EP4143796A1 - Verfahren und vorrichtung zum prüfen eines substrats mit einem lumineszenzstoff - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum prüfen eines substrats mit einem lumineszenzstoff

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Publication number
EP4143796A1
EP4143796A1 EP21725027.3A EP21725027A EP4143796A1 EP 4143796 A1 EP4143796 A1 EP 4143796A1 EP 21725027 A EP21725027 A EP 21725027A EP 4143796 A1 EP4143796 A1 EP 4143796A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
substrate
luminescence
value
intensity values
luminescence intensity
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
EP21725027.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Rauscher
Peter Kersten
Thomas Giering
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.)
Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient Currency Technology 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 Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH filed Critical Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Publication of EP4143796A1 publication Critical patent/EP4143796A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • G07D7/20—Testing patterns thereon
    • G07D7/202—Testing patterns thereon using pattern matching
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    • G—PHYSICS
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    • G07D7/202—Testing patterns thereon using pattern matching
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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
    • G07D2207/00—Paper-money testing devices

Definitions

  • the present invention relates to a method for testing a substrate, preferably a substrate for a document of value or a substrate of a document of value, with a given luminescent substance applied over a large area and a device for performing the method.
  • documents of value are understood to mean sheet-like objects which, for example, represent a monetary value or an authorization and should therefore not be able to be produced by unauthorized persons at will. They therefore have security features, i.e. features that are not easy to produce, in particular to be copied, whose presence with given properties is an indication of authenticity, i.e. production by an authorized body.
  • security features i.e. features that are not easy to produce, in particular to be copied, whose presence with given properties is an indication of authenticity, i.e. production by an authorized body.
  • Important examples of such documents of value are chip cards, coupons, vouchers, checks, identification documents and, in particular, banknotes.
  • a substrate for a document of value is understood here to mean sheet-like or web-shaped material that can be used to produce a document of value, while a substrate of a document of value represents the sheet-like body of the document of value.
  • the material for substrates can be, for example, paper, in particular banknote paper, polymer substrates or combinations of paper and polymer layers and / or elements.
  • luminescent substances which are characteristic of the respective luminescent substance have long been used, inter alia, in the substrate of the respective document of value or applied to the substrate. Show zen behavior: Upon illumination with suitable optical excitation radiation, such a luminescent substance emits luminescent radiation with luminescent properties characteristic of the luminescent substance.
  • the properties include, in particular, the spectrum of the luminescent radiation.
  • Such luminescent substances are usually introduced flat into a substrate for a value document. This can be done, for example, in the manufacture of paper. If the substrate comprises more than one layer, as in the case of hybrid banknotes, the luminescent substance only needs to be present in one of the layers, for example the paper layer.
  • the luminescent substance can, however, also subsequently be applied, for example printed, to the surface of the substrate. In the first case in particular, the luminescent substance is typically at least approximately uniformly distributed in the substrate.
  • a luminescent substance is also understood to mean a mixture of luminescent materials or substances.
  • Such security features can be detected by machine with a luminescence sensor designed for the security features, so that their detection can be used to verify authenticity.
  • documents of value with such a security feature can be transported past the luminescence sensor, the luminescence property or luminescence properties of the security feature being detected during the transport past.
  • the value document can then be treated further, for example, sorted.
  • luminescent radiation is used for different locations on the document of value by means of suitable excitation radiation luminescent properties characteristic of the luminescent substance, in particular a characteristic spectrum, can be excited and subsequently detected.
  • the intensities of the excited Lumineszenzstrah treatment depend, among other things, on the concentration or amount of the luminescent substance at the respective location. Since the intensities of the excited luminescence radiation or the luminescence intensities are very low, the luminescence intensities are often integrated or averaged over the various locations on a value document in known methods.
  • the integrated value or the mean value is used as a luminescence characteristic value for the value document. This is viewed as a measure that the substrate contains at least a predetermined amount of the luminescent substance.
  • the intensity of the excited luminescence radiation depends on the one hand on detection conditions, in particular the strength of the excitation radiation, and on the other hand on other properties of the substrate itself. These include the presence of elements, for example layers, on the substrate that can weaken the luminescence radiation or the excitation radiation. This can be, for example, printed layers or imprints or local contamination. These can influence the mean value for the luminescence intensity and thus the luminescence characteristic value, so that this is not very meaningful.
  • the mean value as a luminescence characteristic value in that a document of value has an area which does not contain any luminescent substance, for example a window.
  • the window area is also detected or not, Significantly different mean values and thus fluctuations in the luminescence parameter can result.
  • the known methods it is therefore not possible to infer the luminescence characteristic of the same value document before printing or soiling from the luminescence characteristic of a finished, that is to say printed and possibly soiled, value document. If the known method is used to determine a conspicuous, in particular too low, luminescence characteristic value on a finished document of value, it is not possible to determine whether this conspicuity is caused by the printing or soiling of the document of value, or whether it has already been unprinted and thus incomplete document of value, in particular its substrate, conspicuous, that is, for example, was forged or of poor quality.
  • This minimum threshold value is selected to be so low that disruptive influences, such as the influences mentioned above, do not lead to the presence of the luminescent substance not being recognized because of the low intensity, but the absence of the luminescence at all.
  • the size of the luminescence intensity which could also be an indicator of the concentration of the luminescent substance (based on the area) on and / or in the value document, cannot easily be used in the described procedure for authentication and / or quality testing with regard to the concentration of the Luminescent substance can be used. It would be conceivable to have certain predetermined areas on a value document and exclude corresponding luminescence intensity values in the averaging, but this would include precise information about the type of document of value and its position (rotation around an axis parallel to the longitudinal direction) and orientation (rotation around an axis normal to the plane of the document of value) and possibly the location of the measurement locations on the value document is necessary. In addition, the evaluation would be too complex for many applications, in particular in bank note processing devices with high transport speeds. Soiling would also impair a meaningful test.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying a method for testing a substrate, preferably a substrate for a document of value or a substrate of a document of value, with a predetermined luminescent substance applied over a large area, which is also used in the presence of soiling in areas or printing on such a substrate can be used and carried out easily.
  • a device for performing the method is also to be provided.
  • the object is achieved by a method with the features of claim 1 and in particular a method for testing a substrate, preferably in front of a substrate for a value document or a substrate for a value document, with a surface-mounted and / or applied predetermined luminescent substance which a substrate luminescence parameter is determined for the substrate, for which a number N of luminescence intensity values are provided at different locations on the value document, and the substrate luminescence parameter is determined as a function of a ranking of the luminescence intensity values. It will then preferably checked whether the substrate luminescence parameter meets a given criterion.
  • a device with the features of claim 10 and in particular a device for testing a substrate, preferably a substrate for a document of value or a substrate of a document of value, with a flatly introduced and / or applied predetermined luminescent substance, with a Luminescence sensor for detecting a luminescence intensity for the specified luminescence substance and forming a corresponding luminescence intensity value for different locations on the substrate, and an evaluation device which is connected to the luminescence sensor via a data link for transmitting the luminescence intensity values and is designed to carry out a method according to the invention, wherein Luminescence intensity values detected by means of the luminescence sensor are used as luminescence intensity values for the substrate.
  • the evaluation device can in particular be designed to detect and provide a number N of luminescence intensity values by means of the luminescence sensor at different locations on the value document in order to determine a substrate luminescence characteristic value, and to determine the substrate luminescence characteristic value as a function of a ranking of the luminescence intensity values, and to check whether the substrate luminescence parameter meets a specified criterion.
  • the evaluation device can preferably have at least one processor and a memory connected to the processor, in which program code is stored, and when it is executed by the processor, a method according to the invention is carried out.
  • a further subject of the present invention is therefore also a computer program with program code which, when executed by at least one processor, executes a method according to the invention.
  • Yet another object of the present invention is a computer-readable storage medium on which a computer program according to the invention is stored.
  • a substrate is tested in and / or on which at least one predetermined luminescent substance is distributed. This is preferably distributed at least approximately uniformly or homogeneously at least in the examined area of the substrate.
  • the substrate can in principle have areas which do not contain any luminescent substance, for example window areas, but this is not necessary. As far as the sub strate is web-shaped, a section of predetermined length can be checked who the.
  • a luminescence intensity value is provided for N (N> 2) different locations on the substrate, hereinafter also referred to as detection locations, which reflect the intensity of luminescence radiation excited by suitable excitation radiation and emanating from the respective location.
  • a corresponding measured value from a luminescence sensor or another value that is a monotonic function of such a measured value can be used as the luminescence intensity value.
  • the different detection locations can be distributed arbitrarily over the substrate. They are preferably distributed over the entire document of value, particularly preferably at least approximately uniformly, that is to say not only concentrated in one area. For example, they can be arranged along one or more tracks that extend across the substrate, for example parallel to a longitudinal or transverse direction of the substrate.
  • one or more of the detection locations can also be located in areas that do not contain any luminescent substances.
  • the number of locations N and thus the luminescence intensity values is preferably greater than 20.
  • the luminescence intensity values are preferably recorded by means of a luminescence sensor and thus made available, possibly after being stored in a storage device.
  • the device has the luminescence sensor for detecting a luminescence intensity for the given luminescence substance and for forming a corresponding luminescence intensity value for different locations on the substrate.
  • the substrate can preferably be transported past the luminescence sensor at a predetermined, preferably constant, speed, the measured values for the luminescence intensity being recorded during the transport.
  • a predetermined, preferably constant, speed the measured values for the luminescence intensity being recorded during the transport.
  • the luminescence sensor and the evaluation device can preferably be designed to detect the luminescence intensity values for a substrate while this is being transported past the luminescence sensor at a predetermined, preferably constant, transport speed.
  • the device can particularly preferably have a transport device for transporting the substrate along a transport path at the predetermined transport speed on which the luminescence sensor is arranged.
  • a substrate luminescence characteristic value is then determined for the substrate.
  • This can be used as a measure for this or preferably represent a measure of the amount or concentration of the luminescent substance the substrate itself, particularly preferably without pressure or contamination or areas without luminescent substance and as unaffected as possible by other un systematic fluctuations in the distribution of the luminescent substance , having. This appears sensible, since the luminescent substance should be distributed at least approximately evenly in the substrate. In the following, for the sake of better readability, the shorter term luminescence characteristic is used instead of the term substrate luminescence characteristic.
  • the substrate used for the production of the value document can be characterized by this substrate luminescence characteristic value or luminescence characteristic value before the printing or before the addition of other security elements.
  • the luminescence characteristic value is determined as a function of a ranking of the recorded luminescence intensity values. Unless there is already a ranking for the provided luminescence intensity values, a ranking is formed for them. In particular, a rank or ranking index can be assigned to them. In the simplest case, the ranking can represent an order according to the size of the individually provided luminescence intensity values, ie the rank or a ranking index representing this can correspond to the size of the individually provided luminescence intensity values. If two luminescence intensity values are the same, they can be assigned the same rank or they can be assigned consecutive ranks.
  • the determined substrate luminescence parameter depending on the number N and position of the detection locations, is largely or completely independent of the location and orientation of the substrate, preferably document of value. If the substrates are transported, an imprecise alignment of the substrates relative to the transport device plays no role or plays only a very minor role. A substrate luminescence parameter determined in this way can therefore be regarded as characteristic of the substrate.
  • a positive number p with 0.4 ⁇ p ⁇ l can be specified to determine the substrate luminescence characteristic value. A value is then determined below or equal to the at least one portion p of the luminescence intensity values and equal to or above which at least the remainder of the luminescence intensity values lies, and the substrate luminescence parameter is determined as a function of the determined value.
  • a positive number p with 0.4 ⁇ p ⁇ l can also be specified, and then a p-quantile of a distribution of the luminescence intensity values can be determined, and the substrate luminescence parameter can be determined as a function of the determined p-quantile .
  • This procedure makes it very easy not to directly incorporate luminescence intensity values from detection locations where there is no luminescent substance and / or where there is a weakening of the luminescence radiation by at least partially the luminescence radiation attenuating layers or elements permit.
  • the number p determines, among other things, which proportion of the smallest luminescence intensity values is considered to be too small.
  • the luminescence parameter is then essentially determined by the luminescence intensity values of locations at which luminescence radiation should occur without impairment.
  • the present invention therefore also relates to a method for testing a substrate, preferably a substrate for a document of value or a substrate of a document of value, with a predetermined luminescent substance applied over a large area, in which a substrate luminescence parameter is determined for the substrate, including a number N> 2, preferably N> 20, of luminescence intensity values in each case different locations on the document of value is detected, and the substrate luminescence parameter is determined as a function of the p-quantile of a distribution of the luminescence intensity values for a number p> 0.4 and less than 1, and it is checked whether the substrate luminescence parameter meets a predetermined criterion.
  • a substrate luminescence parameter including a number N> 2, preferably N> 20, of luminescence intensity values in each case different locations on the document of value is detected, and the substrate luminescence parameter is determined as a function of the p-quantile of a distribution of the luminescence intensity values for a number p> 0.4 and less than 1, and it is checked
  • the determined value or the p-quantile can be used as the substrate luminescence parameter.
  • the substrate luminescence parameter can, however, also be given by the value of a mono-tonal function of the determined value or the p-quantile.
  • the substrate luminescence characteristic value can be obtained by multiplying the determined value by a predetermined factor.
  • non-negative numbers p ⁇ l and q ⁇ lp with 0.4 ⁇ p ⁇ l can be specified in the method for determining the substrate luminescence characteristic value and those of the luminescence intensity values which are greater than the p * N can be used the smallest of the measured values or equal to the p * N smallest of the measured values and which are smaller than the q * N largest of the luminescence intensity values, p and q therefore represent proportions of the luminescence intensity values that are not used to determine the substrate luminescence parameter. Only a portion 1-pq of the luminescence intensity values that do not belong to the p * N smallest or q * N largest luminescence intensity values is therefore used.
  • non-negative numbers p ⁇ l and q ⁇ lp with 0.4 ⁇ p ⁇ l can also be specified and those of the luminescence intensity values which are greater than or equal to p * N can be used are the smallest of the luminescence intensity values and which are less than or equal to the q * N largest of the luminescence intensity values. If p * N or q * N is not an integer, the next one under p * N or q * N is used whole number understood rounded up number.
  • the numbers p * N and q * N are understood more precisely in each case to mean the smallest natural number that is greater than or equal to p * N or q * N.
  • the luminescence intensity values used must therefore be greater than or equal to the n p smallest of the luminescence intensity values, where n p is the smallest natural number that is greater than or equal to p * N, and therefore less than or equal to the n q largest of the luminescence intensity values , where n q is the smallest natural number that is greater than or equal to q * N.
  • p and q define proportions of the luminescence intensity values which are not used below to determine the substrate luminescence characteristic value. In the method for determining the substrate luminescence characteristic value, these luminescence intensity values can preferably be used or summed up to form a mean value.
  • This procedure has the advantage that, on the one hand, by specifying p, smaller luminescence intensity values, which are caused, for example, for locations without luminescent substance or for locations with a weakening of the luminescent radiation due to other layers, local contamination or elements, are excluded from the averaging or sum .
  • areas of a substrate that are too bright or with too much intensity also flow, as they are, for example, in the area of increased substrate thickness, e.g. B. occur in the area of a watermark, do not affect the formation of the substrate luminescence parameter. This therefore better reflects the luminescence properties of the substrate itself, that is to say without, for example, printing or soiling.
  • the averaging or summation of the remaining luminescence intensity values compensates for random fluctuations in the luminescence intensity values.
  • the substrate luminescence characteristic value determined in this way is therefore fairly precisely reproducible and only slightly sensitive to random fluctuations in the individual luminescence intensity values, for example due to technical noise. Furthermore, it is largely independent of the position of the detection locations relative to each other.
  • the determined mean value or the determined sum of the luminescence intensity values used can be used as the substrate luminescence parameter.
  • the sub stratlumineszenzkennwert can also be given by the value of a monotonic function of the determined mean value or the determined sum.
  • the substrate luminescence characteristic value can be obtained by multiplying the determined mean value or the determined sum by a predetermined factor.
  • the value of the proportion p must be greater than 0.4, i.e. 40%.
  • the value is preferably selected to be larger depending on the type of substrate, in particular the substrate for a value document or substrate of value documents or a value document, since the resulting substrate luminescence parameter is then more precise.
  • the proportion p can preferably be greater than 0.5, particularly preferably greater than 0.6, since the luminescence radiation is attenuated by the design elements for this proportion of the detection locations .
  • p can also be chosen to be even larger.
  • a suitable value for p can in particular be determined by searching for a value for p for which the determined substrate luminescence parameters for an unprinted substrate without soiling and for a finished, i.e. in particular printed document of value, match as closely as possible. For typical bank notes, for example, a match of up to about 5% can be achieved.
  • the proportion q must be selected to be less than or equal to 1-p.
  • the proportion q is preferably selected to be greater than 0.05 or 5%, particularly preferably greater than 0.1 or 10%, as far as possible. As a result, areas that are too bright or with too much intensity, for example in the area of a watermark, can be masked out, so that the determined substrate luminescence characteristic is more accurate.
  • q as 1-p corresponds to the method of the first development
  • p and q can preferably be selected analogously to the method described in the previous paragraph.
  • a match of up to about 5% can be achieved.
  • the measured values recorded by a luminescence sensor are used directly as the luminescence intensity values, these depend on a number of circumstances of the detection, for example the intensity of the excitation radiation with which the luminescence is excited, the structure of the luminescence sensor and the relative arrangement of substrate and luminescent nescence sensor during the acquisition of the measured values.
  • the size of the substrate luminescence characteristic value also depends on these circumstances. This makes it difficult to compare the substrate luminescence parameters, which are determined as a function of luminescence intensity values that were recorded under different circumstances, for example with different sensors or sensor arrangements.
  • the luminescence intensity values only need to be a monotonic function of the measured values for the luminescence intensities. It is therefore preferred that the substrate luminescence characteristic value is at least approximately based on predetermined standard conditions, preferably standardized.
  • the luminescence intensity values can be Standard conditions be provided in a standardized way and / or standardized during the determination, in particular before, during or after the formation of the ranking. But it is also possible to relate intermediate results for the Sub stratlumineszenzkennwert to standard conditions, preferably as normalized. Because the ranking of the luminescence intensity values is used, such a reference or this normalization can be taken into account at various points in the method.
  • the normalization to standard conditions can in particular take place in such a way that influences of the detection conditions, in particular the intensity of the excitation radiation at the respective detection location and properties of a sensor used to detect the measured values and / or its arrangement relative to the substrate during the detection, are largely compensated for.
  • the sensors used to acquire the measured values can be adjusted or calibrated using at least one reference pattern, so that, given the same reference patterns, they deliver the same measured values as possible at the same acquisition locations.
  • Characteristic substrate luminescence values standardized in this way are particularly suitable for testing substrates in various production phases of a document of value and in particular also after a document of value has been completed.
  • a predetermined intensity of the excitation radiation for exciting the luminescence or independence from such an intensity can preferably be predetermined as a simple standard condition.
  • the luminescence intensity values or the measured values for the luminescence intensities can, for example, be set in a ratio to the intensity of the excitation radiation used in the measurement to excite the luminescence.
  • the substrate luminescence parameter preferably the substrate luminescence parameter normalized to standard conditions
  • the criterion can be matched to the type of determination of the substrate luminescence parameter and / or the definition of the substrate luminescence parameter by the method of determination.
  • the criterion can in particular be specified for specified substrate types, for example value document types, for example determined by the currency and / or denomination and / or emission.
  • the criteria for different substrate types can only differ by parameters if the method for determining the substrate luminescence characteristic is the same.
  • the criterion that can be used as a criterion is that the substrate luminescence characteristic value is compared with a predetermined limit value, particularly before it exceeds this value. If the substrate luminescence parameter exceeds the limit value, this can be interpreted as an indication that the substrate contains a sufficient concentration of the specified luminescent substance. However, it is possible to use the criterion that the substrate luminescence parameter lies within a predetermined interval as a criterion. If the substrate luminescence parameter lies within the interval, this can be interpreted as an indication that the substrate contains at least approximately a predetermined concentration of the predetermined luminescent substance.
  • the limit value or the interval can be specified for specified substrate types and, in particular, can be determined through tests. Following the testing, a signal can preferably be generated which represents the result of the testing.
  • the criterion preferably depends on a substrate luminescence characteristic value determined with a method according to the invention for one or preferably several reference substrates before the application of print or another element or for value documents freshly printed.
  • a limit value or an interval for permissible substrate Minescence parameters depend on a substrate luminescence parameter which was determined using a method according to the invention for one or preferably more reference substrates before the application of print or another element or for value documents freshly printed.
  • the determined luminescence characteristic value can, for example, lie in the middle of such an interval.
  • Characteristic substrate luminescence values determined according to the invention for finished, in particular printed and possibly locally contaminated documents of value allow conclusions to be drawn about the characteristic luminescence value of the respective substrate of the document of value.
  • the method can preferably be used to check whether the determined substrate luminescence characteristic fulfills a specified authenticity criterion as a criterion for the presence of a substrate to be regarded as genuine, and, depending on the result of the test, an authenticity signal can be generated that indicates the presence of a real substrate or a counterfeit substrate.
  • the substrate can also be a, preferably unprinted, substrate for the production of documents of value, and it can be checked whether the determined substrate luminescence parameter meets a given quality criterion, and depending on the result of the check, a quality signal can be generated that indicates the presence of a substrate with a predetermined concentration or a predetermined sufficient concentration of the luminescent substance (based on the area).
  • a quality signal can be generated that indicates the presence of a substrate with a predetermined concentration or a predetermined sufficient concentration of the luminescent substance (based on the area).
  • Documents of value checked by means of a method according to the invention can be sorted depending on the result of the checking.
  • the device can preferably also have an output device with at least two output units, the transport device of which is set up to feed a substrate transported past the luminescence sensor to a first or a second of the output units as a function of a sorting signal from the evaluation device.
  • the evaluation device can then be set up to output a sorting signal to the transport device as a function of the result of the checking of the criterion.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a value document processing device in the form of a bank note sorting device
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a luminescence sensor of the value document processing device in FIG. 1 in a direction transverse to a transport direction
  • 3 shows a schematic representation of a document of value and of locations on the document of value for which luminescence intensity values were recorded
  • 4 shows a schematic representation of luminescence intensity values for the value document in FIG. 3 as a function of the detection location in the longitudinal direction of the value document
  • FIG. 5 shows a simplified flow chart of a first exemplary embodiment for a method for testing a substrate for a value document or a value document with a predetermined luminescent substance
  • FIG. 6 shows a simplified flow chart of a second exemplary embodiment for a method for testing a substrate for a document of value or a document of value with a predetermined luminescent substance.
  • a value document processing device 10 in FIG. 1 in the example a device for processing value documents 12 in the form of banknotes, is designed for sorting value documents depending on the recognition of the authenticity of processed value documents.
  • genuine documents of value contain a luminescent substance which has characteristic luminescent properties for it.
  • the components of the device described below are arranged in a housing of the device, not shown, or held on the sem, unless they are designated as external.
  • the device has a feed device 14 for feeding documents of value, an output device 16 for receiving processed, ie sorted, documents of value, and a transport device 18 for transporting isolated documents of value from the feed device 14 to the output device 16.
  • the feed device 14 comprises an input compartment 20 for a stack of documents of value and a separator 22 for separating documents of value from the stack of value documents in the input compartment 20 and for feeding the separated documents of value to the transport device 18.
  • the output device 16 has two output sections 24 and 26 into which processed documents of value can be output sorted according to the result of the processing.
  • each of the sections comprises a stacking compartment and a stacking wheel, not shown, by means of which documents of value that are to be guided can be stored in the stacking compartment.
  • one of the output sections can be replaced by a device for destroying bank notes.
  • the transport device 18 has at least two branches 28 and 30, at the ends of which one of the output sections 24 or 26 is angeord net, and at the branch via a switch 32 controllable by actuating signals, by means of which documents of value are assigned to branches 28 and 28 in dependence on actuating signals 30 and thus the output sections 24 and 26 can be fed.
  • a sensor device 38 is arranged on a transport path 36 defined by the transport device 18 between the feed device 14, in the example more precisely the separator 22, and the first switch 32 in the transport direction after the separator 22, which during the transport of documents of value in the transport direction T of the physical properties of the Measures documents of value and forms sensor signals reproducing the measurement results.
  • the sensor device 38 has two sensors, namely an optical transmission sensor 40, which has a transmission Mission color image and a transmission IR image of the document of value captured, and a luminescence sensor 42, which detects the spatially resolved luminescent properties of the document of value.
  • the sensor signals formed by the sensors correspond to measurement data or raw data from the sensors which, depending on the sensor, may already have been subjected to a correction, for example as a function of calibration data and / or noise properties.
  • the value document processing device 10 has an input / output device 46 for the acquisition and display of operating data.
  • the input / output device 46 is implemented by a touch-sensitive display device and a display device, for example an LCD display.
  • a control and evaluation device 48 is connected to the sensor device 38, the input / output device 46 and the transport device 18, in particular the switch 32, via signal connections.
  • the control and evaluation device 48 forms a data processing device and, in addition to corresponding data interfaces (not shown in the figures) for the sensor device 38 or its sensors, has a processor 50 and a memory 52 connected to the processor 50 in which at least one computer program with program code is stored chert is.
  • the control and evaluation device 48 or the processor 50 evaluates the signals or measured values of the sensor device 38 and controls the device in accordance with the properties of the value documents.
  • the control and evaluation device 48 or the processor 50 evaluates the signals or measured values of the sensor device 38 and controls the device in accordance with the properties of the value documents.
  • it in its function as an evaluation device, it can evaluate the sensor signals, in particular to determine an authenticity class of a processed document of value; in your Functioning as a control device, it can control the transport device 18 according to the evaluation and optionally save the measurement data.
  • an evaluation device which is separate from the control device and which is connected via interfaces to the sensors of the sensor device 38 on the one hand and the control device on the other hand can also be provided.
  • the luminescence sensor 42 can have its own sensor evaluation device, which can be connected to a second sensor evaluation device for evaluating the signals from the other sensors of the sensor device 38 and via this to the control device or directly to the control device. The sensor evaluation device and the second sensor evaluation device then form an evaluation device.
  • the evaluation device is designed to evaluate the sensor signals and delivers the respective result to the control device which controls the transport device. The evaluation processes described below can then be carried out by the evaluation device alone.
  • control and evaluation device 48 controls the input / output device 46, inter alia for displaying operating data, and uses this operating data to detect the inputs of an operator.
  • documents of value are separated from the feed device 14 and transported past or through the sensor device 38.
  • the sensor device 38 detects or measures physical properties of the value document transported past it or through it and forms sensor signals or measurement data that describe the measurement values for the physical properties.
  • the control and evaluation device 48 classified depending on the sensor signals of the transmitter sensor device 38 for a document of value and the classification parameters stored in the evaluation device convert the document of value into one of at least two predetermined authenticity classes and, by emitting control signals, controls the transport device 18, here more precisely the gate 32, so that the document of value according to its classification tion determined class is output in an output section of the output device 16 assigned to the class.
  • the assignment to one of the predefined authenticity classes or the classification takes place as a function of at least one predefined authenticity criterion.
  • luminescence intensity measurement values are used as luminescence intensity values for each of the documents of value, which are recorded by means of the luminescence sensor 40 using excitation radiation with a predetermined intensity, while the document of value is transported past the luminescence sensor 40.
  • the luminescence sensor 40 and the control and evaluation device 48 are designed to detect the luminescence intensity values for the substrate while it is transported past the luminescence sensor at a predetermined, in the example constant, transport speed. More precisely, the luminescence sensor 40 shown schematically in FIG. 2 has an excitation radiation source 44 which generates optical radiation in a predetermined wavelength range, a deflection device 45 which directs the excitation radiation onto an area of the transport path, and a measuring device 47 which is set up so as to that it detects luminescence radiation emanating from the document of value 12 which was generated by the excitation radiation.
  • further optical elements for example focusing elements such as lenses or filtering elements, can be provided in the beam path from the excitation source to the transport path or from the transport path to the Measuring device 47.
  • further optical elements for example focusing elements such as lenses or filtering elements, can be provided. These are not shown in FIG. 2.
  • the luminescence sensor 40 is designed in such a way that it is suitable for measuring luminescence radiation which is characteristic of the luminescence substance in the document of value. This means that the wavelength range of the excitation radiation is selected such that the excitation radiation is suitable for exciting the specified luminescent substance in the respective value document to emit luminescence radiation.
  • the excitation radiation source 44 is designed accordingly.
  • a semitransparent mirror for example, can be used as the deflecting device 45, which reflects the excitation radiation in the direction of the transport path, but allows luminescence radiation to be detected through.
  • the measuring device 47 is set up to measure the intensity of luminescent radiation that emanates from the value document and is produced by illuminating the value document with excitation radiation from the excitation radiation source 44.
  • the measuring device 47 can have elements by means of which radiation in the predetermined wavelength range characteristic of the luminescent substance can be separated from any other radiation components that may be present, for example filters or dispersing devices such as optical grids. In other exemplary embodiments, however, a separation over time properties of the luminescence radiation would also be conceivable.
  • the measuring device can have corresponding photodetection elements.
  • the luminescence sensor is designed to to detect nescence intensity measurement values for four tracks running next to one another in the transport direction on the value document.
  • the spatial resolution in the transport direction results from the fact that luminescence measurements are carried out at predetermined intervals, so that measured values are recorded at constant local intervals on the value document during transportation at a predetermined essentially constant transport speed. Furthermore, the excitation radiation source 44, the deflection device 45 and the measuring device 47 are set up such that measurement data for several, in the example four, locations of the transport path or detection locations on a value document in the transport path are recorded for one point in time. In this way, four tracks with luminescence intensity measurement values are obtained for a value document, which are used as luminescence intensity values in this exemplary embodiment.
  • results of a luminescence intensity measurement for a value document 12 are shown by way of example, in the substrate 100 of which a luminescence substance with at least approximately spatially constant concentration is introduced.
  • 3 illustrates the position of the measurement points or detection locations on the displayed value document. Since the value document was transported with the longitudinal direction parallel to the transport direction, they are in four lanes; the luminescence intensity values for detection locations of the tracks are marked with different symbols. 3 also shows axes of a coordinate system for locations on the value document in freely selected but then fixed units ("arbitary units").
  • the method described below for checking a substrate of a document of value with a predetermined luminescent substance applied over a large area is particularly suitable for adding documents of value check that have at least one luminescent substance that is at least approximately uniformly distributed in the substrate, but have other features that lead to the fact that when luminescent radiation of the luminescent substance is excited, luminescence intensity values are measured that are not characteristic of the substrate itself, i. i.e. the substrate in the area without such features. Examples of this are shown schematically in FIG. 3.
  • the value document 12 comprises the substrate 100 into which the luminescent substance is uniformly introduced. In or on the substrate there are elements which influence the strength of the excited luminescence radiation compared to areas without such elements.
  • a watermark 102 is formed in the substrate 100, in the area of which intensities that are too great are measured, which are caused by the changed thickness of the substrate.
  • an application element 106 with an optical security feature can be applied to the substrate 100, which extends across the value document and likewise weakens the excitation and / or luminescence radiation.
  • the example is a film strip.
  • the luminescence intensity values for the document of value in FIG. 3 are applied as a function of the detection location in the transport direction , the ordinate corresponds to the measured intensities, also in freely selected, but then fixed units (arbitrary units). It can be seen from FIGS. 3 and 4 that the luminescence intensities or luminescence intensity values vary greatly with the detection location, although the luminescent substance is distributed at least approximately homogeneously, that is to say with at least approximately the same concentration in the substrate. As can also be seen from FIGS. 3 and 4, the presence of the elements 104 and 106 means that the luminescence sensor measures a lower luminescence intensity for these areas than due to the concentration of the luminescent substance in the substrate 100 and the thickness of the substrate 100 would be expected.
  • the check for example by comparison with a reference value, would too often be an indication of a forgery, although there is no such thing.
  • the authenticity criterion could be chosen to be relatively broad in order to reliably recognize all genuine banknotes as such. This would make the authenticity check rather imprecise, since a counterfeit luminescent substance would only have to meet these broad authenticity criteria
  • the method described below for testing a substrate of a document of value with a predetermined luminescent substance applied over a large area does not use the location dependency of the measured luminescence intensity values or luminescence intensity values, but rather a ranking of the luminescence intensity values for the entire document of value, with a division or separation , for example after tracks, does not take place.
  • a first exemplary embodiment is illustrated in FIG. 5. To carry out the method, a computer program with program code is stored in the memory 52, and when it is executed by means of the processor 50, the method described below is carried out.
  • control and evaluation device 48 therefore also represents, in particular, an evaluation device within the meaning of the present invention.
  • luminescence intensity measured values are recorded at various locations on the document of value and provided as luminescence intensity values.
  • the measured values are recorded along four lanes, 27 each at different recording locations along one lane.
  • the total number N of luminescence intensity measured values and thus luminescence intensity values is therefore 108.
  • a substrate luminescence characteristic value or luminescence characteristic value is determined as a function of a ranking of the luminescence intensity values.
  • the ranking is given by the size of the luminescence intensity values.
  • step S12 a ranking of the recorded luminescence intensity values is established.
  • the recorded luminescence intensity values are sorted and thus sorted according to their size, for example in ascending order. This order is independent of the location of the data.
  • the mentioned luminescence intensity values Xi for the detection locations i are sorted according to their size regardless of the detection location; the integer index i is greater than or equal to 1 and less than or equal to 108.
  • a value is then determined for a predetermined number p, which is between 0.4 and 1, below or equal to the at least one portion p of the luminescence intensity values and equal to or above which at least the remainder of the luminescence intensity values is hn Game the p-quantile is determined, in the example a number that is greater than or equal to at least the portion p of the recorded luminescence intensity values, i.e. the smallest p * N luminescence intensity values, and which is less than or equal to at least the remaining, i.e. the largest , (lp) * N luminescent intensity values. This value is used as the substrate luminescence parameter or luminescence parameter.
  • the proportion p can be selected as a function of the area and arrangement of the absorbent areas, that is to say here the pressure and the strip-shaped element.
  • a value p of 0.7 gives good results, and one of 0.8 better results. This is due to the fact that luminescence intensity values for detection locations with absorbing areas, which are therefore too small, are not taken into account.
  • p 0.8 is selected for p, for example.
  • step S16 it is checked whether the thus determined substrate luminescence characteristic value meets a predetermined criterion, and depending on the result of the testing, a signal is generated and emitted which represents the result of the testing. More precisely, it is checked in this exemplary embodiment whether the determined substrate luminescence characteristic value fulfills a predefined authenticity criterion for the presence of a substrate that is to be regarded as genuine. Depending on the result of the checking, an authenticity signal is emitted which indicates the presence of a real substrate or a forged substrate.
  • the criterion is a threshold value criterion, i. H. It is checked whether the determined substrate luminescence characteristic value exceeds a threshold value.
  • the threshold value is exceeded, it is considered to be an indication of authenticity; if it is not reached, it is considered an indication of the presence of a forgery. In other exemplary embodiments it can also be checked as an authenticity criterion whether the determined substrate luminescence characteristic value lies within an interval that is specified for genuine value documents of the checked type.
  • the threshold value or the interval can be obtained, for example, by examining reference value documents or substrates, for example unused genuine value documents.
  • the authenticity signal can be used to form a sort signal. In other exemplary embodiments, results of a test of the measured values of other sensors can also be used.
  • the method can ren regardless of the position of the value document, in the example number upright or upside down, and the orientation of the value document, in the example number left or right, give the same results to a very good approximation.
  • documents of value of different types are used with the same substrate, for example documents of value of different denominations, but the same currency, if the substrate material is the same.
  • a second exemplary embodiment illustrated in FIG. 6 differs from the first exemplary embodiment only in that the substrate luminescence characteristic value is determined in a different manner as a function of a ranking of the luminescence intensity values.
  • steps S14 and S16 All method steps except for steps S14 and S16 are therefore unchanged; steps S14 and S16 have been replaced by steps S14 1 and S16 1 . The same applies to the device.
  • step S14 1 non-negative numbers p ⁇ l and q ⁇ lp are specified to determine the substrate luminescence characteristic value, which represent proportions of the N luminescence intensity values.
  • those of the luminescence intensity values are used that are greater than the p * N smallest of the measured values and smaller than the q * N largest of the measured values, where p> 0.4.
  • the ranks or rank indices J of the luminescence intensity values used are therefore greater than or equal to 80 and less than or equal to 91: the luminescence intensity values x (8 (
  • the lowest p * N luminescence intensity values which are influenced, for example, by the imprint or the film element, and the q * N highest luminescence intensity values, which are increased, for example, by the watermark, are not taken into account in the further determination .
  • a mean value in the example a simple arithmetic mean, which is used as the substrate luminescence characteristic value, is now formed from the remaining luminescence intensity values taken into account.
  • the luminescence intensity values c ⁇ 8 ° ) to x ⁇ 91) used result in a mean value of 101 in the example, which is shown in FIG. 4 by a corresponding horizontal line.
  • step S16, 1 is 1 as a criterion Wiedemann rum uses an authenticity criterion.
  • step S16 1 differs from step S16 in that it is checked as an authenticity criterion whether the determined substrate luminescence parameter lies within an interval that is specified for the type of substrate or, here, value document.
  • the interval limits can be determined analogously to the first exemplary embodiment.
  • a further exemplary embodiment differs from the exemplary embodiment described last only in that step S14 1 is replaced by a step S14 ".
  • the latter is slightly modified compared to step S14 1.
  • the largest 17 luminescence intensity values have the ranks or rank indices 92 to 108.
  • the ranks or rank indices J of the luminescence intensity values used are therefore greater than or equal to 81 and less than or equal to 92:
  • the luminescence intensity values x (8i) to Xi 92) are used for the stratluminescence characteristic value.
  • the lowest p * N luminescence intensity values which are influenced, for example, by the imprint or the film element
  • the q * N highest luminescence intensity values which are increased, for example, by the watermark
  • a quality criterion it is checked in each case whether the determined substrate luminescence parameter lies within an interval that defines the range of substrates to be considered suitable.
  • a signal is then formed as a signal which represents an indication that the substrates are suitable for use.
  • the determined luminescence characteristic value is at least approximately related to predefined standard conditions, in the example normalized.
  • the standard conditions specified are that normalization to the intensity of the excitation radiation used in the detection of the luminescence intensity values takes place. To a good approximation, this then has no influence on the size of the luminescence intensity values or the substrate luminescence characteristic value.
  • the luminescence intensity values are normalized with the excitation intensity of the excitation radiation, that is to say, for example, divided by this or multiplied by the reciprocal value. The luminescence intensity values are then a monotonic function of the measured values or Luminescence intensity readings.
  • the use of division or multiplication with a constant has no influence on the formation of the ranking and the determination of the substrate luminescence characteristic value on the basis of the ranking.
  • the size of the substrate luminescence characteristic value is changed as a consequence of the division or multiplication.
  • the determined substrate luminescence characteristic value can be divided by the excitation intensity of the excitation radiation.
  • the parameters of the criterion for example the threshold value or the interval limits, can be selected in both alternatives independently of the intensity of the excitation radiation.
  • the luminescence characteristic can therefore be used very well as a characteristic value for the substrate, even if it has been further processed.
  • the substrate can be a paper web that is transported past the luminescence sensor. Luminescent intensity values are determined for at least one section of the predetermined length of the web. In particular, a quality check can be carried out for this section in accordance with the exemplary embodiments described above. The result of the checking then shows whether or not the substrate is suitable for further processing into a value document. Still other exemplary embodiments differ from the second exemplary embodiment and its modifications in that only a sum is formed instead of the mean value.
  • Further exemplary embodiments differ from the preceding exemplary embodiments in the formation of the ranking.
  • a number of more than 10 in the example of the same size, successive intervals or classes which together cover the range of luminescence intensity values, is formed and an ascending ranking index is assigned to each of these.
  • the ranking of the luminescence intensity values is determined in which of the intervals or which of the classes a respective one of the luminescence intensity values lies. This ranking is then used in the following procedural steps.
  • the measuring range of the luminescence sensor is mapped to the range from 0 to 256 by scaling (multiplication) with a suitable Laktor S.
  • S can be the reciprocal of the size of the measuring range that starts at 0.
  • the measured luminescence intensity values are scaled in the same way with the Laktor S, so that the resulting luminescence intensity values are in the range between 0 and 256.
  • the luminescence intensity values formed in this way are now classified according to their size in 256 adjacent intervals, the length of which is 1 and the lower limit of which is a different whole number between 0 and 255. These successive intervals form classes which are designated by the lower limit of the interval and form a rank index. For classification into the classes, it is sufficient to delete the decimal places in the luminescence intensity values, ie to replace the luminescence intensity values with their integral part. With this method, the luminescence intensity values are ranked.
  • the ranking index or ranking index of the luminescence intensity values is then given by the ranking index or the lower limit of the interval into which they were classified.
  • the case can therefore arise that two slightly different luminescence intensity measured values fall into the same class, that is to say receive the same ranking index, that is to say several luminescence intensity values can be present in individual intervals or classes.
  • Luminescence intensity values in a class have the same rank index.
  • the individual resulting luminescence intensity values in an order of increasing magnitude and to determine the eighty-first luminescence intensity value.
  • a different scaling factor can also be used, which depends, for example, on the size of the largest luminescent intensity value.
  • the scaling factor can be determined in such a way that the luminescence intensity values are between 0 and 1, for which purpose S would be selected as the reciprocal of the greatest luminescence intensity value that occurs.
  • the number of intervals of the same length and thus classes can be specified so that the length of the intervals results from the reciprocal of the number of classes.
  • luminescence sensor is designed in such a way that the recorded and transmitted luminescence intensity measurement values only have a predetermined number of discrete values, for example, analogous to optical sensors, can accept whole numbers in the range from 0 to 255.
  • excitation radiation and luminescence radiation can be separated by their spatial and / or spectral properties even without a deflection device 45.
  • the excitation radiation can be radiated at a first angle onto a document of value located in the transport path, while the measuring device 47 detects the luminescence radiation only at a second angle different from the angle of the remitted excitation light.

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Abstract

Beschrieben ist ein Verfahren zum Prüfen eines Substrats, vorzugsweise eines Substrats für ein Wertdokument oder eines Substrats eines Wertdokuments, mit einem flächig ein- und/ oder aufgebrachten vorgegebenen Lumineszenzstoff, bei dem ein Substratlumineszenzkennwert für das Substrat ermittelt wird, wozu eine Anzahl N von Lumineszenzintensitätswerten an jeweils verschiedenen Orten auf dem Wertdokument erfasst und der Substratlumineszenzkennwert in Abhängigkeit von einer Rangordnung der Lumineszenzintensitätswerte ermittelt wird. Vorzugsweise kann geprüft werden, ob der Substratlumineszenzkennwert ein vorgegebenes Kriterium erfüllt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen eines Substrats mit einem
Lumineszenzstoff
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen eines Substrats, vorzugsweise eines Substrats für ein Wertdokument oder eines Substrats eines Wertdokuments, mit einem flächig ein- und/ oder aufgebrachten vor gegebenen Lumineszenzstoff und eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.
Unter Wertdokumenten werden hier blattförmige Gegenstände verstanden, die beispielsweise einen monetären Wert oder eine Berechtigung repräsen tieren und daher nicht beliebig durch Unbefugte herstellbar sein sollen. Sie weisen daher Sicherheitsmerkmale, das heißt nicht einfach herzustellende, insbesondere zu kopierende, Merkmale, auf, deren Vorhandensein mit vor gegebenen Eigenschaften ein Indiz für die Echtheit, d.h. die Herstellung durch eine dazu befugte Stelle, ist. Wichtige Beispiele für solche Wertdoku mente sind Chipkarten, Coupons, Gutscheine, Schecks, Ausweisdokumente und insbesondere Banknoten.
Unter einem Substrat für ein Wertdokument wird hier blatt- oder bahnför miges Material verstanden, das zur Herstellung eines Wertdokuments ver wendet werden kann, während ein Substrat eines Wertdokuments den blatt- förmigen Körper des Wertdokuments darstellt. Bei dem Material für Substra te kann es sich beispielsweise um Papier, insbesondere Banknotenpapier, Polymersubstrate oder Kombinationen aus Papier- und Polymerschichten und/ oder -elementen handeln. Als Sicherheitsmerkmal von Wertdokumenten wie z.B. Banknoten werden seit längerem unter anderem in das Substrat des jeweiligen Wertdokuments flächig ein- oder auf das Substrat aufgebrachte Lumineszenzstoffe verwen det, die ein für den jeweiligen Lumineszenzstoff charakteristisches Lumines- zenverhalten zeigen: Auf Beleuchtung mit geeigneter optischer Anregungs strahlung hin gibt ein solcher Lumineszenzstoff Lumineszenzstrahlung mit für den Lumineszenzstoff charakteristischen Lumineszenzeigenschaften ab. Zu den Eigenschaften zählt insbesondere das Spektrum der Lumineszenz strahlung. Meist werden solche Lumineszenzstoffe flächig in ein Substrat für ein Wertdokument eingebracht. Dies kann beispielsweise bei der Papier Her stellung erfolgen. Umfasst das Substrat mehr als eine Schicht, wie im Fall von Hybridbanknoten, braucht der Lumineszenzstoff nur in einer der Schichten, beispielsweise der Papierschicht, vorhanden zu sein. Der Lumi neszenzstoff kann aber auch nachträglich auf die Oberfläche des Substrats aufgebracht, beispielsweise aufgedruckt, werden. Besonders im ersten Fall liegt der Lumineszenzstoff typischerweise wenigstens annähernd gleichmä ßig in dem Substrat verteilt vor. Unter einem Lumineszenzstoff wird im Rahmen der vorliegenden Anmeldung auch eine Mischung von Lumines zenzmaterialien bzw. -stoffen verstanden.
Solche Sicherheitsmerkmale sind mit einem auf die Sicherheitsmerkmale ausgelegten Lumineszenzsensor maschinell detektierbar, so dass deren De tektion für einen Echtheitsnachweis herangezogen werden kann. Beispiels weise können Wertdokumente mit einem solchen Sicherheitsmerkmal an dem Lumineszenzsensor vorbeitransportiert werden, wobei eine Erfassung der Lumineszenzeigenschaft bzw. Lumineszenzeigenschaften des Sicher heitsmerkmals während des Vorbeitransports geschieht. Je nach Prüfergeb nis kann das Wertdokument danach entsprechend weiter behandelt, bei spielsweise sortiert, werden.
Zur Prüfung des Vorhandenseins eines Lumineszenzstoffs in oder auf einem Substrat kann geprüft werden, ob für verschiedene Orte auf dem Wertdo kument mittels geeigneter Anregungsstrahlung Lumineszenzstrahlung mit für den Lumineszenzstoff charakteristischen Lumineszenzeigenschaften, insbesondere einem charakteristischen Spektrum, angeregt und in der Folge detektiert werden kann. Die Intensitäten der angeregten Lumineszenzstrah lung hängen unter anderem von der Konzentration bzw. Menge des Lumi neszenzstoffs an dem jeweiligen Ort ab. Da die Intensitäten der angeregten Lumineszenzstrahlung bzw. die Lumineszenzintensitäten sehr gering sind, werden häufig bei bekannten Verfahren die Lumineszenzintensitäten über die verschiedene Orte auf einem Wertdokument integriert oder gemittelt. Der integrierte Wert oder der Mittelwert wird als Lumineszenzkennwert für das Wertdokument verwendet. Dieser wird als Maß dafür angesehen, dass das Substrat wenigstens eine vorgegebene Menge des Lumineszenzstoffs enthält.
Die Intensität der angeregten Lumineszenzstrahlung hängt jedoch weiter zum einen von Detektionsbedingungen, insbesondere der Stärke der Anre gungsstrahlung, und zum anderen von weiteren Eigenschaften des Substrats selbst ab. Zu diesen gehört unter anderem das Vorhandsein von Elementen, beispielsweise Schichten, auf dem Substrat, die die Lumineszenzstrahlung oder die Anregungsstrahlung schwächen können. Dabei kann es sich bei spielsweise um Druckschichten oder Aufdrucke oder lokale Verschmutzun gen handeln. Diese können den Mittelwert für die Lumineszenzintensität und damit den Lumineszenzkennwert beeinflussen, so dass dieser nicht sehr aussagekräftig ist.
Weitere Probleme können sich bei der Verwendung des Mittelwerts als Lu mineszenzkennwert dadurch ergeben, dass ein Wertdokument einen Bereich aufweist, der keinen Lumineszenzstoff enthält, beispielsweise ein Fenster. Je nachdem, ob im Einzelfall je nach Lage des Wertdokuments bei Erfassung der Lumineszenzstrahlung der Fensterbereich miterfasst wird oder nicht, können sich deutlich unterschiedliche Mittelwerte und damit Schwankungen im Lumineszenzkennwert ergeben.
Mit den bekannten Verfahren ist es daher nicht möglich, aus dem Lumines zenzkennwert eines fertigen, also bedruckten und eventuell verschmutzten Wertdokuments auf den Lumineszenzkennwert desselben Wertdokuments vor der Bedruckung beziehungsweise Verschmutzung zu schließen. Stellt man mit den bekannten Verfahren an einem fertigen Wertdokument einen auffälligen, insbesondere zu niedrigen, Lumineszenzkennwert fest, ist es nicht möglich, zu bestimmen, ob diese Auffälligkeit durch die Bedruckung oder Verschmutzung des Wertdokuments hervorgerufen wird, oder ob be reits das noch nicht bedruckte und damit nicht fertige Wertdokument, insbe sondere dessen Substrat, auffällig, also beispielsweise gefälscht oder von schlechter Qualität war.
Zur Prüfung auf die Echtheit eines Wertdokuments wird daher bislang meist nur geprüft, ob der ermittelte integrierte Wert oder Mittelwert bzw. Lumi neszenzkennwert einen vorgegebenen Mindestschwellwert überschreitet. Dieser Mindestschwellwert ist so gering gewählt, dass störende Einflüsse, wie beispielsweise die oben genannten Einflüsse, nicht dazu führen, dass ein Vorhandensein des Lumineszenzstoffs wegen zur geringer Intensität nicht erkannt wird, die Abwesenheit der Lumineszenz überhaupt aber schon.
Die Größe der Lumineszenzintensität, die auch ein Indikator für die Kon zentration des Lumineszenzstoffs (bezogen auf die Fläche) auf und/ oder in dem Wertdokument sein könnte, kann bei dem geschilderten Vorgehen nicht ohne weiteres zur Echtheitserkennung und/ oder Qualitätsprüfung hinsicht lich der Konzentration des Lumineszenzstoffs verwendet werden. Es wäre zwar denkbar, bestimmte vorgegebene Bereiche auf einem Wertdokument zu erkennen und entsprechende Lumineszenzintensitätswerte bei der Mitte lung auszuschließen, doch wäre hierzu eine genaue Information über die Art des Wertdokuments und dessen Lage (Drehung um eine Achse parallel zur Längsrichtung) und Orientierung (Drehung um eine Achse normal zur Ebe ne des Wertdokuments) und gegebenenfalls der Lage der Messorte auf dem Wertdokument notwendig. Darüber hinaus wäre die Auswertung für viele Anwendungen, insbesondere in Banknotenbearbeitungsvorrichtungen mit hoher Transportgeschwindigkeit, zu aufwendig. Auch würden Verschmut zungen eine aussagekräftige Prüfung beeinträchtigen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfah ren zum Prüfen eines Substrats, vorzugsweise eines Substrats für ein Wert dokument oder eines Substrats eines Wertdokuments, mit einem flächig ein- und/ oder aufgebrachten vorgegebenen Lumineszenzstoff anzugeben, das auch bei Vorliegen von bereichsweisen Verschmutzungen oder eines be reichsweise Drucks auf einem solchen Substrat verwendbar und einfach durchführbar ist. Weiter soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Ver fahrens bereitgestellt werden.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des An spruchs 1 und insbesondere ein Verfahren zum Prüfen eines Substrats, vor zugsweise eines Substrats für ein Wertdokument oder eines Substrats eines Wertdokuments, mit einem flächig ein- und/ oder aufgebrachten vorgegebe nen Lumineszenzstoff, bei dem ein Substratlumineszenzkennwert für das Substrat ermittelt wird, wozu eine Anzahl N von Lumineszenzintensitäts werten an jeweils verschiedenen Orten auf dem Wertdokument bereitgestellt werden, und der Substratlumineszenzkennwert in Abhängigkeit von einer Rangordnung der Lumineszenzintensitätswerte ermittelt wird. Es wird dann vorzugsweise geprüft, ob der Substratlumineszenzkennwert ein vorgegebe nes Kriterium erfüllt.
Die Aufgabe wird weiter gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 und insbesondere eine Vorrichtung zum Prüfen eines Substrats, vorzugsweise eines Substrats für ein Wertdokument oder eines Substrats eines Wertdokuments, mit einem flächig ein- und/ oder aufge brachten vorgegebenen Lumineszenzstoff, mit einem Lumineszenzsensor zum Erfassen einer Lumineszenzintensität für den vorgegebenen Lumines zenzstoff und Bilden eines entsprechenden Lumineszenzintensitätswerts für verschiedene Orte auf dem Substrat, und einer Auswerteeinrichtung, die mit dem Lumineszenzsensor über eine Datenverbindung zur Übertragung der Lumineszenzintensitätswerte verbunden ist und dazu ausgebildet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, wobei als Lumineszenzintensi tätswerte mittels des Lumineszenzsensors erfasste Lumineszenzintensitäts werte für das Substrat verwendet werden. Die Auswerteeinrichtung kann insbesondere dazu ausgebildet sein, zum Ermitteln eines Substratlumines zenzkennwerts eine Anzahl N von Lumineszenzintensitätswerten mittels des Lumineszenzsensors an jeweils verschiedenen Orten auf dem Wertdo kument zu erfassen und bereitzustellen, und den Substratlumineszenz kennwert in Abhängigkeit von einer Rangordnung der Lumineszenzintensi tätswerte zu ermitteln, und zu prüfen, ob der Substratlumineszenzkennwert ein vorgegebenes Kriterium erfüllt.
Die Auswerteeinrichtung kann dazu vorzugsweise wenigstens einen Prozes sor und einen mit dem Prozessor verbundenen Speicher aufweisen, in dem Programmcode gespeichert ist, bei dessen Ausführung durch den Prozessor ein erfindungsgemäßes Verfahren ausgeführt wird. Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher auch ein Compu terprogramm mit Programmcode, bei dessen Ausführung durch wenigstens einen Prozessor ein erfindungsgemäßes Verfahren ausgeführt wird.
Noch ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein computer lesbares Speichermedium, auf dem ein erfindungsgemäßes Computerpro gramm gespeichert ist.
Bei dem Verfahren wird ein Substrat geprüft, in und/ oder auf dem sich ver teilt wenigstens ein vorgegebener Lumineszenzstoff befindet. Dieser ist vor zugsweise wenigstens näherungsweise gleichmäßig bzw. homogen wenigs tens in dem untersuchten Bereich des Substrats verteilt. Das Substrat kann prinzipiell Bereiche aufweisen, die keinen Lumineszenzstoff enthalten, bei spielsweise Fensterbereiche, jedoch ist dies nicht notwendig. Soweit das Sub strat bahnförmig ist, kann ein Abschnitt vorgegebener Länge geprüft wer den.
Bei dem Verfahren wird für N (N>2) verschiedene Orte auf dem Substrat, im Folgenden auch als Erfassungsorte bezeichnet, jeweils ein Lumineszenzin tensitätswert bereitgestellt, der die Intensität von von geeigneter Anregungs strahlung angeregter, von dem jeweiligen Ort ausgehender Lumineszenz strahlung wiedergibt. Als Lumineszenzintensitätswert kann jeweils ein ent sprechender Messwert eines Lumineszenzsensors oder ein anderer Wert, der eine monotone Funktion eines solchen Messwerts ist, verwendet werden. Die verschiedenen Erfassungsorte können beliebig über das Substrat verteilt sein. Vorzugsweise sind sie über das gesamte Wertdokument, besonders be vorzugt wenigstens näherungsweise gleichmäßig, verteilt, d. h. nicht nur in einem Bereich konzentriert. Beispielsweise können sie entlang einer oder mehrere Spuren angeordnet sein, die sich über das Substrat, beispielsweise parallel zu einer Längs- oder Querrichtung des Substrats, erstrecken. Weiter können ein oder mehrere der Erfassungsorte auch in Bereichen liegen, die keine Lumineszenzstoffe enthalten. Vorzugsweise ist die Anzahl der Orte N und damit der Lumineszenzintensitätswerte größer als 20. Zur Bereitstellung dieser Lumineszenzintensitätswerte genügt es grundsätzlich, diese zur wei teren Verarbeitung, beispielsweise in einem Speicher, zu sammeln. Vor zugsweise werden bei dem Verfahren die Lumineszenzintensitäts werte je doch mittels eines Lumineszenzsensors erfasst und so, gegebenenfalls nach Speicherung in einer Speichervorrichtung, bereitgestellt. Die Vorrichtung verfügt hierzu über den Lumineszenzsensor zum Erfassen einer Lumines zenzintensität für den vorgegebenen Lumineszenzstoff und Bilden eines ent sprechenden Lumineszenzintensitätswerts für verschiedene Orte auf dem Substrat. Vorzugsweise kann bei dem Verfahren zur Erfassung der Lumi neszenzintensitätswerte das Substrat mit vorgegebener, vorzugsweise kon stanter, Geschwindigkeit an dem Lumineszenzsensor vorbeitransportiert werden, wobei die Messwerte für die Lumineszenzintensität während des Vorbeitransportierens erfasst werden. Dies hat nicht nur den Vorteil, dass dies eine schnellere maschinelle Prüfung größerer Anzahlen von Substraten, insbesondere Wertdokumenten, ermöglicht, sondern auch, dass der Lumi neszenzsensor einfacher aufgebaut sein kann. Entsprechend können bei der Vorrichtung vorzugsweise der Lumineszenzsensor und die Auswerteein- richtung dazu ausgebildet sein, die Lumineszenzintensitätswerte für ein Substrat zu erfassen, während dieses an dem Lumineszenzsensor mit vorge gebener, vorzugsweise konstanter, Transportgeschwindigkeit vorbeitrans portiert wird. Auf diese Weise können einfach Lumineszenzintensitätswerte für über das Substrat verteilte Orte erfasst werden, insbesondere entlang wenigstens einer, vorzugsweise mehr als einer, Spur bzw. Messspur parallel zur Transportrichtung. Besonders bevorzugt kann die Vorrichtung hierzu eine Transportvorrich tung zum Transportieren des Substrats entlang eines Transportpfades mit der vorgegebenen Transportgeschwindigkeit aufweisen, an dem der Lumi neszenzsensor angeordnet ist.
Unter Verwendung der Lumineszenzintensitätswerte wird dann für das Substrat ein Substratlumineszenzkennwert ermittelt. Dieser kann als Maß dafür verwendet werden oder vorzugsweise ein Maß dafür darstellen, wel che Menge bzw. Konzentration des Lumineszenzstoffs das Substrat selbst, besonders bevorzugt also ohne Druck oder Verschmutzung oder Bereiche ohne Lumineszenzstoff und möglichst unbeeinflusst von anderweitigen un systematischen Fluktuationen in der Verteilung des Lumineszenzstoffs, auf weist. Dies erscheint sinnvoll, da der Lumineszenzstoff wenigstens nähe rungsweise gleichmäßig in dem Substrat verteilt sein soll. Im Folgenden wird der besseren Lesbarkeit halber statt des Begriffs Substratlumineszenz kennwert die kürzere Bezeichnung Lumineszenzkennwert verwendet.
Bei der Herstellung eines Wertdokuments kann das für die Herstellung des Wertdokuments verwendete Substrat vor dem Bedrucken oder vor dem Hinzufügen anderer Sicherheitselemente durch diesen Substratlumines zenzkennwert bzw. Lumineszenzkennwert charakterisiert werden.
Der Lumineszenzkennwert wird in Abhängigkeit von einer Rangordnung der erfassten Lumineszenzintensitätswerte ermittelt. Soweit nicht bereits für die bereitgestellten Lumineszenzintensitätswerte eine Rangordnung vorliegt, wird für diese eine Rangordnung gebildet. Insbesondere kann diesen ein Rang bzw. Rangindex zugeordnet werden. Im einfachsten Fall kann die Rangordnung eine Ordnung nach der Größe der einzelnen bereitgestellten Lumineszenzintensitätswerte darstellen, d. h. der Rang bzw. ein diesen darstellender Rangindex kann der Größe der ein zelnen bereitgestellten Lumineszenzintensitätswerte entsprechen. Sind zwei Lumineszenzintensitätswerte gleich, kann ihnen der gleiche Rang zugewie sen werden oder ihnen können unmittelbar aufeinander folgende Ränge zu gewiesen werden. Es ist aber auch möglich, eine Rangordnung auf der Basis vorgegebener, sich aufsteigend aneinander anschließender Intervalle, denen jeweils ein aufsteigender Rang bzw. ein diesen darstellender Rangindex zu geordnet ist, festzulegen; die Anzahl der Intervalle ist dabei vorzugweise größer als 10. Einem Lumineszenzintensitätswert wird dann der Rang zuge ordnet, der demjenigen der Intervalle entspricht, in dem der Lumineszenzin tensitätswert liegt. Die Intervalllängen können dabei gleich oder unter schiedlich sein. Zählt man die Anzahl der Lumineszenzintensitätswerte in den einzelnen Intervallen, kann sich eine Häufigkeitsverteilung der Lumi neszenzintensitätswerte ergeben, bei der die Klassen durch die Intervalle gegeben sind. Die Verwendung der Rangordnung hat mehrere Vorteile. Da die Orte, für die die Lumineszenzintensitätswerte gemessen wurden, d. h. die Erfassungsorte, und deren Anordnung zueinander beim Ermitteln keine Rolle spielen, ist der ermittelte Substratlumineszenzkennwert, je nach An zahl N und Position der Erfassungsorte, weitgehend oder vollkommen un abhängig von der Lage und Orientierung des Substrats, vorzugsweise Wert dokuments. Werden die Substrate transportiert, spielt auch eine ungenaue Ausrichtung der Substrate relativ zu der Transporteinrichtung keine oder eine nur sehr geringe Rolle. Ein so ermittelter Substratlumineszenzkennwert kann daher als charakteristisch für das Substrat angesehen werden.
Es wurde gefunden, dass so bestimmte Substratlumineszenzkennwerte für ein unbedrucktes Substrat für ein Wertdokument, ein frisch gedrucktes Wertdokument auf Basis des Substrats und ein gleichartiges um gelaufenes, insbesondere lokal verschmutztes, Wertdokument gut übereinstimmen.
Bei einer ersten bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens kann zum Ermit teln des Substratlumineszenzkennwerts eine positive Zahl p mit 0,4<p<l vorgegeben werden. Es wird dann ein Wert ermittelt, unterhalb dessen oder gleich dem mindestens ein Anteil p der Lumineszenzintensitätswerte und gleich dem oder oberhalb dessen mindestens der Rest der Lumineszenzin tensitätswerte liegt, und der Substratlumineszenzkennwert wird in Abhän gigkeit von dem ermittelten Wert bestimmt. Zum Ermitteln des Substratlu mineszenzkennwerts kann auch eine positive Zahl p mit 0,4<p<l vorgege ben werden, und dann ein p-Quantil einer Verteilung der Lumineszenzin tensitätswerte ermittelt werden, und der Substratlumineszenzkennwert in Abhängigkeit von dem ermittelten p-Quantil bestimmt werden. Dieses Vor gehen ermöglicht es sehr einfach, Lumineszenzintensitätswerte von Erfas sungsorten, an denen kein Lumineszenzstoff vorhanden ist und/ oder an denen es zu einer Abschwächung der Lumineszenzstrahlung durch wenigs tens teilweise die Lumineszenzstrahlung schwächende Schichten oder Ele mente kommt, nicht direkt in den Lumineszenzkennwert einfließen zu las sen. Die Zahl p bestimmt unter anderem, welcher Anteil der kleinsten Lumi neszenzintensitätswerte als zu klein gilt. Der Lumineszenzkennwert ist dann im Wesentlichen durch die Lumineszenzintensitäts werte von Orten be stimmt, bei denen Lumineszenzstrahlung ohne Beeinträchtigung auftreten sollte. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher auch ein Verfahren zum Prüfen eines Substrats, vorzugsweise eines Substrats für ein Wertdo kument oder eines Substrats eines Wertdokuments, mit einem flächig ein- und/ oder aufgebrachten vorgegebenen Lumineszenzstoff, bei dem ein Sub stratlumineszenzkennwert für das Substrat ermittelt wird, wozu eine Anzahl N >2, vorzugsweise N> 20, von Lumineszenzintensitätswerten an jeweils verschiedenen Orten auf dem Wertdokument erfasst wird, und der Substrat lumineszenzkennwert in Abhängigkeit vom p-Quantil einer Verteilung der Lumineszenzintensitätswerte für eine Zahl p>0,4 und kleiner 1 ermittelt wird, und geprüft wird, ob der Substratlumineszenzkennwert ein vorgege benes Kriterium erfüllt. Hierfür gelten die Ausführungen zu dem ersten An spruch entsprechend. Im einfachsten Fall kann als Substratlumineszenz kennwert der ermittelte Wert bzw. das p-Quantil verwendet werden. Der Substratlumineszenzkennwert kann aber auch durch den Wert einer mono tonen Funktion des ermittelten Wertes bzw. des p-Quantils gegeben sein. Insbesondere kann der Substratlumineszenzkennwert durch Multiplikation des ermittelten Werts mit einem vorgegebenen Faktor erhalten werden.
Bei einer zweiten bevorzugten Weiterbildung können bei dem Verfahren zum Ermitteln des Substratlumineszenzkennwerts nicht-negative Zahlen p<l und q<l-p mit 0,4<p<l vorgegeben werden und es können diejenigen der Lumineszenzintensitätswerte verwendet werden, die größer als die p*N kleinsten der Messwerte oder gleich den p*N kleinsten der Messwerte sind und die kleiner als die q*N größten der Lumineszenzintensitäts werte sind p und q stellen also Anteile der Lumineszenzintensitäts werte dar, die im Wei teren nicht zur Ermittlung des Substratlumineszenzkennwerts verwendet werden. Es wird also nur ein Anteil 1-p-q der Lumineszenzintensitätswerte verwendet, die nicht zu den p*N kleinsten oder q*N größten Lumineszenzin tensitätswerten gehören. Auch können bei dem Verfahren zum Ermitteln des Substratlumineszenzkennwerts nicht-negative Zahlen p<l und q<l-p mit 0,4<p<l vorgegeben werden und es können diejenigen der Lumineszenzin tensitätswerte verwendet werden, die größer als die oder gleich den p*N kleinsten der Lumineszenzintensitätswerte sind und die kleiner als die oder gleich den q*N größten der Lumineszenzintensitäts werte sind. Ist p*N oder q*N keine ganze Zahl, wird unter p*N bzw. q*N jeweils die auf die nächste ganze Zahl aufgerundete Zahl verstanden. Unter den Zahlen p*N bzw. q*N wird also genauer jeweils die kleinste natürliche Zahl verstanden, die größer oder gleich p*N bzw. q*N ist. Die verwendeten Lumineszenzintensitätswerte müssen also größer als die oder gleich den np kleinsten der Lumineszenzin tensitätswerte sein, wobei np die kleinste natürliche Zahl ist, die größer oder gleich p*N ist, und kleiner also die oder gleich den nq größten der Lumines zenzintensitätswerte, wobei nq die kleinste natürliche Zahl ist, die größer oder gleich q*N ist. p und q legen somit auch hier Anteile der Lumines zenzintensitätswerte fest, die im Weiteren nicht zur Ermittlung des Substrat lumineszenzkennwerts verwendet werden. Vorzugsweise können bei dem Verfahren zum Ermitteln des Substratlumineszenzkennwerts diese Lumi neszenzintensitätswerte zur Bildung eines Mittelwerts verwendet oder summiert werden. Dieses Vorgehen hat den Vorteil, dass zum einen durch die Vorgabe von p kleinere Lumineszenzintensitätswerte, die beispielsweise für Orte ohne Lumineszenzstoff oder für Orte mit einer Abschwächung der Lumineszenzstrahlung durch andere Schichten, lokale Verschmutzungen oder Elemente bedingt sind, von der Mittelung bzw. Summe ausgeschlossen werden. Gleichzeitig fließen bei geeigneter Wahl der Zahl q auch zu helle bzw. zu intensitätsstarke Bereiche eines Substrates, wie sie beispielsweise im Bereich erhöhter Substratdicke, z. B. im Bereich eines Wasserzeichens, auftre- ten, nicht in die Bildung des Substratlumineszenzkennwerts ein. Dieser gibt daher die Lumineszenzeigenschaften des Substrats selbst, also ohne bei spielsweise Bedruckung oder Verschmutzung, besser wieder. Die Mittel wert- oder Summenbildung über die verbleibenden Lumineszenzintensi tätswerte gleicht zufällige Schwankungen der Lumineszenzintensitätswerte aus. Der so ermittelte Substratlumineszenzkennwert ist daher ziemlich ge nau reproduzierbar und nur wenig empfindlich gegen zufällige Schwan kungen der einzelnen Lumineszenzintensitätswerte, beispielsweise durch technisches Rauschen. Weiter ist er weitgehend unabhängig von der Position der Erfassungsorte relativ zueinander. Im einfachsten Fall kann als Substrat lumineszenzkennwert der ermittelte Mittelwert bzw. die ermittelte Summe der verwendeten Lumineszenzintensitätswerte verwendet werden. Der Sub stratlumineszenzkennwert kann aber auch durch den Wert einer monotonen Funktion des ermittelten Mittelwertes bzw. der ermittelten Summe gegeben sein. Insbesondere kann der Substratlumineszenzkennwert durch Multipli kation des ermittelten Mittelwertes bzw. der ermittelten Summe mit einem vorgegebenen Faktor erhalten werden.
Bei beiden Weiterbildungen muss der Wert des Anteils p größer als 0,4, das heißt 40% sein. Vorzugsweise wird der Wert in Abhängigkeit von dem Typ des Substrats, insbesondere des Substrats für ein Wertdokument oder Sub strats von Wertdokumenten bzw. eines Wertdokuments, größer gewählt, da der resultierende Substratlumineszenzkennwert dann genauer ist. Für typi sche Wertdokumenttypen, beispielsweise mit Gestaltungselementen wie Druck, Fenstern und Folienelementen, kann der Anteil p vorzugsweise grö ßer als 0,5, besonders bevorzugt größer als 0,6, sein, da für diesen Anteil der Erfassungsorte die Lumineszenzstrahlung durch die Gestaltungselemente abgeschwächt ist. Je nach Wertdokumenttyp und Gestaltung, beispielsweise bei Wertdokumenttypen mit Fenstern oder großen bedruckten Bereichen, kann p auch noch größer gewählt werden. Ein geeigneter Wert für p kann insbesondere ermittelt werden, in dem ein Wert für p gesucht wird, für den die ermittelten Substratlumineszenzkennwerte für ein unbedrucktes Substrat ohne Verschmutzungen und für ein fertig hergestelltes, also insbesondere bedrucktes Wertdokuments, möglichst gut übereinstimmen. Für typische Banknoten lässt sich beispielsweise eine Übereinstimmung bis auf etwa 5% erzielen. Bei der zweiten bevorzugten Weiterbildung muss der Anteil q kleiner als oder gleich 1-p gewählt werden. Vorzugsweise wird der Anteil q, soweit möglich größer als 0,05 oder 5%, besonders bevorzugt größer als 0,1 oder 10% gewählt. Hierdurch können zu helle bzw. zu intensitätsstarke Bereiche, beispielsweise im Bereich eines Wasserzeichens, ausgeblendet werden, so dass der ermittelte Substratlumineszenzkennwert genauer ist. Es sei ange merkt, dass das Verfahren für die Wahl von q als 1-p dem Verfahren der ers ten Weiterbildung entspricht p und q können vorzugsweise analog zu dem in vorhergehenden Absatz beschriebenen Verfahren gewählt werden. Für typische Banknoten lässt sich beispielsweise eine Übereinstimmung bis auf etwa 5% erzielen.
Werden als Lumineszenzintensitätswerte unmittelbar die von einem Lumi neszenzsensor erfassten Messwerte verwendet, hängen diese von einer Reihe von Umständen der Erfassung ab, beispielsweise der Intensität der Anre gungsstrahlung, mit der die Lumineszenz angeregt wird, dem Aufbau des Lumineszenzsensors und der relativen Anordnung von Substrat und Lumi neszenzsensor während der Erfassung der Messwerte. Dies führt im Ergeb nis dazu, dass die Größe des Substratlumineszenzkennwerts ebenfalls von diesen Umständen abhängt. Das erschwert den Vergleich der Substratlumi neszenzkennwerte, die in Abhängigkeit von Lumineszenzintensitätswerten ermittelt werden, die unter unterschiedlichen Umständen, beispielsweise mit unterschiedlichen Sensoren oder Sensoranordnungen, erfasst wurden.
Wie oben ausgeführt, brauchen die Lumineszenzintensitätswerte nur eine monotone Funktion der Messwerte für die Lumineszenzintensitäten zu sein. Es ist daher bevorzugt, dass der Substratlumineszenzkennwert wenigstens näherungsweise auf vorgegebene Standardbedingungen bezogen, vorzugs weise normiert, ist. Dazu können die Lumineszenzintensitätswerte auf Stan- dardbedingungen normiert bereitgestellt sein und/ oder bei der Ermittlung, insbesondere vor, während oder nach der Bildung der Rangordnung, nor miert werden. Es ist aber auch möglich, Zwischenergebnisse für den Sub stratlumineszenzkennwert auf Standardbedingungen zu beziehen, vorzugs weise zu normieren. Dadurch, dass die Rangordnung der Lumineszenzin tensitätswerte verwendet wird, kann die Berücksichtigung eines solchen Be zugs bzw. diese Normierung an verschiedenen Stellen des Verfahrens durch führt werden. Die Normierung auf Standardbedingungen kann insbesondere so erfolgen, dass Einflüsse der Erfassungsbedingungen, insbesondere der Intensität der Anregungsstrahlung an dem jeweiligen Erfassungsort sowie Eigenschaften eines zur Erfassung der Messwerte verwendeten Sensors und/ oder dessen Anordnung relativ zu dem Substrat während des Erfas sens, weitgehend ausgeglichen werden. So können die zur Erfassung der Messwerte verwendeten Sensoren anhand wenigstens eines Referenzmusters justiert oder kalibriert sein, so dass sie bei gleichen Referenzmustern an glei chen Erfassungsorten möglichst gleiche Messwerte liefern. So normierte Substratlumineszenzkennwerte eignen sich insbesondere zur Prüfung von Substraten in verschiedenen Herstellungsphasen eines Wertdokuments und insbesondere auch nach Fertigstellung eines Wertdokuments. Vorzugsweise kann als einfache Standardbedingung eine vorgegebene Intensität der Anre gungsstrahlung zur Anregung der Lumineszenz oder eine Unabhängigkeit von einer solchen Intensität vorgegeben sein. Die Lumineszenzintensitäts werte bzw. die Messwerte für die Lumineszenzintensitäten können dazu beispielsweise in ein Verhältnis zu der bei der Messung verwendeten Inten sität der Anregungsstrahlung zur Anregung der Lumineszenz gesetzt sein.
Es wird dann vorzugsweise geprüft, ob der Substratlumineszenzkennwert, vorzugsweise der auf Standardbedingungen normierte Substratlumines zenzkennwert, ein vorgegebenes Kriterium bzw. Prüfkriterium erfüllt. Das Kriterium kann dabei auf die Art der Bestimmung des Substratlumineszenz kennwerts und/ oder die Definition des Substratlumineszenzkennwerts durch das Verfahren der Bestimmung abgestimmt sein. Das Kriterium kann insbesondere für vorgegebene Substrattypen, zum Beispiel Wertdoku menttypen, beispielsweise bestimmt durch die Währung und/ oder Denomi nation und/ oder Emission, vorgegeben sein. Im einfachsten Fall können sich die Kriterien für verschiedene Substrattypen nur durch Parameter unter scheiden, wenn das Verfahren zur Bestimmung des Substratlumineszenz kennwerts gleich ist. Als Kriterium kann bei einer bevorzugten Weiterbil dung das Kriterium verwendet werden, dass der Substratlumineszenzkenn wert mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen wird, besonders bevor zugt diesen übersteigt. Übersteigt der Substratlumineszenzkennwert den Grenzwert, kann dies als Hinweis darauf gewertet werden, dass das Substrat eine hinreichende Konzentration des vorgegebenen Lumineszenzstoffs ent hält. Es ist aber möglich, als Kriterium das Kriterium zu verwenden, dass der Substratlumineszenzkennwert innerhalb eines vorgegebenen Intervalls liegt. Liegt der Substratlumineszenzkennwert innerhalb des Intervalls, kann dies als Hinweis darauf gewertet werden, dass das Substrat wenigstens nähe rungsweise eine vorgegebene Konzentration des vorgegebenen Lumines zenzstoffs enthält. Der Grenzwert bzw. das Intervall können für vorgegebe ne Substrattypen vorgegeben sein, und insbesondere durch Versuche ermit telt werden hn Anschluss an das Prüfen kann vorzugsweise ein Signal ge bildet werden, das das Ergebnis des Prüfens darstellt.
Vorzugsweise hängt das Kriterium von einem mit einem erfindungsgemä ßen Verfahren ermittelten Substratlumineszenzkennwert für ein oder vor zugsweise mehrere Referenzsubstrate vor dem Aufbringen von Druck oder einem anderen Element oder für druckfrische Wertdokumente ab. Bei spielsweise kann ein Grenzwert oder ein Intervall für zulässige Substratlu- mineszenzkennwerte von einem Substratlumineszenzkennwert abhängen, der mit einem erfindungsgemäßen Verfahren für ein oder vorzugsweise mehrere Referenzsubstrate vor dem Aufbringen von Druck oder einem an deren Element oder für druckfrische Wertdokumente ermittelt wurde. Der ermittelte Lumineszenzkennwert kann beispielsweise in der Mitte eines sol chen Intervalls liegen. Erfindungsgemäß für fertige, insbesondere bedruckte und gegebenenfalls lokal verschmutzte, Wertdokumente ermittelte Substrat lumineszenzkennwerte lassen Rückschlüsse auf den Lumineszenzkennwert des jeweilige Substrats des Wertdokuments zu.
Vorzugsweise kann bei dem Verfahren geprüft werden, ob der ermittelte Substratlumineszenzkennwert als Kriterium ein vorgegebenes Echtheitskri terium für das Vorliegen eines als echt anzusehenden Substrats erfüllt, und in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Prüfung ein Echtheitssignal erzeugt werden, das einen Hinweis auf das Vorliegen eines echten Substrats oder eines gefälschten Substrats darstellt.
Bei dem Verfahren kann aber auch das Substrat ein, vorzugsweise unbe drucktes, Substrat zur Herstellung von Wertdokumenten sein, und es kann geprüft werden, ob der ermittelte Substratlumineszenzkennwert ein vorge gebenes Qualitätskriterium erfüllt, und in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Prüfung kann ein Qualitätssignal erzeugt werden, das einen Hinweis auf das Vorliegen eines Substrats mit einer vorgegebenen Konzentration oder vorgegebenen hinreichenden Konzentration des Lumineszenzstoffs (bezogen auf die Fläche) dar stellt. Dies erlaubt es, ein Substrat für ein Wertdokument schon im Verlauf der Herstellung des Wertdokuments daraufhin zu prüfen, ob es nach Fertigstellung für eine spätere Echtheitsprüfung geeignet ist. Ins besondere kann bei der Qualitätsprüfung und der Echtheitsprüfung mit ei nem erfindungsgemäßen Verfahren das gleiche Verfahren zur Ermittlung des Substratlumineszenzkennwerts verwendet werden. Die Parameter der jeweils verwendeten Kriterien können dann aufeinander abgestimmt ge wählt sein.
Mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens geprüfte Wertdokumente kön nen in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Prüfens sortiert werden. Vor zugsweise kann die Vorrichtung weiter eine Ausgabeeinrichtung mit we nigstens zwei Ausgabeeinheiten aufweisen, deren Transporteinrichtung da zu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von einem Sortiersignal der Auswer teeinrichtung ein an dem Lumineszenzsensor vorbeitransportiertes Substrat einer ersten oder einer zweiten der Ausgabeeinheiten zuzuführen. Dabei kann dann die Auswerteeinrichtung dazu eingerichtet sein, in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Prüfens des Kriteriums ein Sortiersignal an die Trans porteinrichtung abzugeben.
Die Erfindung wird im Folgenden noch weiter beispielhaft an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Wertdokumentbearbeitungsvorrich- tung in Form einer Banknotensortiervorrichtung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Lumineszenzsensors der Wert dokumentbearbeitungsvorrichtung in Fig. 1 in einer Richtung quer zu einer Transportrichtung,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Wertdokuments und von Orten auf dem Wertdokument, für die Lumineszenzintensitäts werte erfasst wurden, Fig. 4 eine schematische Darstellung von Lumineszenzintensitätswerten für das Wertdokument in Fig. 3 als Funktion des Erfassungsortes in Längsrichtung des Wertdokuments,
Fig. 5 ein vereinfachtes Ablaufdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels für ein Verfahrens zum Prüfen eines Substrats für ein Wertdokument oder eines Wertdokuments mit einem vorgegebenen Lumineszenz stoff,
Fig. 6 ein vereinfachtes Ablaufdiagramm eines zweiten Ausführungsbei spiels für ein Verfahren zum Prüfen eines Substrats für ein Wertdo kument oder eines Wertdokuments mit einem vorgegebenen Lumi neszenzstoff.
Eine Wertdokumentbearbeitungsvorrichtung 10 in Fig. 1, im Beispiel eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Wertdokumenten 12 in Form von Bankno ten, ist zur Sortierung von Wertdokumenten in Abhängigkeit von der Er kennung der Echtheit von bearbeiteten Wertdokumenten ausgebildet. Echte Wertdokumente enthalten in diesem Ausführungsbeispiel einen Lumines zenzstoff, der für diesen charakteristische Lumineszenzeigenschaften auf weist. Die im Folgenden beschriebenen Komponenten der Vorrichtung sind in einem nicht gezeigten Gehäuse der Vorrichtung angeordnet oder an die sem gehalten, soweit sie nicht als extern bezeichnet sind.
Die Vorrichtung verfügt über eine Zuführeinrichtung 14 zur Zuführung von Wertdokumenten, eine Ausgabeeinrichtung 16 zur Aufnahme bearbeiteter, d. h. sortierter, Wertdokumente, und eine Transporteinrichtung 18 zum Transportieren von vereinzelten Wertdokumenten von der Zuführeinrich- tung 14 zu der Ausgabeeinrichtung 16. Die Zuführeinrichtung 14 umfasst im Beispiel ein Eingabefach 20 für einen Wertdokumentstapel und einen Vereinzeler 22 zum Vereinzeln von Wertdo kumenten aus dem Wertdokumentstapel in dem Eingabefach 20 und zum Zuführen der vereinzelten Wertdokumente zu der Transporteinrichtung 18.
Die Ausgabeeinrichtung 16 weist im Beispiel zwei Ausgabeabschnitte 24 und 26 auf, in die bearbeitete Wertdokumente sortiert nach dem Ergebnis der Bearbeitung ausgegeben werden können. Im Beispiel umfasst jeder der Ab- schnitte ein Stapelfach und ein nicht gezeigtes Stapelrad, mittels dessen zu geführte Wertdokumente in dem Stapelfach abgelegt werden können. In an deren Ausführungsbeispielen kann einer der Ausgabeabschnitte durch eine Einrichtung zur Vernichtung von Banknoten ersetzt sein. Die Transporteinrichtung 18 verfügt über wenigstens zwei Zweige 28 und 30, an deren Enden jeweils einer der Ausgabeabschnitte 24 bzw. 26 angeord net ist, und an der Verzweigung über eine durch Stellsignale steuerbare Weiche 32, mittels derer Wertdokumente in Abhängigkeit von Stellsignalen den Zweigen 28 und 30 und damit den Ausgabeabschnitten 24 und 26 zu- führbar sind.
An einem durch die Transporteinrichtung 18 definierten Transportpfad 36 zwischen der Zuführeinrichtung 14, im Beispiel genauer dem Vereinzeler 22, und der in Transportrichtung ersten Weiche 32 nach dem Vereinzeler 22 ist eine Sensoreinrichtung 38 angeordnet, die während des Vorbeitransports von Wertdokumenten in Transportrichtung T physikalische Eigenschaften der Wertdokumente misst und die Messergebnisse wiedergebende Sensor signale bildet. In diesem Beispiel verfügt die Sensoreinrichtung 38 über zwei Sensoren, nämlich einen optischen Transmissionssensor 40, der ein Trans- missionsfarbbild und ein Transmissions-IR-Bild des Wertdokuments erfasst, und einen Lumineszenzsensor 42, der ortsaufgelöst Lumineszenzeigenschaf ten des Wertdokuments erfasst. Die von den Sensoren gebildeten Sensorsig- nale entsprechen Messdaten bzw. Rohdaten der Sensoren, die je nach Sensor bereits einer Korrektur, beispielsweise in Abhängigkeit von Kalibrierdaten und/ oder Rauscheigenschaften, unterzogen worden sein können.
Zur Erfassung und Anzeige von Bedienungsdaten verfügt die Wertdoku mentbearbeitungsvorrichtung 10 über eine Ein-/ Ausgabeeinrichtung 46. Die Ein-/ Ausgabeeinrichtung 46 ist im Beispiel durch eine berührungsempfind liche Anzeigeeinrichtung („touch screen") realisiert. In anderen Ausfüh rungsbeispielen kann sie beispielsweise eine Tastatur und eine Anzeigeein richtung, beispielsweise eine LCD-Anzeige, umfassen.
Eine Steuer- und Auswerteeinrichtung 48 ist über Signalverbindungen mit der Sensoreinrichtung 38, der Ein-/ Ausgabeeinrichtung 46 und der Trans porteinrichtung 18, insbesondere der Weiche 32, verbunden.
Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 48 bildet eine Datenverarbeitungsein richtung und verfügt neben entsprechenden in den Figuren nicht gezeigten Datenschnittstellen für die Sensoreinrichtung 38 bzw. deren Sensoren über einen Prozessor 50 und einen mit dem Prozessor 50 verbundenen Speicher 52, in dem wenigstens ein Computerprogramm mit Programmcode gespei chert ist. Bei Ausführung des Computerprogramms wertet die Steuer- und Auswerteeinrichtung 48 bzw. der Prozessor 50 die Signale bzw. Messwerte der Sensoreinrichtung 38 aus und steuert die Vorrichtung entsprechend den Eigenschaften der Wertdokumente. So kann sie in ihrer Funktion als Aus werteeinrichtung die Sensorsignale, insbesondere zur Ermittlung einer Echtheitsklasse eines bearbeiteten Wertdokuments, aus werten; in ihrer Funktion als Steuereinrichtung kann sie entsprechend der Auswertung die Transporteinrichtung 18 ansteuern und optional die Messdaten speichern. In anderen Ausführungsbeispielen kann auch eine von der Steuereinrichtung getrennte Auswerteeinrichtung vorgesehen sein, die über Schnittstellen mit den Sensoren der Sensoreinrichtung 38 einerseits und der Steuereinrichtung andererseits verbunden ist. In noch anderen Ausführungsbeispielen kann der Lumineszenzsensor 42 über eine eigene Sensorauswerteeinrichtung ver fügen, die mit einer zweiten Sensorauswerteinrichtung zur Auswertung der Signale der anderen Sensoren der Sensoreinrichtung 38 und über diese mit der Steuereinrichtung oder direkt mit der Steuereinrichtung verbunden sein kann. Die Sensorauswerteeinrichtung und die zweite Sensorauswerteeinrich tung bilden dann eine Auswerteeinrichtung. Die Auswerteeinrichtung ist zur Auswertung der Sensorsignale ausgebildet und liefert das jeweilige Er gebnis an die Steuereinrichtung, die die Transporteinrichtung ansteuert. Die im Folgenden geschilderten Auswertevorgänge können dann allein von der Auswerteeinrichtung durchgeführt werden.
Weiter steuert die Steuer- und Auswerteeinrichtung 48 die Ein-/ Ausgabe einrichtung 46, unter anderem zur Anzeige von Bedienungsdaten, an und erfasst über diese Bedienungsdaten, die Eingaben eines Bedieners entspre chen. hn Betrieb werden Wertdokumente aus der Zuführeinrichtung 14 vereinzelt und an der Sensoreinrichtung 38 vorbei bzw. durch diese hindurch transpor tiert. Die Sensoreinrichtung 38 erfasst bzw. misst physikalische Eigenschaf ten des jeweils an ihr vorbei bzw. durch sie hindurch transportierten Wert dokuments und bildet Sensorsignale bzw. Messdaten, die die Messwerte für die physikalischen Eigenschaften beschreiben. Die Steuer- und Auswerteein richtung 48 klassifiziert in Abhängigkeit von den Sensorsignalen der Sen- soreinrichtung 38 für ein Wertdokument und von in der Auswerteeinrich- tung gespeicherten Klassifizierungsparametern das Wertdokument in eine von wenigstens zwei vorgegebenen Echtheitsklassen und steuert durch Ab gabe von Stellsignalen die Transporteinrichtung 18, hier genauer die Weiche 32 so an, dass das Wertdokument entsprechend seiner bei der Klassifizie rung ermittelten Klasse in einen der Klasse zugeordneten Ausgabeabschnitt der Ausgabeeinrichtung 16 ausgegeben wird. Die Zuordnung zu einer der vorgegebenen Echtheitsklassen bzw. die Klassifizierung erfolgt dabei in Ab hängigkeit von wenigstens einem vorgegebenen Echtheitskriterium.
Zu der im Folgenden genauer beschriebenen Prüfung von Wertdokumenten werden für jedes der Wertdokumente als Lumineszenzintensitätswerte Lu mineszenzintensitätsmesswerte verwendet, die mittels des Lumineszenz sensors 40 unter Verwendung von Anregungsstrahlung mit einer vorgege benen Intensität erfasst werden, während das Wertdokument an dem Lumi neszenzsensor 40 vorbeitransportiert wird.
Der Lumineszenzsensor 40 und die Steuer- und Auswerteeinrichtung 48 sind dazu ausgebildet, die Lumineszenzintensitätswerte für das Substrat zu erfas sen, während dieses an dem Lumineszenzsensor mit vorgegebener, im Bei spiel konstanter, Transportgeschwindigkeit vorbeitransportiert wird. Ge nauer verfügt der in Fig. 2 schematisch gezeigte Lumineszenzsensor 40 über eine Anregungsstrahlungsquelle 44, die optische Strahlung in einem vorge gebenen Wellenlängenbereich erzeugt, eine Umlenkeinrichtung 45, die die Anregungsstrahlung auf einen Bereich des Transportpfades lenkt und eine Messeinrichtung 47, die so eingerichtet ist, dass sie von dem Wertdokument 12 ausgehende Lumineszenzstrahlung, die durch die Anregungsstrahlung erzeugt wurde, detektiert. Optional können im Strahlengang von der Anre gungsquelle zu dem Transportpfad bzw. von dem Transportpfad zu der Messeinrichtung 47 noch weitere optische Elemente, beispielsweise fokussie rende Element wie Linsen oder filternde Elemente, vorgesehen sein. Diese sind in Fig. 2 nicht gezeigt.
Der Lumineszenzsensor 40 ist so ausgelegt, dass er zur Messung von Lumi neszenzstrahlung geeignet ist, die für den Lumineszenzstoff in dem Wertdo kument charakteristisch ist. Das bedeutet, dass der Wellenlängenbereich der Anregungsstrahlung so gewählt ist, dass die Anregungsstrahlung geeignet ist, den vorgegebenen Lumineszenzstoff in dem jeweiligen Wertdokument zur Abgabe von Lumineszenzstrahlung anzuregen. Die Anregungsstrah lungsquelle 44 ist entsprechend ausgebildet.
Als Umlenkeinrichtung 45 kann beispielsweise ein halbdurchlässiger Spie gel verwendet werden, der die Anregungsstrahlung in Richtung des Trans portpfades reflektiert, aber zu detektierende Lumineszenzstrahlung durch lässt.
Die Messeinrichtung 47 ist dazu eingerichtet, die Intensität von Lumines zenzstrahlung zu messen, die von dem Wertdokument ausgeht und durch Beleuchtung des Wertdokuments mit Anregungsstrahlung der Anregungs strahlungsquelle 44 entstanden ist. Die Messeinrichtung 47 kann hierzu Elemente aufweisen, mittels derer Strahlung in dem vorgegebenen, für den Lumineszenzstoff charakteristischen, Wellenlängenbereich, von möglicher weise vorhandenen anderen Strahlungsanteilen getrennt werden kann, bei spielsweise Filter oder dispergierende Einrichtungen wie optische Gitter. Es wäre in anderen Ausführungsbeispielen aber auch eine Trennung über zeit liche Eigenschaften der Lumineszenzstrahlung denkbar. Weiter kann die Messeinrichtung entsprechende Photodetektionselemente aufweisen. Im vorliegenden Beispiel ist der Lumineszenzsensor dazu ausgebildet, Lumi- neszenzintensitätsmesswerte für vier nebeneinander in Transportrichtung auf dem Wertdokument verlaufende Spuren zu erfassen. Die Ortsauflösung in Transportrichtung ergibt sich dadurch, dass in vorgegebenen Intervallen Lumineszenzmessungen durchgeführt werden, so dass beim Transport mit vorgegebener im Wesentlichen konstanter Transportgeschwindigkeit Mess werte in konstanten örtlichen Intervallen auf dem Wertdokument erfasst werden. Weiter sind die Anregungsstrahlungsquelle 44, die Umlenkeinrich tung 45 und die Messeinrichtung 47 so eingerichtet, dass für einen Zeitpunkt Messdaten für mehrere, im Beispiel vier, Orte des Transportpfades bzw. Er fassungsorte auf einem Wertdokument in dem Transportpfad erfasst wer den. Damit werden für ein Wertdokument vier Spuren mit Lumineszenzin tensitätsmesswerten erhalten, die in diesem Ausführungsbeispiel als Lumi neszenzintensitätswerte verwendet werden.
In den Figuren 3 und 4 sind beispielhaft Ergebnisse einer Lumineszenzinten sitätsmessung für ein Wertdokument 12 dargestellt, in dessen Substrat 100 ein Lumineszenzstoff mit wenigstens näherungsweise räumlich konstanter Konzentration eingebracht ist. Fig. 3 veranschaulicht die Position der Mess punkte bzw. Erfassungsorte auf dem dargestellten Wertdokument. Da das Wertdokument mit der Längsrichtung parallel zur Transportrichtung trans portiert wurde, liegen sie in vier Spuren; die Lumineszenzintensitätswerte für Erfassungsorte der Spuren sind mit unterschiedlichen Symbolen gekenn zeichnet. Fig. 3 zeigt auch Achsen eines Koordinatensystems für Orte auf dem Wertdokument in frei gewählten, aber dann festen Einheiten ("arbitary units").
Das im Folgenden beschriebene Verfahren zum Prüfen eines Substrats eines Wertdokuments mit einem flächig ein- und/ oder aufgebrachten vorgegebe nen Lumineszenzstoff ist insbesondere dazu geeignet, Wertdokumente zu prüfen, die zwar wenigstens einen im Substrat wenigstens näherungsweise gleichmäßig verteilten Lumineszenzstoff aufweisen, aber weitere Merkmale besitzen, die dazu führen, dass bei einer Anregung von Lumineszenzstrah lung des Lumineszenzstoffs Lumineszenzintensitätswerte gemessen werden, die nicht charakteristisch für das Substrat selbst, d. h das Substrat im Bereich ohne solche Merkmale, sind. Beispiele dafür sind schematisch in Fig. 3 ge zeigt. Das Wertdokument 12 umfasst das Substrat 100, in das der Lumines zenzstoff gleichmäßig eingebracht ist. In oder auf dem Substrat finden sich Elemente, die die Stärke der angeregten Lumineszenzstrahlung gegenüber Bereichen ohne solche Elemente beeinflussen. In dem Substrat 100 ist ein Wasserzeichen 102 ausgebildet, in dessen Bereich zu große Intensitäten ge messen werden, die durch die geänderte Dicke des Substrats bedingt sind. Weiter finden sich auf dem Substrat 100 bedruckte Bereiche 104, die die An regungsstrahlung, die in das Substrat eintritt, und/ oder die Lumineszenz strahlung, die aus dem Substrat 100 austritt, schwächen oder fast ganz ab sorbieren. Zudem kann ein Applikationselement 106 mit einem optischen Sicherheitsmerkmal auf das Substrat 100 aufgebracht sein, das sich quer über das Wertdokument erstreckt und ebenfalls die Anregungs- und/ oder Lumi neszenzstrahlung schwächt. Im Beispiel handelt es sich um einen Folienstrei fen.
In der Fig. 4 sind für das Wertdokument in Fig. 3 die Lumineszenzintensi tätswerte als Funktion des Erfassungsortes in Transportrichtung aufgetra gen. Während die Abszisse die Koordinaten in Richtung des Transports, im Beispiel der Längsrichtung des Wertdokuments, in den Einheiten in Fig. 3 angibt, entspricht die Ordinate den gemessenen Intensitäten, ebenfalls in frei gewählten, dann aber festen Einheiten (arbitrary units). Fig. 3 und Fig. 4 ist zu entnehmen, dass die Lumineszenzintensitäten bzw. Lumineszenzintensitätswerte stark mit dem Erfassungsort variieren, obwohl der Lumineszenzstoff wenigstens näherungsweise homogen, das heißt mit wenigstens näherungsweise gleicher Konzentration in dem Substrat verteilt ist. Wie den Figuren 3 und 4 weiter zu entnehmen ist, führt das Vorhanden sein der Elemente 104 und 106 dazu, dass der Lumineszenzsensor für diese Bereiche eine geringere Lumineszenzintensität misst, als aufgrund der Kon zentration des Lumineszenzstoffs in dem Substrat 100 und der Dicke des Substrats 100 zu erwarten wäre. Verwendete man diese gemessenen Intensi täten ohne Weiteres zur Echtheits prüfung, ergäbe die Prüfung, beispielswei se durch Vergleich mit einem Referenzwert, zu häufig ein Anzeichen für eine Fälschung, obwohl eine solche nicht vorliegt. Alternativ könnte man das Echtheitskriterium relativ breit wählen, um alle echten Banknoten sicher als solche zu erkennen. Dadurch würde die Echtheitsprüfung eher ungenau, da auch ein gefälschter Lumineszenzstoff nur diese breiten Echtheitskriterien erfüllen müsste
Einen ähnlichen Effekt hätten lokale, das heißt sich nicht über das gesamte Substrat erstreckende, Verschmutzungen auf dem Wertdokument.
Das im Folgenden beschriebene Verfahren zum Prüfen eines Substrats eines Wertdokuments mit einem flächig ein- und/ oder aufgebrachten vorgegebe nen Lumineszenzstoff verwendet die Ortsabhängigkeit der Lumineszenzin tensitätsmesswerte bzw. Lumineszenzintensitätswerte nicht, sondern eine Rangordnung der Lumineszenzintensitätswerte für das gesamte Wertdoku ment, wobei eine Aufteilung oder Trennung, beispielsweise nach Spuren, nicht stattfindet. Ein erstes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 5 veranschaulicht. Zur Durchführung des Verfahrens ist in dem Speicher 52 ein Computerpro gramm mit Programmcode gespeichert, bei dessen Ausführung mittels des Prozessors 50 das im Folgenden beschriebene Verfahren ausgeführt wird.
Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 48 stellt daher insbesondere auch eine Auswerteeinrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung dar.
Zur Prüfung eines Wertdokuments werden zunächst in Schritt S10 mittels der Sensoreinrichtung 38, genauer des Lumineszenzsensors 40, Lumines zenzintensitätsmesswerte an verschiedenen Orten auf dem Wertdokument erfasst und als Lumineszenzintensitätswerte bereitgestellt. Im Beispiel wer den Messwerte entlang von vier Spuren erfasst, jeweils 27 an verschiedenen Erfassungsorten entlang einer Spur. Die Gesamtzahl N der Lumineszenzin tensitätsmesswerte und damit Lumineszenzintensitätswerte ist daher 108.
Es wird dann in den Schritten S12 und S14 ein Substratlumineszenzkennwert bzw. Lumineszenzkennwert in Abhängigkeit von einer Rangordnung der Lumineszenzintensitätswerte ermittelt.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Rangordnung durch die Größe der Lumineszenzintensitätswerte gegeben. In Schritt S12 wird eine Rangordnung der erfassten Lumineszenzintensitätswerte festgelegt. Dazu werden die er fassten Lumineszenzintensitätswerte entsprechend ihrer Größe, beispiels weise aufsteigend, sortiert und damit geordnet. Diese Ordnung erfolgt un abhängig vom Erfassungsort. Im Beispiel werden die erwähnten Lumines zenzintensitätswerte Xi für die Erfassungsorte i unabhängig vom Erfassungs ort nach ihrer Größe geordnet; dabei ist der ganzzahlige Index i größer oder gleich 1 und kleiner oder gleich 108. Dadurch ergibt sich eine Rangordnung der Werte Xi: Bezeichnet die ganze Zahl J mit 1<= J <= 108 einen Rangindex, so ergibt sich eine Rangordnung x(J) (c0)<=c(2) <= ... <= c(108)), die jedoch im Allgemeinen von der durch die Erfassungsorte festgelegte Reihe der Lumi neszenzintensitätswerte Xi, i=l bis 108, abweicht.
In Schritt S14 wird dann für eine vorgegebene Zahl p, die zwischen 0,4 und 1 liegt, ein Wert ermittelt, unterhalb dessen oder gleich dem mindestens ein Anteil p der Lumineszenzintensitäts werte und gleich dem oder oberhalb dessen mindestens der Rest der Lumineszenzintensitätswerte liegt hn Bei spiel wird das p-Quantil ermittelt, im Beispiel also eine Zahl, die größer oder gleich ist als mindestens der Anteil p der erfassten Lumineszenzintensitäts werte, also der kleinsten p*N Lumineszenzintensitätswerte, und die kleiner oder gleich ist als mindestens die restlichen, also größten, (l-p)*N Lumines zenzintensitätswerte ist. Dieser Wert wird als Substratlumineszenzkennwert bzw. Lumineszenzkennwert verwendet. Der Anteil p kann in Abhängigkeit von der Lläche und Anordnung der absorbierenden Bereiche, das heißt hier des Drucks und des streifenförmigen Elements, gewählt werden. Lür typi sche Banknoten bzw. Banknoten mit großen Lumineszenzstrahlung und/ oder Anregungsstrahlung absorbierenden Bereichen ergibt ein Wert p von 0,7 gute, einer von 0,8 bessere Resultate. Das liegt daran, dass Lumines zenzintensitätswerte für Erfassungsorte mit absorbierenden Bereichen, die daher eher zu klein sind, nicht berücksichtigt werden. Im Beispiele wird für p beispielsweise p=0,8 gewählt. Zur Bestimmung des Substratlumineszenz kennwerts wird also ein Wert ermittelt, unterhalb dessen oder gleich dem mindestens ein Anteil 0,8 der Lumineszenzintensitätswerte liegt. Hier han delt es sich um p-N = 0,8-108 = 86,4 Lumineszenzintensitätswerte. Es wird auf die nächste ganze Zahl aufgerundet, so dass mindestens 87 Lumines zenzintensitätswerte kleiner oder gleich dem zu ermittelnden Wert sind. Gleichzeitig sollen mindestens (l-p)-N = 0.2-108 = 21,6 Lumineszenzintensi tätswerte größer oder gleich dem zu bestimmenden Wert sein. Wieder wird auf die nächste ganze Zahl aufgerundet, so dass mindestens 22 Lumines- zenzintensitätswerte größer oder gleich dem zu ermittelnden Wert sind. Der zu ermittelnde Wert ist also xö) für J=87 (die Werte xd) bis x<87) sind kleiner oder gleich, x<87) bis x(l08) sind größer oder gleich c(87>).
In Schritt S16 wird geprüft, ob der so ermittelte Substratlumineszenzkenn wert ein vorgegebenes Kriterium erfüllt, und in Abhängigkeit von dem Er gebnis des Prüfens wird ein Signal erzeugt und abgegeben, das das Ergebnis des Prüfens darstellt. Genauer wird in diesem Ausführungsbeispiel geprüft, ob der ermittelte Substratlumineszenzkennwert ein vorgegebenes Echtheitskriterium für das Vorliegen eines als echt anzusehenden Substrats erfüllt. Je nach Ergebnis des Prüfens wird ein Echtheitssignal abgegeben, das einen Hinweis auf das Vorliegen eines echten Substrats oder eines gefälsch ten Substrats darstellt. Das Kriterium ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Schwellwertkriterium, d. h. es wird geprüft, ob der ermittelte Substratlumi neszenzkennwert einen Schwellwert überschreitet. Ein Überschreiten des Schwellwerts wird als Echtheitshinweis gewertet, ein Unterschreiten als Hinweis auf das Vorliegen einer Fälschung. In anderen Ausführungsbeispie len kann als Echtheitskriterium auch geprüft werden, ob der ermittelte Sub stratlumineszenzkennwert innerhalb eines Intervalls liegt, das für echte Wertdokumente des geprüften Typs vorgegeben ist. Der Schwellwert bzw. das Intervall kann beispielsweise durch Untersuchung von Referenzwertdo kumenten oder -Substraten, beispielsweise unbenutzten echten Wertdoku menten, erhalten werden. Das Echtheitssignal kann zur Bildung eines Sor tiersignals verwendet werden. In anderen Ausführungsbeispielen können darüber hinaus auch noch Ergebnisse einer Prüfung der Messwerte anderer Sensoren verwendet werden.
Da die örtliche Position der Erfassungsorte, für die Lumineszenzintensitäts werte erfasst bzw. bereitgestellt wurden, keine Rolle spielt, kann das Verfah- ren unabhängig von der Lage des Wertdokuments, im Beispiel Zahl aufrecht oder umgedreht, und der Orientierung des Wertdokuments, im Beispiel Zahl links oder rechts, in sehr guter Näherung gleiche Resultate ergeben. Gleiches gilt für den Fall, dass Wertdokumente verschiedenen Typs mit dem gleichen Substrat verwendet werden, beispielsweise Wertdokumente unterschiedli cher Stückelung, aber derselben Währung, wenn das Substratmaterial gleich ist.
Ein zweites in Fig. 6 veranschaulichtes Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch, dass der Substratlu mineszenzkennwert in anderer Weise in Abhängigkeit von einer Rangord nung der Lumineszenzintensitäts werte ermittelt wird.
Alle Verfahrensschritte bis auf die Schritte S14 und S16 sind daher unverän dert, die Schritte S14 und S16 sind ersetzt durch die Schritte S141 und S161. Entsprechendes gilt für die Vorrichtung.
In Schritt S141 werden zum Ermitteln des Substratlumineszenzkennwerts nicht-negative Zahlen p<l und q<l-p vorgegeben, die Anteile der N Lumi neszenzintensitätswerte darstellen. Zum Ermitteln des Lumineszenzkenn werts bzw. Substratlumineszenzkennwerts werden diejenigen der Lumines zenzintensitätswerte verwendet, die größer als die p*N kleinsten der Mess werte und kleiner als die q*N größten der Messwerte sind, wobei p>0,4 ist. hn Beispiel ist p=0,745 und q=0,15. hn Beispiel haben die verwendeten der in Schritt S12 geordneten Lumines zenzintensitätswerte Ränge bzw. Rangindizes J größer oder gleich p-N = 0,745-108 = 80,46. Es wird auf die nächste ganze Zahlgerundet, hier also auf 80 abgerundet. Gleichzeitig haben die verwendeten Lumineszenzintensi- tätswerte Rangindizes bzw. Ränge J kleiner oder gleich (l-q)-N = 0,85-108 = 91,8. Es wird auf die nächste ganze Zahl, also 91, abgerundet. Die Ränge bzw. Rangindizes J der verwendeten Lumineszenzintensitätswerte sind also größer oder gleich 80 und kleiner oder gleich 91: Für die Ermittlung des Lu mineszenzkennwerts bzw. Substratlumineszenzkennwerts werden also die Lumineszenzintensitätswerte x(8(|) bis x(91 ) verwendet.
Dadurch werden, wiederum unabhängig von der örtlichen Anordnung, die niedrigsten p*N Lumineszenzintensitätswerte, die beispielsweise durch den Aufdruck oder das Folienelement beeinflusst sind, und die q*N höchsten Lumineszenzintensitätswerte, die beispielsweise durch das Wasserzeichen erhöht sind, bei der weiteren Ermittlung nicht berücksichtigt. Aus den ver bleibenden, berücksichtigten Lumineszenzintensitätswerten wird nun ein Mittelwert, im Beispiel ein einfacher arithmetischer Mittelwert, gebildet, der als Substratlumineszenzkennwert verwendet wird. Die berücksichtigten bzw. verwendeten Lumineszenzintensitätswerte, die durch ihre Rangord nung, nicht aber ihren Erfassungsort ausgezeichnet sind, gehören zu unter schiedlichen Erfassungsorten auf dem Substrat bzw. Wertdokument. Dies ist in Fig. 3 veranschaulicht, in der die Symbole derjenigen Lumineszenzintensi tätswerte, die bei der Mittelwertbildung verwendet wurden, als schwarz ge füllte Symbole, die der anderen, nicht verwendeten Lumineszenzintensi tätswerte dagegen als Symbole ohne Füllung, nur mit Rand, dargestellt sind.
Die verwendeten die Lumineszenzintensitätswerte c<8°) bis x<91) ergeben im Beispiel einen Mittelwert von 101, der in Fig. 4 durch eine entsprechende horizontale Linie dargestellt ist.
In dem entsprechend der anderen Ermittlung des Substratlumineszenz kennwerts in Schritt S141 geänderten Schritt S161 wird als Kriterium wiede- rum ein Echtheitskriterium verwendet. Im Beispiel unterscheidet sich Schritt S161 von Schritt S16 dadurch, dass als Echtheitskriterium geprüft wird, ob der ermittelte Substratlumineszenzkennwert innerhalb eines Intervalls liegt, das für den Typ von Substrat bzw. hier Wertdokument vorgegeben ist. Die Intervallgrenzen können analog zum ersten Ausführungsbeispiel ermittelt werden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem zuletzt be schriebenen Ausführungsbeispiel nur dadurch, dass der Schritt S141 durch einen Schritt S14" ersetzt ist. Letzterer ist gegenüber Schritt S141 etwas modi fiziert. Zum Ermitteln des Substratlumineszenzkennwerts werden nun die jenigen der Lumineszenzintensitäts werte verwendet, die größer als die oder gleich den mindestens p*N kleinsten der Lumineszenzintensitätswerte und kleiner als die oder gleich den mindestens q*N größten der Lumineszenzin tensitätswerte sind, wobei wieder p>0,4 ist. Im Beispiel ist wiederum p= 0,745 und q=0,15. Ansonsten ist der Schritt S14" gegenüber Schritt S141 unverän dert. hn Beispiel sind die verwendeten der in Schritt S12 geordneten Lumines zenzintensitätswerte größer oder gleich den mindestens p-N = 0,745-108 = 80,46 kleinsten Lumineszenzintensitätswerte -bzw. -werten. Es wird auf die nächste ganze Zahl auf gerundet, hier also auf 81. Gleichzeitig sind die ver wendeten Lumineszenzintensitätswerte kleiner als die oder gleich den (1- q)-N = 0,15-108 = 16,2 größten Lumineszenzintensitätswerten. Es wird auf die nächste ganze Zahl, also 17, aufgerundet. Die größten 17 Lumineszenzin tensitätswerte haben die Ränge bzw. Rangindizes 92 bis 108. Die Ränge bzw. Rangindizes J der verwendeten Lumineszenzintensitätswerte sind also grö ßer oder gleich 81 und kleiner oder gleich 92: Lür die Ermittlung des Sub- stratlumineszenzkennwerts werden also die Lumineszenzintensitätswerte x(8i) bis Xi92) verwendet.
Wie zuvor werden dadurch, wiederum unabhängig von der örtlichen An- Ordnung, die niedrigsten p*N Lumineszenzintensitätswerte, die beispiels weise durch den Aufdruck oder das Folienelement beeinflusst sind, und die q*N höchsten Lumineszenzintensitätswerte, die beispielsweise durch das Wasserzeichen erhöht sind, bei der weiteren Ermittlung nicht berücksichtigt. Weitere Ausführungsbeispiele unterscheiden sich von den ersten beiden
Ausführungsbeispielen dadurch, dass nicht ein Echtheitskriterium, sondern ein Qualitätskriterium verwendet wird. Als Qualitätskriterium wird jeweils geprüft, ob der ermittelte Substratlumineszenzkennwert innerhalb eines In tervalls liegt, das den Bereich als geeignet anzusehender Substrate festlegt. Als Signal wird dann ein Signal gebildet, das einen Hinweis dafür darstellt, dass die Substrate für eine Verwendung geeignet sind.
Weitere Ausführungsbeispiele unterscheiden sich von den beschriebenen Ausführungsbeispielen dadurch, dass der ermittelte Lumineszenzkennwert wenigstens näherungsweise auf vorgegebene Standardbedingungen bezo gen, im Beispiel normiert, ist. Im Beispiel sind als Standardbedingungen vorgegeben, dass eine Normierung auf die Intensität der bei der Erfassung der Lumineszenzintensitätswerte verwendeten Anregungsstrahlung statt findet. Diese hat dann in guter Näherung keinen Einfluss auf die Größe der Lumineszenzintensitätswerte bzw. des Substratlumineszenzkennwerts. Bei einer ersten Alternative werden die Lumineszenzintensitätswerte mit der Anregungsintensität der Anregungsstrahlung normiert, also beispielsweise durch diese dividiert bzw. mit dem Kehrwert multipliziert. Die Lumines zenzintensitätswerte sind dann eine monotone Funktion der Messwerte bzw. Lumineszenzintensitätsmesswerte. Die Anwendung der Division bzw. Mul tiplikation mit einer Konstanten hat jedoch keinen Einfluss auf die Bildung der Rangordnung und die Bestimmung des Substratlumineszenzkennwerts auf der Basis der Rangordnung. Die Größe des Substratlumineszenzkenn werts ist jedoch als Konsequenz der Division bzw. Multiplikation verändert. Bei einer zweiten Alternative kann der ermittelte Substratlumineszenzkenn wert durch die Anregungsintensität der Anregungsstrahlung dividiert wer den. Die Parameter des Kriteriums, beispielsweise der Schwellwert oder die Intervallgrenzen, können bei beiden Alternativen unabhängig von der Inten sität der Anregungsstrahlung gewählt werden.
Bei den Ausführungsbeispielen werden sich bei der Prüfung der Papierbahn und der Prüfung eines aus der Papier bahn hergestellten Wertdokuments mit Aufdrucken, die Anregungsstrahlung und/ oder Lumineszenzstrahlung ab sorbieren, wenigstens näherungsweise gleiche Substratlumineszenzkenn werte ergeben, insbesondere wenn diese normiert sind. Die als Lumines zenzkennwert bezeichnete Größe kann daher sehr gut als Kennwert für das Substrat verwendet werden, auch wenn es weiterverarbeitet wurde.
In noch anderen Ausführungsbeispielen kann das Substrat eine Papierbahn sein, die an dem Lumineszenzsensor vorbeitransportiert wird. Lumines zenzintensitätswerte werden dabei für wenigstens einen Abschnitt vorgege bener Länge der Bahn ermittelt. Insbesondere kann für diese Abschnitt eine Qualitätsprüfung entsprechend den zuvor beschriebenen Ausführungsbei spielen durchgeführt werden. Das Ergebnis des Prüfens gibt dann wieder, ob das Substrat für eine weitere Verarbeitung zu einem Wertdokument geeignet ist oder nicht. Noch andere Ausführungsbeispiele unterscheiden sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel und dessen Abwandlungen dadurch, dass statt des Mittelwertes nur eine Summe gebildet wird.
Weitere Ausführungsbeispiele unterscheiden sich von den vorhergehenden Ausführungsbeispielen durch die Bildung der Rangordnung. Es ist eine Rangordnung auf der Basis von aufsteigend aneinander anschließenden und sich daher nicht überlappenden Intervallen gegeben, denen jeweils ein Rang bzw. Rangindex zugeordnet ist, und den Lumineszenzintensitätswerten wird jeweils der Rang zugeordnet, der demjenigen der Intervalle entspricht, in dem sie jeweils liegen. Insbesondere wird zur Bildung der Rangordnung eine Anzahl von mehr als 10, im Beispiel gleich großen, aufeinanderfolgen den Intervallen bzw. Klassen, die zusammen den Bereich der Lumines zenzintensitätswerte abdecken, gebildet und diesen jeweils ein aufsteigender Rangindex zugeordnet. Die Rangordnung der Lumineszenzintensitätswerte wird dadurch ermittelt, in welchem der Intervalle bzw. welcher der Klassen ein jeweiliger der Lumineszenzintensitäts werte liegt. In den folgenden Ver fahrensschritten wird dann diese Rangordnung verwendet.
In einem konkreten Beispiel sind die erfassten N, N=108, Lumineszenzinten sitätsmesswerte dieselben wie im ersten Ausführungsbeispiel. Statt des Wer tes p=0,8 wird der Wert p=0,75 verwendet. Der Messbereich des Lumines zenzsensors wird durch Skalierung (Multiplikation) mit einem geeigneten Laktor S auf den Bereich von 0 bis 256 abgebildet. S kann beispielsweise der Kehrwert der Größe des Messbereichs, der bei 0 beginnt, sein.
Dann werden die Lumineszenzintensitätsmesswerte in gleicher Weise mit dem Laktor S skaliert, so dass die resultierenden Lumineszenzintensitätswer te im Bereich zwischen 0 und 256 liegen. Die so gebildeten Lumineszenzintensitätswerte werden nun entsprechend ihrer Größe in 256 aneinander angrenzende Intervalle eingeordnet, deren Länge 1 beträgt und deren untere Grenze jeweils eine andere ganz Zahl zwi- sehen 0 und 255 ist. Diese aufeinanderfolgenden Intervalle bilden Klassen, die mit der unteren Grenze des Intervalls bezeichnet sind und einen Rangin dex bilden. Zur Einordnung in die Klassen genügt es, bei den Lumines zenzintensitätswerten die Nachkommastellen zu streichen, d. h. die Lumi neszenzintensitätswerte durch ihren ganzzahligen Anteil zu ersetzen. Durch dieses Verfahren werden die Lumineszenzintensitäts werte in eine Rangord nung gebracht. Der Rangindex bzw. Rangordnungsindex der Lumines zenzintensitätswerte ist dann jeweils gegeben durch den Rangindex bzw. die untere Grenze des Intervalls, in das sie eingeordnet wurden. Daher kann der Fall auftreten, dass zwei geringfügig unterschiedliche Lumineszenzintensi- tätsmesswerte in die gleiche Klasse fallen, also den gleichen Rangindex er halten, also in einzelnen Intervallen bzw. Klassen mehrere Lumineszenzin tensitätswerte vorliegen können.
Für die vorliegenden Klassen ergibt sich damit eine Häufigkeitsverteilung der Lumineszenzintensitätswerte auf die Klassen. Lumineszenzintensitäts werte in einer Klasse haben den gleichen Rangindex.
Aus der Häufigkeitsverteilung kann nun durch sukzessives Aufsummieren der Häufigkeiten in den Klassen beginnend von 0 in aufsteigender Reihen- folge diejenige Klasse ermittelt werden, bei der erstmals der Wert von p*N, im Beispiel bei p=0,75 und N=108 von p*N=81 überschritten wird. Der Lu mineszenzkennwert ist dann gerade durch die untere Grenze des ermittelten Intervalls bzw. die Bezeichnung der entsprechenden Klasse gegeben. Optio nal kann der ermittelte Wert mit 1/S skaliert werden. In einer anderen Varianten des Beispiels könnten auch statt 256 Klassen nur 128 Klassen gebildet werden, wodurch das Verfahren schneller durchführbar wäre, der resultierende Lumineszenzkennwert aber etwas weniger genau wäre.
Diese Ausführungsbeispiele bieten den Vorteil, dass sie nur geringe Rechen zeit erfordern und daher auch auf schnell laufenden Banknotenbearbei tungsvorrichtungen in Echtheit ausführbar sind.
Alternativ wäre es auch möglich, die einzelnen resultierenden Lumines zenzintensitätswerte einer Rangordnung aufsteigender Größe zu ordnen und den einundachzigsten Lumineszenzintensitätswert zu ermitteln. Bei noch anderen Varianten kann auch ein anderer Skalierungsfaktor ver wendet werden, der beispielsweise von der Größe des größten Lumines zenzintensitätswerts abhängt. Beispielsweise kann der Skalierungsfaktor so bestimmt werden, dass die Lumineszenzintensitätswerte zwischen 0 und 1 liegen, wozu S als Kehrwert des größten auftretenden Lumineszenzintensi- täts werts gewählt würde.
Dann kann beispielweise die Anzahl der gleichlangen Intervalle und damit Klassen vorgegeben werden, so dass sich die Länge der Intervalle aus dem Kehrwert der Anzahl der Klassen ergibt.
Weitere Ausführungsbeispiele können sich von den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen dadurch unterscheiden, dass der Lumineszenzsensor so ausgelegt ist, dass die erfassten und weitergegebenen Lumineszenzinten sitätsmesswerte nur eine vorgegebene Anzahl von diskreten Werten, bei- spielsweise analog zu optischen Sensoren ganzen Zahlen im Bereich von 0 bis 255, annehmen können.
Weitere Ausführungsbeispiele können sich von den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen dadurch unterscheiden, dass andere, an sich bekann te, Bauformen von Lumineszenzsensoren verwendet werden. Insbesondere können Anregungsstrahlung und Lumineszenzstrahlung auch ohne eine Umlenkeinrichtung 45 über ihre räumlichen und/ oder spektralen Eigen schaften getrennt werden. Beispielsweise kann die Anregungsstrahlung un- ter einem ersten Winkel auf ein im Transportpfad befindliches Wertdoku ment eingestrahlt werden, während die Messeinrichtung 47 nur unter einem zweiten, von dem Winkel des remittierten Anregungslichts verschiedenen, Winkel die Lumineszenzstrahlung detektiert.

Claims

P a te nt a n s p r ü c h e 1. Verfahren zum Prüfen eines Substrats, vorzugsweise eines Substrats für ein Wertdokument oder eines Substrats eines Wertdokuments, mit einem flächig ein- und/ oder aufgebrachten vorgegebenen Lumineszenzstoff, bei dem ein Substratlumineszenzkennwert für das Substrat ermittelt wird, wozu - eine Anzahl N von Lumineszenzintensitätswerten an jeweils verschie denen Orten auf dem Wertdokument bereitgestellt wird, und - der Substratlumineszenzkennwert in Abhängigkeit von einer Rangord nung der Lumineszenzintensitätswerte ermittelt wird, und vorzugsweise geprüft wird, ob der Substratlumineszenzkennwert ein vorgegebenes Kriterium erfüllt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zum Ermitteln des Substratlumines zenzkennwerts eine positive Zahl p mit 0,4<p<l vorgegeben wird, und ein Wert ermittelt wird, unterhalb dessen oder gleich dem mindestens ein Anteil p der Lumineszenzintensitäts werte und gleich dem oder oberhalb dessen mindestens der Rest der Lumineszenzintensitätswerte liegt, und der Substratlumineszenzkennwert in Abhängigkeit von dem ermittelten Wert bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zum Ermitteln des Substratlumines zenzkennwerts nicht-negative Zahlen p und q<l-p mit 0,4<p<l vorgege ben werden und diejenigen der Lumineszenzintensitätswerte verwendet werden, die größer als die oder gleich den p*N kleinsten der Lumines zenzintensitätswerte und kleiner oder gleich den q*N größten der Lumi- neszenzintensitätswerte sind, oder diejenigen der Lumineszenzintensi tätswerte verwendet werden, die größer als die p*N kleinsten der Lumi neszenzintensitätswerte und kleiner als die oder gleich den q*N größten der Messwerte sind.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem zum Ermitteln des Substratlumines zenzkennwerts die Lumineszenzintensitätswerte zur Bildung eines Mit telwerts verwendet oder summiert werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem p> 0,5, vorzugsweise größer als 0,6 ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Sub stratlumineszenzkennwert wenigstens näherungsweise auf vorgegebene Standardbedingungen bezogen, vorzugsweise normiert, ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem geprüft wird, ob der ermittelte Substratlumineszenzkennwert ein vorgegebenes Echtheitskriterium für das Vorliegen eines als echt anzusehenden Sub strats erfüllt, und in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Prüfung ein Echtheitssignal erzeugt wird, das einen Hinweis auf das Vorliegen eines echten Substrats oder eines gefälschten Substrats darstellt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Sub strat ein, vorzugsweise unbedrucktes, Substrat zur Herstellung von Wertdokumenten ist, und bei dem geprüft wird, ob der ermittelte Sub stratlumineszenzkennwert ein vorgegebenes Qualitätskriterium erfüllt, und in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Prüfung ein Qualitätssignal erzeugt wird, das einen Hinweis auf das Vorliegen eines Substrats mit ei ner hinreichenden Konzentration des Lumineszenzstoffs darstellt.
9. Verfahren zum Ermitteln von Substratlumineszenzkennwerten für meh rere Wertdokumentsubstrate, bei dem das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche für jedes der Wertdokumentsubstrate durchgeführt wird, wobei zum Bereitstellen der Lumineszenzintensi tätswerte die Wertdokumentsubstrate jeweils an einem Lumineszenz sensor vorbeitransportiert werden, und jeweils das Ermitteln des Sub stratlumineszenzkennwerts unabhängig von der Lage und Orientierung des Wertdokuments erfolgt.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Rangordnung eine Ordnung nach der Größe der einzelnen bereitgestell ten Lumineszenzintensitätswerte darstellt oder bei dem eine Rangord nung auf der Basis aufsteigend aneinander anschließender Intervalle ge geben ist, denen jeweils ein Rang bzw. Rangindex zugeordnet ist, und den Lumineszenzintensitätswerten jeweils der Rang zugeordnet ist, der demjenigen der Intervalle entspricht, in dem sie jeweils liegen.
11. Vorrichtung zum Prüfen eines Substrats, vorzugsweise eines Substrats für ein Wertdokument oder eines Substrats eines Wertdokuments, mit ei nem flächig ein- und/ oder aufgebrachten vorgegebenen Lumineszenz stoff, mit
- einem Lumineszenzsensor zum Erfassen einer Lumineszenzintensität für den vorgegebenen Lumineszenzstoff und Bilden eines entsprechen den Lumineszenzintensitätswerts für verschiedene Orte auf dem Sub strat,
- und einer Auswerteeinrichtung, die mit dem Lumineszenzsensor über eine Datenverbindung zur Übertragung der Lumineszenzintensitätswerte verbunden ist und dazu aus gebildet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen, wobei als Lumineszenzintensi tätswerte mit dem Lumineszenzsensor erfasste Lumineszenzintensitäts werte für das Substrat verwendet werden.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der der Lumineszenzsensor und die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet sind, die Lumineszenzintensi tätswerte für das Substrat zu erfassen, während dieses an dem Lumines zenzsensor mit vorgegebener, vorzugsweise konstanter, Transportge schwindigkeit vorbeitransportiert wird.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, die weiter eine Transportvorrichtung zum Transportieren des Substrats entlang eines Transportpfades mit der vorgegebenen Transportgeschwindigkeit aufweist, wobei der Lumines zenzsensor an dem Transportpfad angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, die weiter eine Ausgabeeinrichtung mit wenigstens zwei Ausgabeeinhei ten aufweist, deren Transporteinrichtung dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von ei nem Sortiersignal der Auswerteeinrichtung ein an dem Lumineszenz sensor vorbeitransportiertes Substrat einer ersten oder einer zweiten der Ausgabeeinheiten zuzuführen, und bei der die Auswerteeinrichtung dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Prüfens des Kriteriums ein Sortiersignal an die Transporteinrichtung abzugeben.
15. Computerprogramm mit Programmcode, bei dessen Ausführung durch einen Prozessor ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausge führt wird.
16. Computerlesbares Speichermedium, auf dem ein Computerprogramm nach Anspruch 15 gespeichert ist.
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