WO2001061654A2 - Verfahren und vorrichtungen zur echtheitsprüfung von bedruckten objekten - Google Patents

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WO2001061654A2
WO2001061654A2 PCT/EP2001/001844 EP0101844W WO0161654A2 WO 2001061654 A2 WO2001061654 A2 WO 2001061654A2 EP 0101844 W EP0101844 W EP 0101844W WO 0161654 A2 WO0161654 A2 WO 0161654A2
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light
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Christoph Gerz
Klaus Thierauf
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Giesecke & Devrient Gmbh
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Publication of WO2001061654A3 publication Critical patent/WO2001061654A3/de

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    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/06—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using wave or particle radiation
    • G07D7/12—Visible light, infrared or ultraviolet radiation
    • G07D7/121—Apparatus characterised by sensor details
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/06—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using wave or particle radiation
    • G07D7/12—Visible light, infrared or ultraviolet radiation
    • G07D7/1205—Testing spectral properties

Definitions

  • the invention relates to methods and devices for checking the authenticity of printed objects, in particular printed sheet material, by measuring light emanating from an object to be checked, in particular reflected or transmitted, according to the preamble of independent claims 1 and 4 or 10 and 18.
  • a security document is copied with the help of a color copier, the visible color impression of a printed surface area can in principle be reproduced.
  • counterfeit security documents can generally be recognized by corresponding measurement of their reflection or transmission behavior in invisible spectral ranges.
  • the laid-open document JP 52-11992 describes a method and a device for checking the authenticity of banknotes.
  • a banknote is illuminated with light from a broadband light source.
  • the light reflected or transmitted from one point on the banknote is detected with two spectrally differently sensitive photo detectors in the visible and infrared spectra. tral range measured.
  • the output signals of the two photodetectors are amplified in a differential amplifier and evaluated in a downstream threshold and logic circuit. If the difference between the two output signals lies within a predetermined value range, the logic circuit supplies a binary signal which confirms the authenticity or indicates a forgery. This check can be repeated at several places on the bank note, the authenticity of the bank note being confirmed when a corresponding signal from the logic circuit is supplied at all or at most places.
  • This method has the disadvantage that the specified range of values must be readjusted over the course of the operating time of the device, since the sensitivity or the dark current of the two photodetectors generally change due to aging effects. changes differently in each case and thus the difference between the signals varies.
  • this method can deliver incorrect results in the authenticity check, in particular of documents that are contaminated in places or with noisy measurement signals, since at each point of the document to be checked, only a binary evaluation of the difference between the two output signals and thus a yes / no decision about the authenticity of the document to be checked.
  • the measurement with two photo detectors is moreover only suitable for testing those printing inks which have a step-like reflection or transmission curve in the transition range between the visible and infrared spectral range and in the infrared range Spectral range have a substantially constant course.
  • the printed sheet material to be tested is illuminated with white light and the light reflected or transmitted by individual color areas of the sheet material is detected by cells which are sensitive in the visible spectral range, each of which consists of a photoconductive element with a specific spectral sensitivity and a color filter arranged in front of it with a special spectral transmission.
  • CdS cadmium sulfide
  • the size of the area to be measured on the printed sheet material can be determined by means of a converging lens placed on a tubular housing.
  • determining the size of the area to be measured on the sheet material by means of a lens placed on the tubular housing takes up a lot of space and therefore stands in the way of the need for a construction that is as compact as possible.
  • a change in geometry associated with high adjustment effort is required for each desired change in size of the area to be measured on the sheet material.
  • the individual solutions to the problem are based on the common inventive idea of selecting suitable spectral and / or spatial sections of a printed object and using them to check the authenticity of the object.
  • the corresponding methods and devices enable a reliable and user-friendly authenticity check with a simple structure.
  • the method according to claim 1 provides for the light emanating from at least one point of the object to be checked to be detected in spectral ranges which lie outside the visible spectral range.
  • the spectral transmission or reflection behavior of the printed object to be checked can be determined particularly precisely in invisible spectral ranges.
  • the methods known from the prior art are improved in such a way that not only simple, such as, for example, step-like spectral courses in a transition area between the visible and an invisible spectral area, but also any other type of spectral courses in invisible spectral areas can be reliably detected ,
  • the Authenticity checking of objects printed with such special security printing inks using the methods known from the prior art would only provide insufficiently accurate results.
  • a particularly high level of user-friendliness and reliability in the authenticity check of printed objects is achieved in particular in that a measurement series is generated for each defined spectral range and the authenticity test is carried out by comparing the measurement series generated.
  • a measurement series is generated for each defined spectral range and the authenticity test is carried out by comparing the measurement series generated.
  • an adaptation of two measurement series described in more detail below with subsequent evaluation can also be carried out.
  • Another aspect of a method according to the invention for solving the task consists in that the detection of the light emanating from a printed object takes place at several locations of the object, a measured value being generated at each location for each defined spectral range.
  • the measurement is carried out both at locations that lie within a certain area of the object printed with security printing ink, as well as at locations that lie outside this area and i.a. are only printed with a printing ink which has no characteristic course in the defined spectral ranges.
  • first and second series of measurements consisting of the corresponding measured values.
  • the light emanating from the object can be reflected, in particular remitted, and / or transmitted light.
  • the actual authenticity check is now carried out using the first and second series of measurements.
  • the two series of measurements are matched to one another by the measured values of the first series of measurements be converted into values of an adapted series.
  • the values of the adjusted series have the property that they differ only slightly in defined ranges from the values of the second series of measurements.
  • the defined ranges mentioned are determined in that the first and second series of measurements have essentially the same qualitative course.
  • the essentially identical qualitative course in the defined areas generally results from the spectral behavior of the printed object outside the area.
  • the area in which the spectral behavior differs from the other regions of the printed object can be determined with a high degree of accuracy by comparing the adapted series with the second series of measurements, and a corresponding evaluation and authenticity check by comparing the two adapted Series of measurements in this area can take place.
  • the method according to the invention eliminates the influence of time-varying dark currents, amplification factors and sensitivities of the respective photodetectors.
  • the different spectral behavior of the surface area in the defined spectral ranges can thus be analyzed quantitatively, for example by forming the ratio or difference between the two adapted rows.
  • this leads to a reliable authenticity check and, on the other hand, ensures a high degree of user-friendliness, since any adjustment of parameters for evaluation, such as threshold values for the difference between two detector signals, can be omitted, since by adapting the two series of measurements for each object to be checked Elimination of time-varying influences is carried out.
  • a falsification of the test result in particular due to localized pollution on the printed object, significantly reduced, since the influence of soiling is averaged out by adapting the measurement series, in particular by including measured values outside of locally limited soiling areas.
  • the device according to the invention for checking the authenticity of printed objects is characterized in that the detection units provided for detecting the light emanating from the object are sensitive in defined spectral ranges which lie outside the visible spectral range.
  • the detection units can in particular be photosensitive elements, such as e.g. Act photodiodes that are sensitive in the defined spectral ranges.
  • a filter can be arranged in front of one or more photosensitive elements, which additionally influences the spectral sensitivity of the respective detection unit.
  • the device according to the invention allows a particularly compact, simple and inexpensive construction, since additional, spectrally resolving optical elements, such as e.g. Prisms, grids or the like, can be dispensed with. Another advantage is that the effort for adjusting the individual components is very low when implementing the individual components of the device according to the invention.
  • the device according to the invention can be implemented particularly simply and inexpensively in that the light source provided for irradiating the object to be examined has a broadband spectrum which at least partially includes the defined spectral ranges. Incandescent lamps are suitable for this, for example. This makes it possible to dispense with the use of different individual light sources, such as light-emitting diodes with different spectral emissions.
  • a particularly preferred embodiment of the device according to the invention provides that the detection units have photosensitive elements arranged next to one another.
  • the photosensitive elements can, for example, be arranged on a common carrier in such a way that the edges of the photosensitive elements adjoin one another.
  • the carrier can be, for example, a ceramic substrate.
  • parallax errors can be practically completely avoided by arranging the photosensitive elements one behind the other.
  • the type and sequence of the elements is to be selected so that each photosensitive element is transparent to the light to be detected with the photosensitive elements lying behind it.
  • a first element is arranged in front of a second element, the semiconductor material of the first element being selected such that its absorption edge is at shorter wavelengths than that of the semiconductor material of the second, underlying element is the case.
  • a further aspect of a device according to the invention for solving the task consists in providing at least one aperture between the object and the detector for setting the size of an area to be measured on the object, from which the object outgoing light is detected by the detector.
  • the size of the area to be measured can be defined in a targeted and simple manner by opening the diaphragm and its distance from the object or detector.
  • Distances and type of aperture are preferably chosen so that the area to be measured on the object is large compared to unevenness on the object, such as creases, but is small compared to surface areas on the object within which a characteristic spectral behavior is to be demonstrated ,
  • Figure 1 shows the schematic structure of a device according to the invention.
  • FIG. 2 shows the schematic structure of a further exemplary embodiment of a device according to the invention
  • Fig. 5 shows the two series of measurements from Fig. 4 after the inventive adjustment
  • FIG. 6 shows the difference determined from the adjusted measurement series from FIG. 5.
  • Fig. 1 shows the schematic structure of a device according to the invention.
  • the printed object 10 to be checked is illuminated with light from the two irradiated the light sources 12.
  • light sources 12 are preferably used which have a broadband spectrum which, in addition to components in the visible spectral range, also contains components in non-visible spectral ranges, such as UV and / or infrared light.
  • the light emanating from the light sources 12 is at least partially reflected by the object 10 to be checked and imaged by a focusing device 16 into the plane of an aperture 15, the light passing through the aperture opening striking the detector 13.
  • Self-focusing lenses are preferably used as the focusing device 16.
  • Self-focusing lenses are cylindrical optical elements made of a material that has a refractive index that decreases from the optical axis of the cylinder to its surface. By using such a lens, a 1: 1 mapping of the area to be measured onto the detection unit that is independent of the distance from the object to the detector is achieved.
  • an aperture 15 is arranged in the beam path, which is designed as a pinhole in this exemplary embodiment.
  • the detector 13 consists of two detection units 14 arranged one behind the other, each of which is sensitive in different spectral ranges.
  • the detection units 14 each contain a photosensitive element, the photosensitive element closer to the object 10 being transparent to those spectral ranges in which the element behind it is sensitive.
  • the output signals generated by the photosensitive elements go into an evaluation unit 20 and are used there for checking the authenticity of the object 10. - left
  • the object 10 to be checked can be transported past the entire sensor device on a transport device 11 - shown here only in a highly schematic form.
  • the object 10 can be conveyed at a certain transport speed, the detector 13 being used to measure the light reflected by the object 10 at certain time intervals.
  • the object 10 is scanned in the form of a track of individual location areas of individual measurements lying next to one another or possibly overlapping.
  • Appropriate storage of the measured values determined at one point during the measurement for the two defined spectral ranges finally results in a series of measurements for each of the two photosensitive elements, which reflects the reflection behavior of the object 10 depending on the respective location of the measurement.
  • the detection units 14 of the detector 13 are not arranged one behind the other in relation to the object 10 to be measured, but are arranged next to one another.
  • the detection units 14 arranged next to one another have to be thought of as being arranged perpendicular to the plane of the drawing.
  • the aperture 15 provided for delimiting the area to be measured on the object 10 is preferably a gap aperture, the gap of which likewise runs perpendicular to the plane of the drawing.
  • sources of error during the measurement and in the printed object itself have less effect.
  • Such sources of error are different to different locations, for example objects to be checked relative to the measuring device, production-related different positions of the printed areas to be measured on the object and deviations in the cut, ie in shape and / or size, of the printed objects.
  • the size of the area to be measured on the object 10 is likewise determined by a corresponding choice of the position of the diaphragm 15 between the detector 13 and the object 10.
  • the aperture 15 is closer to the detector 13 than to the object 10, but in principle the reverse case also represents a preferred embodiment of the invention.
  • a filter 17 is arranged in front of the detection units 14 and is only permeable in the relevant spectral ranges.
  • a commercially available filter can be used for measurements with photo elements sensitive in the infrared spectral range in order to eliminate the influence of correspondingly shorter-wave light. Otherwise, the explanations for FIG. 1 apply to this exemplary embodiment.
  • photosensitive elements can be used for the detection units 14 in the illustrated examples, each of which is in a non-visible spectral range, e.g. in the infrared or ultraviolet range. In this way, a very precise and reliable determination of the spectral behavior of the object 10 to be examined, which is hidden from the eye, is achieved.
  • light from one or more visible spectral ranges can also be used in the sense of the invention.
  • 3 shows examples of defined spectral ranges in which the light emanating from the object 10 to be checked is detected.
  • the individual spectral ranges are plotted over the wavelength ⁇ on a non-linear scale.
  • the spectral ranges lie outside the visible (VIS) spectral range.
  • two of the defined spectral ranges UVi and UV 2 are in the ultraviolet, while the other spectral ranges IRi, IR 2 and IR3 are in the infrared.
  • the defined spectral ranges can have a different spectral width.
  • a different spectral width is advantageous if, for example, detection is to be carried out in spectral ranges in which the light emanating from the object 10 has absorption profiles of different widths, in particular absorption bands.
  • the defined spectral ranges (UV ⁇ , UV 2 , IRi, IR 2 , IR-j) partially overlap.
  • the light emanating from the object 10 to be checked is measured in at least two of these defined spectral ranges (UV ⁇ UV ⁇ IRi, IR2, IR3) via the individual detection units 14 of the detector 13, which are in the corresponding defined spectral ranges (UN 1, UV 2 , IRi, IR 2 , IR3) are sensitive.
  • the spectral sensitivity of a selected detection unit 14 can be in the corresponding spectral range
  • UV * i, UV 2 , IRi, IR 2 , IR3 have a maximum or are essentially within the corresponding spectral range (UV ⁇ UV ⁇ IRi, IR 2 , IR3).
  • the width of a defined spectral range in which light is to be detected can essentially correspond to the width of the spectral sensitivity of the detection unit 14.
  • a selection of individually defined spectral ranges in which the light emanating from the object 10 is to be detected is made depending on the type of spectral behavior of the security printing ink to be checked. For example, two spectral ranges in the ultraviolet (UVi and UV2) or infrared (IR 2 and IR3) or a spectral range in the ultraviolet (UVi) and infrared (IR 2 ) can also be selected.
  • FIG. 4 shows a diagram in which two measurement series Ii and I 2 are shown, which were determined in two different defined spectral ranges, for example with one of the devices described in FIGS. 1 and 2.
  • the measured values of the two series of measurements Ii and I 2 are shown as a function of their location X at which they were detected on the object.
  • the two measurement series Ii and I 2 shown have areas B in which the two measurement series have an essentially identical qualitative profile.
  • the measurement series Ii and I 2 in region A differ significantly in quality.
  • the two series of measurements Ii and I 2 are matched to one another by converting the series of measurements Ii in such a way that their newly calculated values in the areas B differ only slightly from the values of the second series of measurements I 2 .
  • the measured values of the first measurement series I are preferably converted into the values of the adapted series I'i by a linear transformation, which is carried out by multiplying the values of the first measurement series Ii by a first parameter ai and then adding a second parameter a 2 :
  • a linear transformation which is carried out by multiplying the values of the first measurement series Ii by a first parameter ai and then adding a second parameter a 2 :
  • the linear transformation is a conversion that is easy to implement from a computational point of view.
  • the two parameters ai and a 2 are preferably determined from the measured values of the measurement series Ii and I 2 at the locations of a local minimum L j or I 2j and an adjacent local maximum Iik or Ia in the defined area B. These computationally simple to implement method allows a particularly simple and rapid determination of adapting the two test series Ii and I 2 required parameters ai and a 2. In the diagram in FIG. 4, locations of local minima Ii and k j as well as neighboring maxima Iik and I21 of the two measurement series and I are shown as examples.
  • the two parameters ai and a 2 required for adaptation via a linear transformation of the first measurement series Ii are calculated as follows:
  • the two parameters ai and a2 can also be determined by a so-called least-square-fit method.
  • those parameters ai and a 2 are determined in a numerical method for which the sum of the square of the differences between the measured values of the adapted measurement series is minimal:
  • the measurement series Ii and I 2 are then readjusted in a second run.
  • the parameters ai and a2 are determined in this second run, however, only by including those measured values which lie outside the specific measured value range A, that is to say via the measured values lying in the areas B.
  • FIG. 5 shows an adapted row I'i converted from the measurement series Ii and the second measurement series I2.
  • the two rows in areas B now differ only slightly from one another.
  • the deviation of the two adapted measurement series 1 'and I2 clearly appears in area A.
  • the course of the two adapted measurement series I '! and I 2 can now be evaluated quantitatively.
  • a quantitative evaluation can take place, for example, by forming the difference between the two adapted measurement series I 2 - I'i.
  • the result of such a difference formation is shown in FIG. 6.
  • the height of the difference between the two adapted measurement series in area A can are now used for the authenticity check as a measure of a spectral behavior of the printed object to be examined which deviates in area A.

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Echtheitsprüfung von mit Sicherheitsdruckfarbe bedruckten Objekten, beispielsweise Banknoten, Sicherheits-, Ausweis- oder Wertdokumente, durch Messung von von einem zu überprüfenden Objekt ausgehendem, insbesondere reflektiertem oder transmittiertem Licht. Zur Gewährleistung einer besonders zuverlässigen Echtheitsprüfung ist vorgesehen, das von dem zu überprüfenden Objekt ausgehende Licht in solchen Spektralbereichen zu detektieren, welche ausserhalb des sichtbaren Spektralbereichs liegen. Um darüber hinaus eine bedienungsfreundliche und sichere Echtheitsprüfung zu erreichen, ist vorgesehen, das vom Objekt ausgehende Licht an mehreren Stellen des Objekts in mindestens zwei ausgewählten Spektralbereichen zu detektieren und dabei für jeden Spektralbereich jeweils eine Messreihe zu erzeugen, zwei Messreihen aneinander anzupassen und anschliessend die Echtheitsprüfung durch Vergleich der aneinander angepassten beiden Messriehen durchzuführen.

Description

Verfahren und Vorrichtungen zur Echtheitsprüfung von bedruckten Objekten
Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Echtheitsprüfung von bedruckten Objekten, insbesondere von bedrucktem Blattgut, durch Messung von von einem zu überprüfenden Objekt ausgehendem, insbesondere reflektiertem oder transmittiertem, Licht gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche 1 und 4 bzw. 10 und 18.
Zur Erhöhung der Fälschungssicherheit werden Objekte, insbesondere
Banknoten, Sicherheits-, Ausweis- oder Wertdokumente, in bestimmten Flächenbereichen mit geeigneten Sicherheitsdruckfarben bedruckt, welche im sichtbaren Spektralbereich, d.h. im Wellenlängenbereich zwischen etwa 400 ran und etwa 800 nm, einen bestimmten Farbeindruck vermitteln und zusätzlich in unsichtbaren, z.B. ultravioletten oder infraroten, Spektralbereichen ein für die jeweilige Sicherheitsdruckfarbe charakteristisches Reflexions- oder Transmissionsverhalten aufweisen. Wird beispielsweise ein Sicherheitsdokument mit Hilfe eines Farbkopierers nachgemacht, so läßt sich prinzipiell zwar der sichtbare Farbeindruck eines bedruckten Flächenbe- reichs reproduzieren. Da handelsübliche Farbpartikel jedoch nicht das für spezielle Sicherheitsdruckfarben charakteristische spektrale Verhalten in unsichtbaren Spektralbereichen aufweisen, lassen sich gefälschte Sicherheitsdokumente im allgemeinen durch eine entsprechende Messung deren Reflexions- oder Transmissionsverhaltens in unsichtbaren Spektralbereichen er- kennen.
Die Offenlegungsschrift JP 52-11992 beschreibt ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Echtheitsprüfung von Banknoten. Eine Banknote wird mit Licht aus einer breitbandigen Lichtquelle bestrahlt. Das von einer Stelle der Bank- note reflektierte oder transmittierte Licht wird mit zwei spektral unterschiedlich empfindlichen Fotodetektoren im sichtbaren und infraroten Spek- tralbereich gemessen. Die Ausgangssignale der beiden Fotodetektoren werden in einem Differenzverstärker verstärkt und in einer nachgeschalteten Schwellenwert- und Logikschaltung ausgewertet. Liegt die Differenz zwischen den beiden Ausgangssignalen innerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs, so liefert die Logikschaltung ein binäres Signal, welches die Echtheit bestätigt bzw. eine Fälschung anzeigt. Diese Überprüfung kann an mehreren Stellen der Banknote wiederholt werden, wobei die Echtheit der Banknote dann bestätigt wird, wenn an allen oder an den meisten Stellen ein entsprechendes Signal der Logikschaltung geliefert wird.
Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß der vorgegebene Wertebereich im Verlauf der Betriebsdauer der Vorrichtung nachgeregelt werden muß, da sich die Empfindlichkeit oder der Dunkelstrom der beiden Fotodetektoren aufgrund von Alterungseffekten i.a. jeweils unterschiedlich stark ändert und somit die Differenz der Signale variiert. Darüber hinaus kann dieses Verfahren bei der Echtheitsprüfung insbesondere von stellenweise verschmutzten Dokumenten oder bei verrauschten Meßsignalen falsche Ergebnisse liefern, da an jeder zu prüfenden Stelle des Dokuments lediglich eine binäre Auswertung der Differenz der beiden Ausgangssignale und damit eine Ja/Nein- Entscheidung über die Echtheit des zu überprüfenden Dokuments erfolgt.
Die Messung mit zwei Fotodetektoren, von denen jeweils einer im sichtbaren und einer im infraroten Spektralbereich empfindlich ist, eignet sich überdies lediglich zur Prüfung von solchen Druckfarben, welche im Übergangsbe- reich zwischen dem sichtbaren und infraroten Spektralbereich einen stufenartigen Reflexions- oder Transmissionsverlauf und im infraroten Spektralbereich einen im wesentlichen konstanten Verlauf aufweisen. Bei dem in der US 3,491,243 offenbarten Verfahren wird das zu prüfende bedruckte Blattgut mit weißem Licht beleuchtet und das von einzelnen Farbbereichen des Blattguts reflektierte oder transmittierte Licht von im sichtbaren Spektralbereich empfindlichen Zellen detektiert, welche jeweils aus einem fotoleitender- Element mit einer bestimmten spektralen Empfindlichkeit und einem davor angeordneten Farbfilter mit einer bestirnrnten spektralen Durchlässigkeit bestehen. Als Material für die fotoleitenden Elemente wird beispielsweise Cadmiumsulfid (CdS) verwendet, das für Wellenlängen unterhalb etwa 550 ran empfindlich ist. Die Größe des auf dem bedruckten Blattgut zu vermessenden Bereichs kann durch eine auf ein röhrenförmiges Gehäuse aufgesetzte Sammellinse festgelegt werden.
Mit diesem Meßprinzip wird lediglich die Farbe des Blattguts maschinell erfaßt und überprüft. Dies hat den Nachteil, daß ein nachgemachtes Doku- ment, welches bei einer Sichtprüfung mit dem menschlichen Auge denselben Farbeindruck zeigt wie ein echtes Dokument, mit Hilfe dieses Meßprinzips nicht als Fälschung erkannt werden kann.
Darüber hinaus ist die Festlegung der Größe des auf dem Blattgut zu ver- messenden Bereichs durch eine auf das röhrenförmige Gehäuse aufgesetzte Linse platzaufwendig und steht daher dem Erfordernis nach einem möglichst kompakten Aufbau entgegen. Insbesondere ist bei jeder gewünschten Größenänderung des auf dem Blattgut zu vermessenden Bereichs eine mit hohem Justageaufwand verbundene Geometrieänderung erforderlich.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, welches eine zuverlässige und bedienungsfreundliche Echtheitsprüfung erlaubt. Des weiteren soll eine Vorrichtung angegeben werden, welche eine zuverlässige Echt- heitsprüfung ermöglicht, einen kompakten Aufbau aufweist und einfach zu bedienen ist.
Diese Aufgabe wird durch die Verfahren und Vorrichtungen gemäß den An- Sprüchen 1 und 4 bzw. 10 und 18 gelöst.
Den einzelnen Lösungen der Aufgabenstellung liegt hierbei die gemeinsame erfinderische Idee zugrunde, geeignete spektrale und/ oder räumliche Ausschnitte eines bedruckten Objekts auszuwählen und zur Echtheitsprüfung des Objekts heranzuziehen. Die entsprechenden Verfahren bzw. Vorrichtungen ermöglichen eine zuverlässige und bedienungsfreundliche Echtheitsprüfung bei einfachem Aufbau.
Erfindungsgemäß ist bei dem Verfahren entsprechend Anspruch 1 vorgese- hen, das von mindestens einer Stelle des zu überprüfenden Objekts ausgehende Licht in Spektralbereichen zu detektieren, welche außerhalb des sichtbaren Spektralbereichs liegen.
Auf diese Weise läßt sich das spektrale Transmissions- oder Reflexionsver- halten des zu überprüfenden bedruckten Objekts in unsichtbaren Spektralbereichen besonders genau bestimmen. Hierdurch werden die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren dahingehend verbessert, daß nicht nur einfache, wie z.B. stufenartige spektrale Verläufe in einem Übergangsbereich zwischen dem sichtbaren zu einem unsichtbaren Spektralbereich, son- dem auch jede andere Art spektraler Verläufe in unsichtbaren Spektralbereichen zuverlässig nachgewiesen werden können. Insbesondere lassen sich auf diese Weise spezielle fälschungssichere Sicherheitsdruckfarben nachweisen, welche einen für den jeweiligen Sicherheitsdruckfarbentyp charakteristischen spektralen Verlauf in unsichtbaren Spektralbereichen aufweisen. Die Echtheitsprüfung von mit solchen speziellen Sicherheitsdruckfarben bedruckten Objekten mit den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren würde dagegen nur unzureichend genaue Ergebnisse liefern.
Eine besonders hohe Bedienungsfreundlichkeit sowie Zuverlässigkeit bei der Echtheitsprüfung von bedruckten Objekten wird insbesondere dadurch erreicht, daß für jeden definierten Spektralbereich jeweils eine Meßreihe erzeugt wird und die Echtheitsprüfung durch Vergleich der erzeugten Meßreihen erfolgt. In vorteilhafter Weise kann hierbei zusätzlich eine untenste- hend näher beschriebene Anpassung zweier Meßreihen mit anschließender Auswertung vorgenommen werden.
Ein anderer Aspekt eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Lösung der Aufgabenstellung besteht gemäß Anspruch 4 darin, daß die Detektion des von einem bedruckten Objekt ausgehenden Lichts an mehreren Stellen des Objekts erfolgt, wobei an jeder Stelle für jeden definierten Spektralbereich ein Meßwert erzeugt wird. Die Messung erfolgt hierbei sowohl an Stellen, welche innerhalb eines bestimmten mit Sicherheitsdruckfarbe bedruckten Flächenbereichs des Objekts liegen, als auch an Stellen, welche außerhalb dieses Flächenbereichs liegen und i.a. lediglich mit einer Druckfarbe bedruckt sind, welche keinen charakteristischen Verlauf in den definierten Spektralbereichen aufweist.
Für jeden definierten Spektralbereich ergibt sich eine aus den entsprechen- den Meßwerten bestehende erste und zweite Meßreihe. Das von dem Objekt ausgehende Licht kann hierbei reflektiertes, insbesondere remittiertes, und/ oder transmittiertes Licht sein. Die eigentliche Echtheitsprüfung erfolgt nun anhand der ersten und zweiten Meßreihe. Die beiden Meßreihen werden hierzu aneinander angepaßt, indem die Meßwerte der ersten Meßreihe in Werte einer angepaßten Reihe umgerechnet werden. Die Werte der angepaßten Reihe haben hierbei die Eigenschaft, daß sie in definierten Bereichen nur geringfügig von den Werten der zweiten Meßreihe abweichen. Die genannten definierten Bereiche werden dadurch festgelegt, daß dort die erste und zweite Meßreihe im wesentlichen einen gleichen qualitativen Verlauf aufweisen. Der im wesentlichen gleiche qualitative Verlauf in den definierten Bereichen resultiert i.a. aus dem spektralen Verhalten des bedruckten Objekts außerhalb des Flächenbereichs.
Nach erfolgter Anpassung der beiden Meßreihen kann durch Vergleich der angepaßten Reihe mit der zweiten Meßreihe mit hoher Genauigkeit der Flächenbereich ermittelt werden, in welchem sich das spektrale Verhalten von den übrigen Bereichen des bedruckten Objekt unterscheidet, und eine entsprechende Auswertung und Echtheitsprüfung durch Vergleich der beiden angepaßten Meßreihen in diesem Bereich kann erfolgen.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird der Einfluß von zeitlich variierenden Dunkelströmen, Verstärkungsfaktoren und Empfindlichkeiten der jeweiligen Fotodetektoren eliminiert. Das in den definierten Spektralberei- chen unterschiedliche Spektralverhalten des Flächenbereichs läßt sich damit quantitativ analysieren, indem z.B. das Verhältnis oder die Differenz der beiden angepaßten Reihen gebildet wird. Dies führt einerseits zu einer zuverlässigen Echtheitsprüfung und gewährleistet andererseits ein hohes Maß an Bedienungsfreundlichkeit, da eine etwaige Anpassung von Paramatern zur Auswertung, wie z.B. Schwellenwerte für die Differenz zweier Detektorsignale, entfallen kann, da durch die Anpassung der beiden Meßreihen bei jedem zu prüfenden Objekt eine Elimination zeitlich variierender Einflüsse vorgenommen wird. Darüber hinaus wird eine Verfälschung des Prüfungsergebnisses, insbesondere durch lokal begrenzte Verschmutzungen auf dem bedruckten Objekt, deutlich reduziert, da der Einfluß von Verschmutzungen durch die Anpassung der Meßreihen, insbesondere unter Einbeziehung von Meßwerten außerhalb lokal begrenzter Verschmutzungsbereiche, herausge- mittelt wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Echtheitsprüfung von bedruckten Objekten gemäß Anspruch 10 ist dadurch gekennzeichnet, daß die zur De- tektion des vom Objekt ausgehenden Lichts vorgesehenen Detektionseinheiten in definierten Spektralbereichen empfindlich sind, welche außerhalb des sichtbaren Spektralbereichs liegen. Bei den Detektionseinheiten kann es sich insbesondere um fotoempfindliche Elemente, wie z.B. Fotodioden, handeln, welche in den definierten Spektralbereichen empfindlich sind. Optional kann vor ein oder mehrere fotosensitive Elemente ein Filter angeordnet sein, welches die spektrale Empfindlichkeit der jeweiligen Detektionsei heit zusätz- lieh beeinflußt. Insgesamt erlaubt die erfindungs gemäße Vorrichtung einen besonders kompakten, einfachen und kostengünstigen Aufbau, da auf zusätzliche, spektral auflösende optische Elemente, wie z.B. Prismen, Gitter oder ähnliches, verzichtet werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht auch darin, daß bei der Implementierung der einzelnen Komponenten der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung der Aufwand zur Justierung der einzelnen Komponenten sehr gering ist.
Besonders einfach und kostengünstig läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch realisieren, daß die zur Bestrahlung des zu untersuchen- den Objekts vorgesehene Lichtquelle ein breitbandiges Spektrum aufweist, welches die definierten Spektralbereiche zumindest teilweise einschließt. Hierzu eignen sich beispielsweise Glühlampen. Hierdurch kann auf den Einsatz verschiedener einzelner Lichtquellen, wie z.B. Leuchtdioden unterschiedlicher spektraler Emission, verzichtet werden. Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß die Detektionseinheiten nebeneinander angeordnete fotosensitive Elemente aufweisen. Die fotosensitiven Elmente können hierbei z.B. auf einem gemeinsamen Träger, so angeordnet sein, daß die Ränder der fotosensitiven Elemente aneinandergrenzen. Bei dem Träger kann es sich beispielsweise um ein Keramiksubstrat handeln. Ein Vorteil dieser dicht nebeneinander angeordneten fotosensitiven Elemente besteht darin, daß etwaige, durch unterschiedliche Positionen der Elemente bedingte, Parallaxen- fehler sehr gering gehalten werden, d.h., daß beide fotosensitiven Elemente etwa denselben Ausschnitt aus dem zu überprüfenden Objekt sehen.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird erreicht, daß Parallaxenfehler praktisch vollständig vermieden werden können, in- dem die fotosensitiven Elemente hintereinander angeordnet werden. Die Art und Reihenfolge der Elemente ist hierbei so zu wählen, daß jedes fotosensitive Element durchlässig ist für das mit dem jeweils dahinterliegenden fotosensitiven Elementen zu detektierende Licht. Bei einem Detektor mit beispielsweise zwei im infraroten Spektralbereich empfindlichen Elementen auf Halbleiterbasis wird hierzu ein erstes Element vor ein zweites Element angeordnet, wobei das Halbleitermaterial des ersten Elementes so zu wählen ist, daß dessen Absorptionskante bei kleineren Wellenlängen liegt als dies bei dem Halbleitermaterial des zweiten, dahinterliegenden Elementes der Fall ist.
Ein weiterer Aspekt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Lösung der Aufgabenstellung besteht gemäß Anspruch 18 darin, zwischen Objekt und Detektor mindestens eine Blende zur Einstellung der Größe eines auf dem Objekt zu vermessenden Bereichs vorzusehen, aus welchem das vom Objekt ausgehende Licht vom Detektor detektiert wird. Auf diese Weise wird eine besonders kompakte und kostengünstige Vorrichtung realisiert, bei welcher durch die Öffnung der Blende sowie deren Abstand zum Objekt bzw. Detektor die Größe des zu vermessenden Bereichs gezielt und einfach definiert werden kann. Abstände und Art der Blende sind hierbei bevorzugterweise so zu wählen, daß der auf dem Objekt zu vermessende Bereich groß ist gegenüber Unebenheiten auf dem Objekt, wie beispielsweise Knitterfalten, jedoch klein ist gegenüber Flächenbereichen auf dem Objekt, innerhalb derer ein charakteristisches Spektral verhalten nachgewiesen werden soll.
Die Erfindung wird nun anhand von in Figuren dargestellten Beispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2 den schematischen Aufbau eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 3 unterschiedliche definierte Spektralbereiche;
Fig. 4 zwei in unterschiedlichen Spektralbereichen erzeugte Meßreihen;
Fig. 5 die beiden Meßreihen aus Fig. 4 nach erfolgter erfindungsgemäßer Anpassung und
Fig. 6 die aus den angepaßten Meßreihen aus Fig. 5 ermittelte Differenz.
Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Das zu überprüfende bedruckte Objekt 10 wird mit Licht aus den bei- den Lichtquellen 12 bestrahlt. Bevorzugterweise werden hierzu Lichtquellen 12 verwendet, welche ein breitbandiges Spektrum aufweisen, das neben Anteilen im sichtbaren Spektralbereich auch Anteile in nicht sichtbaren Spektralbereichen, wie z.B. UV- und/oder Infrarot-Licht, enthält. Das von den Lichtquellen 12 ausgehende Licht wird von dem zu überprüfenden Objekt 10 zumindest teilweise reflektiert und von einer Fokussiereinrichtung 16 in die Ebene einer Blende 15 abgebildet, wobei das durch die Blendenöffnung gehende Licht auf den Detektor 13 trifft. Als Fokussiereinrichtung 16 werden bevorzugterweise selbstfokussierende Linsen eingesetzt. Bei selbstfokussie- renden Linsen handelt es sich um zvlinderförmige optische Elemente aus einem Material, welches einen von der optischen Achse des Zylinders zu dessen Mantel hin abnehmenden Brechungsindex aufweist. Durch die Verwendung einer solchen Linse wird eine vom Abstand Objekt-Detektor unabhängige und justierfreie 1:1 -Abbildung des zu vermessenden Bereichs auf die Detektionseinheit erreicht.
Zur gezielten Festlegung der Größe eines auf dem Objekt 10 zu vermessenden Bereichs für einen Meßvorgang wird in dem Strahlengang eine Blende 15 angeordnet, welche in diesem Ausführungsbeispiel als Lochblende aus- gebildet ist.
Der Detektor 13 besteht im gezeigten Beispiel aus zwei hintereinander angeordneten Detektionseinheiten 14, welche jeweils in unterschiedlichen Spektralbereichen empfindlich sind. Die Detektionseinheiten 14 enthalten hierbei jeweils ein fotoempfindliches Element, wobei das näher am Objekt 10 liegende fotoempfindliche Element für diejenigen Spektralbereiche durchlässig ist, in denen das dahinter liegende Element empfindlich ist. Die von den fotoempfindlichen Elementen erzeugten Ausgangssignale gehen in eine Auswerteeinheit 20 und werden dort zur Echtheitsprüfung des Objekts 10 wei- - li ¬
terverarbeitet. Optional kann das zu überprüfende Objekt 10 auf einer - hier nur stark schematisiert dargestellten - Transporteinrichtung 11 an der gesamten Sensorvorrichtung vorbeitransportiert werden. So kann das Objekt 10 beispielsweise mit einer bestimmten Transportgeschwindigkeit befördert werden, wobei mit dem Detektor 13 in bestiirunten Zeitabständen eine Messung des von dem Objekt 10 reflektierten Lichts vorgenommen wird. Auf diese Weise wird das Objekt 10 in Form einer Spur nebeneinander liegender oder ggf. überlappender einzelner Ortsbereiche einzelner Messungen abgetastet. Durch eine entsprechende Speicherung der bei der Messung an einer Stelle jeweils für die beiden definierten Spektralbereiche ermittelten Meßwerte erhält man schließlich für jedes der beiden fotoempfindlichen Elemente eine Meßreihe, welche das Reflexionsverhalten des Objekts 10 abhängig vom jeweiligen Ort der Messung widerspiegelt.
Fig. 2 zeigt den schematischen Aufbau eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Gegenüber dem in Fig. 1 erläuterten Beispiel sind die Detektionseinheiten 14 des Detektors 13 in bezug auf das zu vermessende Objekt 10 nicht hintereinander, sondern nebeneinander angeordnet. In der in Fig. 2 gewählten Darstellung hat man sich die nebeneinan- der angeordneten Detektionseinheiten 14 senkrecht zur Zeichenebene angeordnet zu denken. Die zur Begrenzung des auf dem Objekt 10 zu vermessenden Bereichs vorgesehene Blende 15 ist in diesem Beispiel vorzugsweise eine Spaltblende, deren Spalt ebenfalls senkrecht zur Zeichenebene verläuft. Durch die Wahl eines ausreichend langen Blendenspaltes im Verhältnis zur Ausdehnung der beiden nebeneinander angeordneten Detektionseinheiten 14 können etwaige auftretende Parallaxenfehler sehr geringgehalten werden. Bei einer ausreichend großen Spaltlänge wirken sich darüber hinaus Fehlerquellen bei der Messung sowie in dem bedruckten Objekt selbst geringer aus. Solche Fehlerquellen sind z.B. unterschiedliche Lagen verschiedener zu überprüfender Objekte relativ zur Meßvorrichtung, herstellungsbedingte unterschiedliche Lagen von zu vermessenden bedruckten Bereichen auf dem Objekt sowie Abweichungen im Schnitt, d.h. in Form und/ oder Größe, der bedruckten Objekte. Durch eine entsprechende Wahl der Lage der Blende 15 zwischen Detektor 13 und Objekt 10 wird ebenfalls die Größe des zu vermessenden Bereichs auf dem Objekt 10 festgelegt. Im dargestellten Beispiel ist die Blende 15 näher am Detektor 13 als am Objekt 10, prinzipiell stellt jedoch auch der umgekehrte Fall eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar.
Vor die Detektionseinheiten 14 ist in diesem Beispiel ein Filter 17 angeordnet, das nur in den relevanten Spektralbereichen durchlässig ist. So kann für Messungen mit im infraroten Spektralbereich empfindlichen Fotoelementen ein handelsübliches Filter verwendet werden, um den Einfluß von entspre- chend kurzwelligerem Licht zu eliminieren. Im übrigen gelten für dieses Ausführungsbeispiel die Erläuterungen zu Fig. 1.
Um eine besonders zuverlässige Echtheitsprüfung von mit Sicherheitsdruckfarben bedruckten Objekten zu erreichen, können für die Detektionseinhei- ten 14 in den dargestellten Beispielen jeweils fotoempfindliche Elemente eingesetzt werden, die jeweils in nicht sichtbaren Spektralbereichen, z.B. im infraroten oder ultravioletten Bereich, empfindlich sind. Auf diese Weise wird eine sehr genaue und sichere Bestimmung des dem Auge verborgenen spektralen Verhaltens des zu untersuchenden Objekts 10 erreicht.
Zur Echtheitsprüfung anhand von Licht aus mindestens zwei Spektralbereichen kann im Sinne der Erfindung zusätzlich auch Licht aus einem oder mehreren sichtbaren Spektralbereichen herangezogen werden. Fig. 3 zeigt Beispiele für definierte Spektralbereiche, in welchen das von dem zu überprüfenden Objekt 10 ausgehende Licht detektiert wird. In diesem qualitativen Schema sind die einzelnen Spaktralbereiche über der Wellenlänge λ auf einer nichtlinearen Skala aufgetragen. Erfindungsgemäß liegen die Spektralbereiche außerhalb des sichtbaren (VIS) Spektralbereichs. Im dargestellten Fall liegen zwei der definierten Spektralbereiche UVi und UV2 im Ultravioletten, während die anderen Spektralbereiche IRi, IR2 und IR3 im Infraroten liegen. Wie das Beispiel zeigt, können die definierten Spektralbereiche (UVι,UV2, IRi, IR2, IR-j) eine unterschiedliche spektrale Breite aufwei- sen. Eine unterschiedliche spektrale Breite ist dann von Vorteil, wenn z.B. in Spektralbereichen detektiert werden soll, in denen das vom Objekt 10 ausgehende Licht unterschiedlich breite Absorptionsverläufe, insbesondere Absorptionsbanden, aufweist. Prinzipiell ist es auch möglich, daß sich die definierten Spektralbereiche (UVι,UV2, IRi, IR2, IR-j) teilweise überlappen. Die Messung des von dem zu überprüfenden Objekt 10 ausgehenden Lichts in wenigstens zwei dieser definierten Spektralbereiche (UV^UV^ IRi, IR2, IR3) erfolgt über die einzelnen Detektionseinheiten 14 des Detektors 13, welche in den entsprechenden definierten Spektralbereichen (UNι,UV2, IRi, IR2, IR3) empfindlich sind. Beispielsweise kann die spektrale Empfindlichkeit einer gewählten Detektionseinheit 14 im entsprechenden Spektralbereich
(UV*i,UV2, IRi, IR2, IR3) ein Maximum aufweisen oder im wesentlichen innerhalb des entsprechenden Spektralbereichs (UV^UV^ IRi, IR2, IR3) liegen. Die Breite eines definierten Spektralbereichs, in welchem Licht detektiert werden soll, kann hierbei im wesentlichen der Breite der spektralen Emp- findlichkeit der Detektionseinheit 14 entsprechen. Eine Auswahl einzelner definierter Spektralbereiche, in denen das vom Objekt 10 ausgehende Licht detektiert werden soll, erfolgt je nach Art des spektralen Verhaltens der zu überprüfenden Sicherheitsdruckfarbe. So können z.B. zwei Spektralbereiche im Ultravioletten (UVi und UV2) oder Infraroten (IR2 und IR3) oder aber auch jeweils ein Spektralbereich im Ultravioletten (UVi) und Infraroten (IR2) ausgewählt werden.
Fig. 4 zeigt ein Diagramm, in welchem zwei Meßreihen Ii und I2 dargestellt sind, welche in zwei unterschiedlichen definierten Spektralbereichen, beispielsweise mit einer der in den Fig. 1 und 2 beschriebenen Vorrichtungen, ermittelt wurden. Die Meßwerte der beiden Meßreihen Ii und I2 sind in Abhängigkeit ihres Ortes X, an dem sie auf dem Objekt detektiert wurden, dargestellt. Wie in dem Diagramm zu erkennen ist, weisen die beiden darge- stellten Meßreihen Ii und I2 Bereiche B auf, in welchen die beiden Meßreihen einen im wesentlichen gleichen qualitativen Verlauf aufweisen. Demgegenüber weichen die Meßreihen Ii und I2 im Bereich A deutlich qualitativ voneinander ab. Erfindungsgemäß werden die beiden Meßreihen Ii und I2 aneinander angepaßt, indem die Meßreihe Ii in der Weise umgerechnet wird, daß sich deren neu berechnete Werte in den Bereichen B nur noch geringfügig von den Werten der zweiten Meßreihe I2 unterscheiden.
Bevorzugterweise erfolgt die Umrechnung der Meßwerte der ersten Meßreihe I in die Werte der angepaßten Reihe I'i durch eine lineare Transformati- on, welche durch Multiplikation der Werte der ersten Meßreihe Ii mit einem ersten Parameter ai und anschließende Addition eines zweiten Parameters a2 vorgenommen wird:
Figure imgf000016_0001
Mit dieser Transformation werden einerseits durch den ersten Parameter ai unterschiedliche Verstärkungsfaktoren oder Empfindlichkeiten und andererseits durch den zweiten Parameter a2 Offsetfehler, beispielsweise in Form unterschiedlicher Dunkelströme in den Detektoreinheiten, berücksichtigt. Darüber hinaus ist die lineare Transformation eine rechentechnisch einfach zu realisierende Umrechnung. Vorzugsweise werden die beiden Parameter ai und a2 aus den Meßwerten der Meßreihen Ii und I2 an Stellen eines lokalen Minimums Lj bzw. I2j und eines benachbarten lokalen Maximums Iik bzw. Ia im definierten Bereich B ermittelt. Diese rechentechnisch einfach umzusetzende Methode erlaubt eine besonders einfache und schnelle Bestimmung der zur Anpassung der beiden Meßreihen Ii und I2 erforderlichen Parameter ai und a2. In das Diagramm der Fig. 4 sind beispielhaft Stellen lokaler Minima Ii, und kj sowie benachbarter Maxima Iik und I21- der beiden Meßreihen und I eingezeichnet. Die beiden zur Anpassung über eine lineare Transformation der ersten Meßreihe Ii erforderlichen Parameter ai und a2 errechnen sich hierbei wie folgt:
aι = (l2k - I2,)/(Iik - Iι,)
Figure imgf000017_0001
Bei den Größen <Iι> und <I2> handelt es sich um den Mittelwert der jeweiligen Meßreihe Ii bzw.I2.
Alternativ können die beiden Parameter ai und a2 auch durch ein sogenanntes Least-Square-Fit- Verfahren ermittelt werden. Hierbei werden in einem numerischen Verfahren diejenigen Parameter ai und a2 ermittelt, für welche die Summe aus dem Quadrat der Differenzen der Meßwerte der angepaßten Meßreihen minimal wird:
∑ (h - I'i)2 = minimal, wobei I'i = aili + a2. Dieses Verfahren hat den Vorteil einer besonders hohen Genauigkeit in der Anpassung der beiden Meßreihen, da die Bestimmung der für die Anpassung erforderlichen Parameter ai und a2 über alle oder zumindest einen bestimmten Teilbereich der Werte der beiden Reihen erfolgt. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Ermittlung der beiden Parameter ai und a2 in zwei Durchläufen erfolgt. In einem ersten Durchlauf wird eine Anpassung der Meßreihen zunächst über alle Meßwerte der beiden Meßreihen Ii und I2 vorgenommen. Die angepaßten Meßreihen I'i und I2 werden anschließend miteinander verglichen wobei der Meßwertbereich A ermittelt wird, welcher sich im wesentlichen mit dem Flächenbereich des bedruckten Objekts deckt und in welchem die angepaßten Meßreihen I'i und I2 voneinander abweichen. Um den Unterschied des spektralen Reflexionsoder Transmissionsverhalten des bedruckten Objekts in diesem Meßwertbe- reich A besonders genau sowohl qualitativ als auch quantitativ analysieren zu können, wird anschließend in einem zweiten Durchlauf eine erneute Anpassung der Meßreihen Ii und I2 vorgenommen. Die Bestimmung der Parameter ai und a2 in diesem zweiten Durchlauf erfolgt jedoch lediglich unter Einbeziehung derjenigen Meßwerte, welche außerhalb des bestimmten Meßwertbereichs A liegen, d.h. über die in den Bereichen B liegenden Meßwerte.
Das in Fig. 5 dargestellte Diagramm zeigt eine aus der Meßreihe Ii umgerechnete angepaßte Reihe I'i sowie die zweite Meßreihe I2. Wie deutlich zu erkennen ist, weichen nun die beiden Reihen in den Bereichen B nur geringfügig voneinander ab. Demgegenüber tritt in dem Bereich A die Abweichung der beiden angepaßten Meßreihen l' und I2 deutlich hervor. Der in dem Bereich A deutlich abweichende Verlauf der beiden angepaßten Meßreihen I'! und I2 kann nun quantitativ ausgewertet werden.
Eine quantitative Auswertung kann beispielsweise durch Bildung der Differenz zwischen den beiden angepaßten Meßreihen I2 - I'i erfolgen. Das Ergebnis einer solchen Differenzbildung ist in Fig. 6 dargestellt. Die Höhe der Differenz zwischen den beiden angepaßten Meßreihen im Bereich A kann nun zur Echtheitsprüfung als Maß für ein im Bereich A abweichendes spektrales Verhalten des zu untersuchenden bedruckten Objekts herangezogen werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Echtheitsprüfung von bedruckten Objekten durch Messung von von einem zu überprüfenden Objekt (10) ausgehendem Licht in minde- stens zwei definierten Spektralbereichen, wobei
- das zu überprüfende Objekt (10) mit Licht bestrahlt wird, welches ein Spektrum mit Anteilen in den definierten Spektralbereichen aufweist,
- von mindestens einer Stelle des zu überprüfenden Objekts (10) ausgehendes Licht in den definierten Spektralbereichen detektiert wird und - die Echtheitsprüfung anhand des in einem ersten Spektralbereich detek- tierten Lichts und des in einem zweiten Spektralbereich detektierten Lichts erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Spektralbereiche, in welchen das von mindestens einer Stelle des zu überprüfenden Objekts (10) ausgehende Licht detektiert wird, außerhalb des sichtbaren Spektralbereichs liegen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- die Detektion des von dem Objekt (10) ausgehenden Lichts an mehreren Stellen des Objektes (10) erfolgt, so daß für jeden definierten Spektralbe- reich eine Meßreihe (Ii, h) aus einzelnen Meßwerten erzeugt wird, und
- die Echtheitsprüfung anhand der Meßreihen (Ii, I2) erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
- eine erste (Ii) und eine zweite (I2) Meßreihe aneinander angepaßt werden, indem aus den Meßwerten der ersten Meßreihe (Ii) Werte einer angepaßten Reihe (I'i) ermittelt werden, welche in Bereichen (B), in denen beide Meßreihen (Ii, I2) im wesentlichen einen gleichen qualitativen Verlauf aufweisen, nur geringfügig von den Werten der zweiten Meßreihe (I2) abweichen, und - die Echtheitsprüfung durch Vergleich der aneinander angepaßten Meßreihen (I'i, I2) erfolgt.
4. Verfahren zur Echtheitsprüfung von bedruckten Objekten durch Messung von von einem zu überprüfenden Objekt (10) ausgehendem Licht in mindestens zwei definierten Spektralbereichen , wobei
- das zu überprüfende Objekt (10) mit Licht bestrahlt wird, welches ein Spektrum mit Anteilen in den definierten Spektralbereichen aufweist,
- das von dem zu überprüfenden Objekt (10) ausgehende Licht in den defi- nierten Spektralbereichen detektiert wird und
- die Echtheitsprüfung anhand des in den definierten Spektralbereichen detektierten Lichts erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß
- die Detektion des von dem Objekt (10) ausgehenden Lichts an mehreren Stellen des Objekts (10) erfolgt, so daß für jeden definierten Spektralbereich jeweils eine Meßreihe (Ii, I2) aus einzelnen Meßwerten erzeugt wird,
- eine erste (Ii) und zweite (I2) Meßreihe aneinander angepaßt werden, indem aus den Meßwerten der ersten Meßreihe (I ) Werte einer angepaßten Reihe (I'i) ermittelt werden, welche in mindestens einem Bereich (B), in welchem beide Meßreihen (Ii, I2) im wesentlichen einen gleichen qualitativen Verlauf aufweisen, nur geringfügig von den Werten der zweiten Meßreihe (I2) abweichen, und
- die Echtheitsprüfung durch Vergleich der aneinander angepaßten Meßreihen (I'i, I2) erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß - die Umrechnung der Meßwerte der ersten Meßreihe (Ii) in die Werte der angepaßten Reihe (I'i) durch eine lineare Transformation erfolgt und - die lineare Transformation durch Multiplikation der Meßwerte der ersten Meßreihe (Ii) mit einem ersten Parameter (ai) und anschließende Addition eines zweiten Parameters (a2) vorgenommen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Parameter (ai, a2) aus den Meßwerten der beiden Meßreihen (Ii, h) an den Stellen jeweils eines lokalen Minimums (Iij, l2j) und jeweils eines lokalen Maximums (Iik, l2k) in den definierten Bereichen ermittelt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Parameter (ai, a2) ermittelt werden, für welche die Summe aus dem Quadrat der Differenzen der Werte der angepaßten Meßreihen (I'i, I ) minimal wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung der beiden Parameter (ai, a2) in zwei Durchläufen erfolgt, wobei
- in einem ersten Durchlauf eine Anpassung der Meßreihen (Ii, I2) durch Bestimmung der beiden Parameter (ai, a2) aus allen Meßwerten der beiden Meßreihen (Ii, I2) erfolgt,
- durch anschließenden Vergleich der angepaßten Reihen (I'i, I2) miteinan- der ein Meßwertbereich (A) ermittelt wird, in welchem die angepaßten
Reihen (I'i, I2) voneinander abweichen, und
- in einem zweiten Durchlauf eine erneute Anpassung der Meßreihen (Ii, I2) durch erneute Bestimmung der beiden Parameter (ai, a2) erfolgt, wobei die Bestimmung der beiden Parameter (ai, a2) lediglich aus außerhalb des bestimmten Meßwertbereichs (A) liegenden Werten der beiden Meßreihen
(Ii, I2) erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleich der aneinander angepaßten Reihen (I'i, b) durch Subtraktion der beiden Reihen (I'i, I2) voneinander erfolgt.
10. Vorrichtung zur Echtheitsprüfung von bedruckten Objekten durch Messung von von einem zu überprüfenden Objekt (10) ausgehendem Licht in mindestens zwei definierten Spektralbereichen mit
- mindestens einer Lichtquelle (12) zur Bestrahlung des Objektes (10) mit Licht, welches Anteile in den definierten Spektralbereichen aufweist, und - mindestens einem Detektor (13) zur Detektion des von dem Objekt (10) ausgehenden Lichts, wobei der Detektor (13) Detektionseinheiten (14) aufweist, welche jeweils in einem der definierten Spektralbereiche empfindlich sind, dadurch gekennzeichnet, daß die definierten Spektralbereiche, in welchen die Detektionseinheiten (14) empfindlich sind, außerhalb des sichtbaren Spektralbereichs liegen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10 , dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (12) ein breitbandiges Spektrum aufweist, welches die definierten Spektralbereiche zumindest teilweise einschließt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine optische Einrichtung zwischen Objekt (10) und Detektor (13) zur Fokussierung des vom Objekt (10) ausgehenden und vom Detektor (13) zu detektierenden Lichts angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Einrichtung eine selbstfokussierende Linse (16) enthält.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Objekt (10) und Detektor (13) mindestens eine Blende (15) zur Einstellung der Größe eines auf dem Objekt (10) zu vermessenden Bereichs vorgesehen ist, aus welchem das vom Objekt (10) ausgehende Licht vom Detektor (10) detektiert wird.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionseinheiten (14) des Detektors (13) nebeneinander angeordnete photosensitive Elemente aufweisen.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionseinheiten (14) des Detektors (13) hintereinander angeordnete photosensitive Elemente aufweisen, wobei jedes photosensitive Element durchlässig ist für das mit den jeweils dahinter liegenden photosen- sitiven Elementen zu detektierende Licht.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß vor mindestens einem der photosensitiven Elemente der Detektionseinheiten (14) mindestens ein optisches Filter (17) vorgesehen ist.
18. Vorrichtung zur Echtheitsprüfung von bedruckten Objekten durch Messung von von einem zu überprüfenden Objekt (10) ausgehendem Licht in mindestens zwei definierten Spektralbereichen mit
- mindestens einer Lichtquelle (12) zur Bestrahlung des Objektes (10) mit Licht, welches Anteile in den definierten Spektralbereichen aufweist, und
- mindestens einem Detektor (13) zur Detektion des vom Objekt (10) ausgehenden Lichts, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Objekt (10) und Detektor (13) mindestens eine Blende (15) zur Einstellung der Größe eines auf dem Objekt (10) zu vermessenden Bereichs vorgesehen ist, aus welchem das vom Objekt (10) ausgehende Licht vom Detektor (13) detektiert wird.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (15) eine runde Blendenöffnung aufweist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (15) eine rechteckige, insbesondere spaltförmige, Blendenöffnung aufweist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich mindestens eine Abbildungsoptik zwischen Objekt (10) und Detektor (13) zur Fokussierung des vom Objekt (10) ausgehenden und vom Detektor (13) zu detektierenden Lichts vorgesehen ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungsoptik mindestens eine selbstfokussierende Linse (16) umfaßt.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Echtheitsprüfung anhand von in mindestens zwei nichtsichtbaren Spektralbereichen und in mindestens einem sichtbaren Spektralbereich de- tektiertem Licht erfolgt.
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