kann im Auslesevorgang der Startpunkt der Wischgeste 32 sein. Folglich muss sichergestellt werden, dass mindestens eine gesamte Wiederholung des Musters 15 mit einer Abschnittslänge der leitfähigen Struktur 14 entlang einer Vorzugsrichtung auf der effektiv nutzbaren Länge 42 des Objektes 10 aufgebracht vorliegt, damit die leitfähige Struktur 14 als Sicherheitsmerkmal 13 fungieren kann.
  • Im Vergleich zu einem erfindungsgemäß ausgestalteten Objekt 10 bzw. Banknote 10 (vgl. Fig. 1a ) steht damit nur eine geringe Länge für eine Codierung zur Verfügung.
  • Dies wird am folgenden Beispiel nochmals verdeutlicht:
    Die Länge 40 eines Objektes 10 in Bedienrichtung (Swipe-Richtung) ist vorzugsweise die Länge des finalen Produktes in Swipe-Richtung. Das heißt, diese Länge 40 bezieht sich auf das Endformat des Objektes 10, z.B. der Karte, des Labels, des Sicherheitsdokuments oder der Banknote. Die Länge 40 kann beispielsweise den Wert L = 70 mm (= "Höhe" der Banknote) annehmen.
  • Wie schon im Zuge der Fig. 1 geschildert, ist es für einen Nutzer einerseits nicht möglich, ganz exakt von Anfang bis Ende entlang einer Bedienspur zu wischen und andererseits weist das Eingabemittel 30 selbst einen bestimmten Durchmesser auf, sodass die nutzbare Länge 42 des Objektes 10 kleiner als die Länge 40 des Endformats des Objekts 10 ist. Im vorliegenden Beispiel weist die nutzbare Länge den Wert Leff = 60 mm auf (Rand: jeweils 5 mm oben und unten).
  • Vorzugsweise bezeichnet die Wiederhollänge des Musters 15 die Länge, die einmal das vollständige Muster 15 umfasst. Dies kann auch als Abschnittslänge bezeichnet werden. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren muss sichergestellt sein, dass das Muster 15 mindestens einmal vollständig erfasst werden kann und im Bereich der effektiven Länge 42 umfasst ist. Aus diesem Grunde darf das Muster 15 im vorliegenden Beispiel nur eine maximale Länge von 30 mm aufweisen. Bezogen auf die gesamte Höhe 40 der Banknote 10 sind in diesem Beispiel somit nur 43% der Länge 40 nutzbar.
  • Generell gilt bei der Detektion elektrisch leitfähiger Strukturen 14 mittels Touchscreens 20, dass mit zunehmender zur Verfügung stehender Fläche für ein Muster 15 mehr Informationsgehalt hinterlegt (gespeichert) werden kann. Die Beschränkung auf nur die Hälfte der effektiven nutzbaren Länge 42 stellt somit eine deutliche Einschränkung der realisierbaren Varianten verschiedener Codierungen dar.
  • Durch eine erfindungsgemäße Anpassung des Designs der elektrisch leitfähigen Struktur 14 können auch größere Muster 15 sicher kapazitiv detektiert werden. Dies wird bevorzugt durch die Einführung eines Kalibrierelements 18 möglich, wie in Fig. 1 dargestellt. Die Geometrie des Kalibrierelements 18 wird derart gestaltet, dass dieses ein kalibrierspezifisches Signal auf dem Touchscreen 20 erzeugt, wenn mit Hilfe eines Eingabemittels 30 über die leitfähige Struktur 14 gestrichen wird. Alle anderen verwendeten (aktiven) Elemente 16 innerhalb der elektrisch leitfähigen Struktur 14 weichen vom Kalibrierelement 18 ab.
  • Damit erhöht sich die mögliche Länge des Musters 15 auf L A = L eff − L K
    Figure imgb0005
     , wobei LK die Länge 19 des Kalibrierelements 18 ist. Für unterschiedliche Anforderungen können bspw. Kalibrierelemente 18 eingeführt werden, die unterschiedliche vordefinierte Längen 19 in Bedienrichtung aufweisen. Vorliegend stehen bevorzugt 52 mm Länge des Musters 15 für die Codierung zu Verfügung. Bezogen auf die gesamte Höhe 40 der Banknote 10 sind in diesem Beispiel somit 74% der Länge 40 nutzbar. Es hat sich gezeigt, dass in der bevorzugten erfindungsgemäßen Variante nicht die gesamte Länge eines Musters 15 auf dem Objekt 10 vorliegen muss. Es reicht aus, wenn ein Teilbereich des Musters 15 auf der effektiv nutzbaren Länge 42 des Objektes 10 vorliegt und ein Kalibrierelement 18 aufweist.
  • Fig.3a zeigt ein bevorzugtes Objekt 10 mit einem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal 13 in Form eines Sicherheitsstreifens. Ein durchgehendes streifenförmiges leitfähiges Element, z.B. ein Sicherheitsfaden, ist bevorzugt durch schmale Schnitte an bestimmten Stellen unterbrochen, wodurch eine leitfähige Struktur 14 mit leitfähigen und nicht-leitfähigen Bereichen erhalten wird. Insbesondere werden eine Vielzahl von elektrisch leitfähigen Einzelelementen 16 gleicher Größe sowie ein Kalibrierelement 18 mit einer davon zu unterscheidenden Größe erhalten.
  • Damit das bevorzugte Sicherheitsmerkmal 13 über ein Eingabemittel 30 auslesbar ist, sind bevorzugt bestimmte Randbedingungen in Bezug auf die Geometrie zu beachten. So ist die maximale Größe zweier aufeinander folgender, getrennter, leitfähiger Einzelelemente 16 bevorzugt 20mm. Zudem sind vorzugsweise die Einzelelemente 16 mindestens 10 mm groß, bzw. zwei Schnitte sind bevorzugt 10mm voneinander entfernt, damit eine unerwünschte, gleichzeitige Überlappung des Eingabemittels 30 mit drei leitfähigen Einzelelementen 16 verhindert wird. Das Kalibrierelement 18 unterscheidet sich bevorzugt von den übrigen Einzelelementen 16 in der Größe. Dabei bietet es sich im Herstellungsprozess bevorzugt an, den kleinsten möglichen verbleibenden Block (im Beispiel 10 mm lang) oder den größten möglichen verbleibenden Block (im Beispiel 20 mm lang) zu wählen. Die jeweils anderen verbleibenden Blöcke (=leitfähige Elemente 16) weisen entsprechend bevorzugt andere Dimensionen auf.
  • Fig. 3b zeigt fünf unterschiedliche bevorzugte Ausführungsformen einer elektrisch leitfähigen Struktur 14, welche jeweils ein unterschiedliches sich wiederholendes Muster 15 mit einer Abschnittslänge aufweisen. Jedes Muster 15 weist dabei eine Vielzahl von elektrisch leitfähigen Einzelelementen 16 und ein Kalibrierelement 18 auf, welches sich insbesondere in seiner Größe von den übrigen Einzelelementen 16 unterscheidet.
  • Es ist weiterhin bevorzugt, dass jedes elektrisch leitfähige Einzelelement 16 für ein Bit steht und zwei Zustände besitzt: vorhanden=1 oder fehlend=0. Ein vorhandenes leitfähiges Element 16 erzeugt beim Überwischen ein detektierbares Signal auf dem Touchscreen 20, z.B. in Form einer Auslenkung oder einer Geschwindigkeitsänderung oder Kombinationen daraus. Fehlt das Element, wird an dieser Stelle auch keine Signaländerung erfolgen, d.h. das Signal folgt der Eingabe durch das Eingabemittel 30 ohne Beeinflussung durch elektrisch leitfähige Elemente 16. Die Größe und/oder Abstände der Einzelelemente 16 sind so zu wählen, dass im Bereich der Kontaktfläche zwischen Eingabemittel 30 und Touchscreen 20 maximal zwei Elemente 16 berührt werden bzw. mit dem Eingabemittel 30 überlappen.
  • Die ersten beiden (Nummer 1 und 2) dargestellten bevorzugten elektrisch leitfähigen Strukturen 14 sowie die fünfte dargestellte (Nummer 5) elektrisch leitfähige Struktur 14 weisen jeweils ein bevorzugtes Muster 15 mit acht Einzelelementen 16 und einem Kalibrierelement 18 auf. Dadurch wird ein Code bereitgestellt, welcher wie folgt lautet "1111111K1" (bei einem bevorzugten Überstreichen mit einem Eingabemittel 30 von unten nach oben). Die einzelnen aufweisenden Einzelelemente 16 stehen dabei für eine"1", während das Kalibrierelement 18 für ein "K" steht.
  • Das Kalibrierelement 18 erzeugt durch die andersgeartete Ausgestaltung ein kalibrierelementspezifisches Signal. Die dritte (Nummer 3) dargestellte bevorzugte elektrisch leitfähigen Struktur 14 weist ein Muster 15 auf, welches den Binärcode "1101101K0" codiert (bei einem bevorzugten Überstreichen mit einem Eingabemittel 30 von unten nach oben). Die vierte (Nummer 4) dargestellte bevorzugte elektrisch leitfähige Struktur 14 weist hingegen ein Muster 15 auf, welches den Binärcode "1001110K1" codiert (bei einem bevorzugten Überstreichen mit einem Eingabemittel 30 von unten nach oben). Es ist für den durchschnittlichen Fachmann naheliegend, dass ein Überstreichen von oben nach unten ebenso möglich ist.
  • Fig. 3c zeigt ein bevorzugtes Objekt 10 mit einem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal 13 in Form eines Sicherheitsstreifens. Das Sicherheitsmerkmal 13 umfasst eine elektrisch leitfähige Struktur 14 mit einem Muster 15, das eine Abschnittslänge aufweist. Das Muster 15 besteht dabei bevorzugt aus einer definierten Anzahl leitfähiger Blöcke bzw. elektrisch leitfähiger Einzelelemente 16 mit definierter Länge (kann sich von Block zu Block unterscheiden). In der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform umfasst das Muster 15 zwei leitfähige Blöcke. Nach einem der Blöcke liegt ein definierter Abstand vor, welcher bevorzugt als ein Kalibrierelement 18 dient. Weiterhin bevorzugt ist jeder der leitfähigen Blöcke an verschiedenen Positionen mehrfach (hier: zwei Mal) unterbrochen, wodurch aus einem Block mehrere Einzelelemente 16 erhalten werden.
  • Fig. 3d illustriert eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer elektrisch leitfähigen Struktur 14 bzw. eines Sicherheitsmerkmals 13. Das sich abschnittsweise wiederholende Muster 15 weist entlang einer Abschnittslänge bevorzugt zwei leitfähige Blöcke auf, welche vorzugsweise mit einem Abstand von 5 mm Länge voneinander entfernt vorliegen. Vorzugsweise ist dieser Abstand von der Länge eines Freiraums, welcher als Kalibrierelement 18 dient, zu unterscheiden (kleiner oder größer). Die Blöcke können dabei an einer der dargestellten Positionen 1 - 5 unterbrochen werden, sodass mehrere elektrisch leitfähige Einzelelemente 16 einen Block ergeben. Es ist auch möglich, dass die Blöcke zwei Unterbrechungen mit unterschiedlichen Positionen aufweisen, wobei der Abstand der beiden Unterbrechungen mindestens 10 mm betragen sollte. Der obere dargestellte Block ist zum Beispiel an den Positionen 1 und 4 unterbrochen. Sind beispielsweise beide Blöcke jeweils kein oder einmal an einer von fünf möglichen Positionen unterbrochen, ergeben sich insgesamt 36 Möglichkeiten einer Codierung. Werden zusätzlich zwei Unterbrechungen pro Block in beispielsweise vier möglichen Varianten vorgesehen, ergeben sich insgesamt 10 x 10 = 100 Möglichkeiten einer Codierung
  • Fig. 4a zeigt ein weiteres bevorzugtes Objekt 10 mit einem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal 13 in Form eines Sicherheitsstreifens. Das Sicherheitsmerkmal 13 umfasst einen Ausschnitt einer elektrisch leitfähigen Struktur 14 mit einem sich abschnittsweise wiederholenden Muster 15. Eine Mehrzahl von leitfähigen und nicht-leitfähigen Bereichen entlang eines Abschnittes mit einer Abschnittslänge bilden dabei das Muster 15, in welchem insbesondere ein Kalibrierelement 18 umfasst ist. Das Kalibrierelement 18 unterscheidet sich gegenüber den übrigen Einzelelementen 16 in seiner Größe und/oder dem Abstand zum leitfähigen Bereich, benachbart zum Kalibrierelement 18 liegt.
  • Fig.4b zeigt verschiedene Ausführungsformen eines Sicherheitsmerkmals 13, wobei die elektrisch leitfähige Struktur 14 des Sicherheitsmerkmals 13 verschiedene Breiten aufweisen kann. Es hat sich gezeigt, dass die Breite der Einzelelemente 16 im Wesentlichen keinen Einfluss auf das erzeugte Signal hat. Das charakteristische zeitabhängige und wegabhängige Signal ist im Wesentlichen von der Länge der Einzelelemente 16 bzw. der Freiräume (Unterbrechungen) entlang einer Vorzugsrichtung, bevorzugt Bedienrichtung, abhängig. Vorliegend ist die Bedienrichtung bevorzugt entlang des Sicherheitsmerkmals 13, also von oben nach unten oder von unten nach oben.
  • Fig. 5a zeigt ein weiteres bevorzugtes Objekt 10 mit einem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal 13 in Form eines Sicherheitsstreifens. Das Sicherheitsmerkmal 13 umfasst einen Ausschnitt einer elektrisch leitfähige Struktur 14 mit einem sich abschnittsweise wiederholenden Muster 15. Eine Mehrzahl von leitfähigen und nicht-leitfähigen Bereichen entlang eines Abschnittes mit einer Abschnittslänge bilden dabei das Muster 15, in welchem insbesondere ein Kalibrierelement 18 umfasst ist. In diesem Ausführungsbeispiel werden bevorzugt elektrisch leitfähige Doppelelemente zur Codierung verwendet. Als Doppelelement wird bevorzugt eine Kombination aus zwei Einzelelementen 16 bezeichnet. Doppelelemente erzeugen vorzugsweise ein charakteristisches Signal bzw. Geschwindigkeitsprofil beim Überstreichen der elektrisch leitfähigen Struktur 14 mittels Eingabeelement 30 auf einem kapazitiven Berührungsbildschirm 20.
  • Als Gedankenmodell kann die Signalerkennung so vorgestellt werden, dass das Signal am Flächenschwerpunkt der Kontaktfläche des Eingabemittels 30 mit dem Touchscreen 20 erzeugt wird. Liegt nun dazwischen eine elektrisch leitfähige Struktur 14 vor, ergibt sich aus der Überlagerung der Geometrie des einzelnen elektrisch leitfähigen Elements 16 und der Kontaktfläche des Eingabemittels 30 bevorzugt eine sogenannte resultierende Fläche, deren Flächenschwerpunkt nun den Signalverlauf bestimmt. Beim Berühren der ersten Hälfte eines Doppelelementes mit dem Eingabemittel 30 weist das erzeugte Signal bevorzugt einen Sprung in Form einer plötzlichen Geschwindigkeitserhöhung auf. Dies ist auf die plötzliche resultierende Flächenschwerpunktsverlagerung zurückzuführen. Beim weiteren Überstreichen mit dem Eingabemittel 30 über die erste Hälfte des Doppelelements sinkt bevorzugt die Geschwindigkeit des Signals. Beim Übergang auf die zweite Hälfte des Doppelelements werden bevorzugt beide Hälften des Doppelelements - abhängig vom Abstand der beiden Hälften sowie von der Kontaktfläche des Eingabemittels 30 - zu einem großen Element "verbunden", d.h. die resultierende Fläche wird aus der Fläche des Eingabemittels 30 sowie den Flächen der beiden Hälften des Doppelelements gebildet. Daraus folgt ein erneuter Sprung im Geschwindigkeitsprofil des Signals mit anschließender Verlangsamung. Die Geschwindigkeit ist bevorzugt nun niedriger als bei einer Hälfte des Doppelelements, da die resultierende Fläche größer ist. Das Verlassen der ersten Hälfte des Doppelelements beim weiteren Überstreichen führt zu einer erneuten Flächenschwerpunktverlagerung auf die Kombination aus der zweiten Hälfte des Doppelelements sowie der Kontaktfläche des Eingabemittels 30. Dies wird im Signal als dritte Sequenz aus Geschwindigkeitssprung und anschließender Verlangsamung sichtbar. Anschließend führt das Verlassen der zweiten Hälfte des Doppelelements bevorzugt erneut zu einem Geschwindigkeitssprung, da nun der resultierende Flächenschwerpunkt wieder der Kontaktfläche des Eingabemittels 30 mit dem Touchscreen 20 entspricht. Das so entstandene Signal in "Doppel-W-Form" ist vorzugsweise charakteristisch für Doppelelemente und unterscheidet sich vom restlichen Signalverlauf.
  • Fig. 5b zeigt verschiedene Ausführungsformen eines Sicherheitsmerkmals 13 umfassend eine elektrisch leitfähige Struktur 14, wobei die bevorzugten in den elektrisch leitfähigen Strukturen 14 umfassten Muster 15 die in Fig. 5a erläuterten Doppelelemente umfassen. Wie dargestellt, erzeugen direkt benachbarte elektrisch leitfähige Einzelelemente 16 mit minimalem Abstand ("Doppelelemente") ein charakteristisches Signal. Dies kann zur Codierung verwendet werden. Dafür ist der Abstand zwischen Elementpaaren so groß zu wählen, dass diese sich nicht signifikant beeinflussen (in Abhängigkeit der Kontaktfläche des Eingabemittels 30 beim Wischen/Überstreichen). Die Codierung ergibt sich aus dem Vorhandensein / Nichtvorhandensein der elektrisch leitfähigen Einzelelemente 16. Dabei können die Doppelelemente in vier Zuständen vorliegen: 00, 01, 10, 11. Das Kalibrierelement 18 in den Mustern 15 unterscheidet sich bevorzugt jeweils von den Doppelelementen.
  • Fig. 6a zeigt ein weiteres bevorzugtes Objekt 10 mit einem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal 13 in Form eines Sicherheitsstreifens. Das Sicherheitsmerkmal 13 umfasst einen Ausschnitt einer elektrisch leitfähige Struktur 14 mit einem sich abschnittsweise wiederholenden Muster 15. Eine Mehrzahl von leitfähigen und nicht-leitfähigen Bereichen entlang eines Abschnittes mit einer Abschnittslänge bilden dabei das Muster 15, in welchem insbesondere ein Kalibrierelement 18 umfasst ist. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Kalibrierelement 18 verwendet, welches vorzugsweise sowohl als Referenz des Endlosmusters dient, als auch bevorzugt zur Bestimmung der Kontaktfläche des Eingabemittels 30 mit dem kapazitiven Berührungsbildschirm 20 verwendet werden kann.
  • Bei bekannter Länge des Kalibrierelements 18 und ausreichend Abstand vor und nach dem Kalibrierelement 18 (bezogen auf den Bedienpfad) kann bevorzugt anhand des Signals die Kontaktfläche bzw. der Durchmesser des Eingabemittels 30 bestimmt werden, wenn bevorzugt eine kreisförmige Kontaktfläche des Eingabemittels 30 angenommen wird. Kommt das Eingabemittel 30 beim Überstreichen des Sicherheitsmerkmals 13 mit dem Kalibrierelement 18 in Kontakt weist das Signal einen ersten Geschwindigkeitssprung auf. Im weiteren Verlauf des Überstreichens verringert sich bevorzugt die Geschwindigkeit und hat ihr Minimum, wenn das Eingabemittel 30 zentriert über dem Kalibrierelement 18 liegt. Beim vollständigen Verlassen des Kalibrierelements 18 kommt es bevorzugt erneut zu einem Geschwindigkeitssprung. Aus dem Abstand zwischen den beiden Geschwindigkeitssprüngen und der bekannten Länge des Kalibrierelements 18 lässt sich bevorzugt der Durchmesser bzw. der Radius der Kontaktfläche des Eingabemittels 30 ermitteln: Δ v max = 2 r + L K
    Figure imgb0006
     d = Δ v max − L K
    Figure imgb0007
  • Dem durchschnittlichen Fachmann ist bekannt, dass die kreisförmige Kontaktfläche des Eingabemittels 30 eine gute Näherung an die Realität darstellt. Für genauere Betrachtungen sind elliptische Kontaktflächen oder weitere Formen in Betracht zu ziehen.
  • Zusätzlich sind bevorzugt zwei kleinere, informationsgebende Elemente 16 angeordnet, die in Größe und Position in Relation zum Kalibrierelement 18 variieren können.
  • Fig. 6b zeigt das bevorzugte Sicherheitsmerkmal in einer Detailansicht mit verschiedenen Varianten des Musters 15, insbesondere um die Kontaktfläche des Eingabemittels 30 ermitteln zu können.
  • Fig. 7a zeigt ein weiteres bevorzugtes Objekt 10 mit einem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal 13 in Form eines Sicherheitsstreifens. Das Sicherheitsmerkmal 13 umfasst einen Ausschnitt einer elektrisch leitfähige Struktur 14 mit einem sich abschnittsweise wiederholenden Muster 15. Eine Mehrzahl von leitfähigen und nicht-leitfähigen Bereichen entlang eines Abschnittes mit einer Abschnittslänge bilden dabei das Muster 15, in welchem insbesondere ein Kalibrierelement 18 umfasst ist. In diesem Ausführungsbeispiel wird bevorzugt ein elektrisch leitfähiges Doppelelement als Kalibrierelement 18 verwendet. Als Doppelelement wird bevorzugt eine Kombination aus zwei Einzelelementen 16 bezeichnet, die aber im vorliegenden Ausführungsbeispiel immer gemeinsam verwendet werden.
  • Fig. 7b illustriert eine Detailansicht mehrerer Varianten der in Fig. 7a dargestellten Ausführungsform. Das Doppelelement wird, wie weiter oben beschrieben gestaltet (vgl. Fig. 5a und Fig. 5b ), tritt aber in jedem Abschnitt 15 genau einmal auf. Die informationsgebenden elektrisch leitfähigen Einzelelemente 16 werden vor/hinter dem Doppelelement angeordnet und können in Position und Größe im festgelegten Bereich variieren. Vorzugsweise ist 10mm vor und hinter dem Kalibrierelement 18 ein Freiraum.
  • Fig. 8a zeigt ein weiteres bevorzugtes Objekt 10 mit einem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal 13 in Form eines Sicherheitsstreifens. Das Sicherheitsmerkmal 13 umfasst einen Ausschnitt einer elektrisch leitfähige Struktur 14 mit einem sich abschnittsweise wiederholenden Muster 15. Eine Mehrzahl von leitfähigen und nicht-leitfähigen Bereichen entlang eines Abschnittes mit einer Abschnittslänge bilden dabei das Muster 15, in welchem insbesondere ein Kalibrierelement 18 umfasst ist. In diesem Ausführungsbeispiel sind die elektrisch leitfähigen Einzelelemente 16 als Buchstaben bzw. Schriftzüge ausgestaltet, die unter anderem im Zusammenspiel ein Wort ergeben können. Auch für Buchstaben, Wörter und Schriftzüge gelten die in der Beschreibung genannten Designregeln für aktive und inaktive elektrisch leitfähige Elemente. Der Freiraum zwischen den Wörtern ist dabei vorzugsweise als Kalibrierelement 18 anzusehen.
  • Fig. 8b zeigt eine Detailansicht eines Sicherheitsmerkmals 13 der in Fig. 8a schon dargestellten Ausführungsform, wobei weitere mögliche bevorzugte Varianten dargestellt sind. Unter anderem können auch inaktive elektrisch leitfähige Einzelelemente 17 in einem Muster 15 umfasst sein. Im vorliegenden Beispiel sind die einzelnen Ziffern "1 2 3" nicht galvanisch mit den benachbarten Ziffern verbunden und stellen somit inaktive elektrisch leitfähige Einzelelemente 17 dar (Fig. 8b Nr. 2). Die einzelnen Buchstaben der Wörter und Buchstabenfolgen "sample", "writing", "words" und "abc" sind mit den jeweils benachbarten Buchstaben verbunden und stellen aktive elektrisch leitfähige Bereiche 16 dar. Der Zwischenraum zwischen den Schriftzügen dient im vorliegenden Beispiel als Kalibrierelement 18.
  • Fig. 9 illustriert ein bevorzugtes Herstellungsverfahren für Banknoten 10 mit einem Sicherheitsmerkmal 13. Bei dem bevorzugten Herstellungsverfahren werden elektrisch leitfähige Strukturen 14 in Form von Endlos-Strukturen auf ein Substratmaterial 12 appliziert und bilden ein Sicherheitsmerkmal 13. Unter einer Endlos-Struktur ist bevorzugt eine elektrisch leitfähige Struktur 14 zu verstehen, die über ihre Länge abschnittsweise mehrfach wiederholende Muster 15 aufweist. Eine Mehrzahl von leitfähigen und nicht-leitfähigen Bereichen entlang eines Abschnittes mit einer Abschnittslänge bilden dabei das Muster 15, in welchem insbesondere ein Kalibrierelement 18 umfasst ist. Darüber hinaus sind die leitfähigen Bereiche der Strukturierung 14 bzw. des Sicherheitsmerkmals 13 bevorzugt als aktive oder inaktive elektrisch leitfähige Einzelelemente (16, 17) ausgebildet. Bei der bevorzugten Herstellung und Applikation des Sicherheitsmerkmals 13 auf Banknoten 10 wird nach Applikation einer elektrisch leitfähigen Struktur 14 bevorzugt das Substratmaterial 12 in einzelne Banknoten 10 geschnitten. Die Applikation solcher Sicherheitsmerkmale 13 erfolgt bevorzugt nicht in registrierter Position, d.h. die genaue Position eines Abschnittes auf der Banknote 10 ist vorab nicht bekannt.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 10
    Objekt, beispielsweise Dokument oder eine Banknote
    12
    Substratmaterial
    13
    Sicherheitsmerkmal
    14
    elektrisch leitfähige Struktur
    15
    Muster
    16
    elektrisch leitfähiges Element
    17
    elektrisch leitfähiges, inaktives Element
    18
    Kalibrierelement
    19
    Länge des Kalibrierelements (18)
    20
    kapazitiver Berührungsbildschirm bzw. Flächensensor
    22
    Gerät
    30
    Eingabemittel (Finger, Stift)
    32
    dynamische Eingabe bzw. Bedienspur (Geste)
    40
    Länge des Objektes (10) in Bedienrichtung
    42
    Nutzbare Länge des Objektes (10) in Bedienrichtung

Claims (15)

  1. Verfahren zur Verifikation eines Objektes (10) mit einem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal (13) auf einem Gerät (22) mit einem kapazitiven Flächensensor (20) umfassend die Schritte
    a. Bereitstellung eines Gerätes (22) umfassend einen kapazitiven Flächensensor (20)
    b. Bereitstellung eines Objektes (10) mit einem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal (13)
    c. Auflegen des Objektes (10) auf dem kapazitiven Flächensensor (20)
    d. Vornahme einer dynamischen Eingabe auf dem Objekt (20) und dem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal (13) mittels eines Eingabemittels (30) zur Erzeugung eines charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signals auf dem Flächensensor (20)
    e. Auswertung des während der Eingabe auf dem Flächensensor (20) detektierten charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signales, wobei die Auswertung eine Erkennung von mindestens einem Kalibrierelement (18) innerhalb des elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmals (13) umfasst.
  2. Verfahren nach Anspruch 1
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das charakteristische zeitabhängige und wegabhängige Signal eine kalibrierelementspezifische Signalfolge umfasst, die dem Kalibrierelement (18) zugeordnet ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die kalibrierelementspezifische Signalfolge eine Referenz im charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signal und das Kalibrierelement (18) eine Referenz im elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal (13) darstellt,
    sodass eine positionsbezogene Zuordnung zwischen dem Sicherheitsmerkmal (13) und dem charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signal hergestellt werden kann.
  4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das elektrisch leitfähige Sicherheitsmerkmal (13) entlang mindestens einer Vorzugsrichtung einen Ausschnitt einer Strukturierung (14) mit leitfähigen und nicht-leitfähigen Bereichen mit einem sich abschnittsweise wiederholenden Muster (15) umfasst.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Mehrzahl von leitfähigen und nicht-leitfähigen Bereichen entlang eines Abschnittes mit einer Abschnittslänge ein Muster (15), umfassend das Kalibrierelement (18), definieren,
    - wobei das Sicherheitsmerkmal (13) mindestens zwei entlang einer Vorzugsrichtung aneinandergereihte Teilbereiche des Musters (15) umfasst;
    - wobei mindestens in einem der Teilbereiche des Musters (15) das Kalibrierelement (18) umfasst ist.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Auswertung des während der Eingabe auf dem Flächensensor (20) detektierten charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signales eine Erkennung von Kanten innerhalb des elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmals (13) umfasst, wobei eine Kante ein Übergang zwischen einem leitfähigen Bereich und einem nicht-leitfähigen Bereich oder umgekehrt ist und die Erkennung von Kanten anhand eines Geschwindigkeitsprofils des zeitabhängigen und wegabhängigen Signales erfolgt;
    wobei das Kalibrierelement (18) ein in einer Form, Größe und/oder Länge vordefinierter leitfähiger und/oder nicht-leitfähiger Bereich innerhalb des elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmals (13) ist;
    wobei bei der Vornahme einer dynamischen Eingabe (32) entlang der Vorzugsrichtung an einem Beginn eines leitfähigen Bereiches eine vorderseitige Kante und an einem Ende eines leitfähigen Bereiches eine rückseitige Kante erkannt wird, sodass eine Länge eines leitfähigen und/oder nicht-leitfähigen Bereiches, insbesondere eines Kalibrierelementes (18), detektiert wird.
  7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass im Zuge der Auswertung des charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signales elektrisch leitfähigen Bereichen und elektrisch nicht-leitfähigen Bereichen jeweils Binärzahlen zugeordnet werden, sodass eine codierte Information aus dem Sicherheitsmerkmal (13) detektiert wird.
  8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Auswertung des charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signales eine Ermittlung von einer Kontaktfläche des Eingabemittels (30) und dem Sicherheitsmerkmal (13) umfasst, indem eine kalibrierelementspezifische Signalfolge in eine Relation mit der definierten Form, Größe und oder Länge (19) des Kalibrierelementes (18) gesetzt wird,
    wobei die Kontaktfläche bevorzugt als eine kreisförmige Fläche angenommen wird.
  9. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Auswertung des charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signales über Algorithmen des maschinellen Lernens erfolgt.
  10. Verfahren nach Anspruch 9
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Algorithmus des maschinellen Lernens einen Regressionsalgorithmus zur Detektion eines Kalibrierelementes (18), umfassend ein Regressionsmodell, aufweist, wobei das Regressionsmodell anhand simulierter Touchdaten und/oder berechneter Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungswerte als Eingabedaten sowie einer Zielposition des Kalibrierelementes (18) auf dem Sicherheitsmerkmal (13) trainiert wird.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 9 und/oder 10
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Algorithmus des maschinellen Lernens einen Klassifikationsalgorithmus, umfassend ein Klassifikationsmodell, aufweist, wobei das Klassifikationsmodell anhand simulierter Touchdaten und/oder berechneter Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungswerte als Eingabedaten sowie einer vorbestimmten Position des Kalibrierelementes (18) auf dem Sicherheitsmerkmal (13) trainiert wird.
  12. Objekt (10) zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche auf einem Gerät (22) mit einem kapazitiven Flächensensor (20), wobei das Objekt (10) ein elektrisch leitfähiges Sicherheitsmerkmal (13) umfasst
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das elektrisch leitfähige Sicherheitsmerkmal (13)
    - entlang mindestens einer Vorzugsrichtung einen Ausschnitt einer sich abschnittsweise wiederholende Strukturierung (14) mit leitfähigen und nicht-leitfähigen Bereichen umfasst,
    - mindestens ein Kalibrierelement (18) aufweist,
    sodass nach Auflegen des Objektes (10) auf dem kapazitiven Flächensensor (20) und Vornahme einer dynamischen Eingabe (32) auf dem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal (13) mittels eines Eingabemittels (30) zur Erzeugung eines charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signals entlang der Vorzugsrichtung das Kalibrierelement (18) detektierbar ist und eine positionsbezogene Zuordnung zwischen dem Sicherheitsmerkmal (13) und dem charakteristischen zeitabhängigen und wegabhängigen Signal hergestellt werden kann.
  13. Objekt (10) gemäß Anspruch 12
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Mehrzahl von leitfähigen und nicht-leitfähigen Bereichen entlang eines Abschnittes mit einer Abschnittslänge ein Muster (15), umfassend das Kalibrierelement (18), definieren,
    - wobei das Sicherheitsmerkmal (13) mindestens zwei entlang einer Vorzugsrichtung aneinandergereihte Teilbereiche des Musters (15) umfasst;
    - wobei mindestens in einem der Teilbereiche des Musters (15) das Kalibrierelement (18) umfasst ist.
  14. System zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der vorherigen Ansprüche 1-11 umfassend
    a. ein Objekt (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche 12-13
    b. ein Gerät (22) mit einem kapazitiven Flächensensor (20)
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Objekt (10) ein elektrisch leitfähiges Sicherheitsmerkmal (13) umfasst, welches derart ausgestaltet ist, dass nach Auflegen des Objektes (10) auf dem kapazitiven Flächensensor (20) und Vornahme einer dynamischen Eingabe (32) auf dem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal (13) mittels eines Eingabemittels (30) zur Erzeugung eines charakteristischen zeitabhängigen Signals eine Auswertung des während der Eingabe auf dem Flächensensor (20) detektierten zeitabhängigen Signales erfolgen kann, wobei die Auswertung eine Erkennung von mindestens einem Kalibrierelement (18) innerhalb des elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmals (13) umfasst, wobei das charakteristische zeitabhängige und wegabhängige Signal eine kalibrierelementspezifische Signalfolge umfasst, die dem Kalibrierelement (18) zugeordnet ist.
  15. Verfahren zur Herstellung eines Objektes (10) mit einem elektrisch leitfähigen Sicherheitsmerkmal (13), umfassend
    a. Bereitstellung einer elektrisch leitfähigen Struktur (14) umfassend leitfähige und nicht-leitfähigen Bereiche mit einem sich abschnittsweise wiederholenden Muster (15), wobei eine Mehrzahl von leitfähigen und nicht-leitfähigen Bereichen entlang eines Abschnittes mit einer Abschnittslänge das Muster (15), umfassend ein Kalibrierelement (18), definieren;
    b. Bereitstellung eines Substratmaterials (12);
    c. Applizieren der elektrisch leitfähigen Struktur (14) auf das Substratmaterial (12);
    d. Trennen des Substratmaterials (12) in eine Vielzahl von gleich groß ausgestalteten Objekten (10);
    sodass ein Objekt (10) mit einem Sicherheitsmerkmal (13) erhalten wird, welches zwei entlang einer Vorzugsrichtung aneinandergereihte Teilbereiche des Musters (15) umfasst und mindestens in einem der Teilbereiche des Musters (15) das Kalibrierelement (18) umfasst ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE69519191T2 (de) * 1994-04-28 2001-05-31 Authentication Tech Inc Sicherheitsfadenprüfungsvorrichtung
EP1760670A1 (de) 2005-06-13 2007-03-07 I.C.I. Design Institute Inc. Prüfgerät
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WO2020229517A1 (de) 2019-05-13 2020-11-19 Prismade Labs Gmbh Vorrichtung und verfahren zur kontrolle von elektrisch leitfähigen sicherheitsmerkmalen und kontrollvorrichtung für elektrisch leitfähige sicherheitsmerkmale

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