WO2013034603A1 - Verfahren und anordnung zur verifikation eines sicherheitsdokuments mit einem sicherheitsmerkmal in form eines fluoreszierenden druckelementes sowie verwendung einer solchen anordnung - Google Patents

Verfahren und anordnung zur verifikation eines sicherheitsdokuments mit einem sicherheitsmerkmal in form eines fluoreszierenden druckelementes sowie verwendung einer solchen anordnung Download PDF

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WO2013034603A1
WO2013034603A1 PCT/EP2012/067336 EP2012067336W WO2013034603A1 WO 2013034603 A1 WO2013034603 A1 WO 2013034603A1 EP 2012067336 W EP2012067336 W EP 2012067336W WO 2013034603 A1 WO2013034603 A1 WO 2013034603A1
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printing element
wavelength range
fluorescent printing
security
doped
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Manfred Paeschke
Oliver Muth
Jörg Fischer
Frank Fritze
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Bundesdruckerei Gmbh
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Publication date
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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
    • G07D7/128—Viewing devices
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
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    • G07D7/06—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using wave or particle radiation
    • G07D7/12—Visible light, infrared or ultraviolet radiation
    • G07D7/1205—Testing spectral properties

Definitions

  • the invention relates to a method and an arrangement for verifying a security document with a security feature in the form of at least ⁇ a fluorescent printing element and the use of a corresponding arrangement.
  • such a Vefahren can execute a phone or an arrangement may be integra ⁇ ler part of a smartphone.
  • Sure ⁇ standardized documents to be provided with security features in the form of luminescence ornamental substances to them to thereby make forgery or verifiable.
  • Security documents within the meaning of the invention are in particular banknotes, passports, ID cards, driving licenses, tickets and similar documents or
  • EP 1 673 231 B1 describes a value document with a value document substrate having at least two different ones
  • Feature substances for testing the value document At least one of the feature substances is formed by a luminescent substance or a mixture of luminescent substances.
  • the feature substance can be irradiated with visible or infrared radiation, with emission taking place in the infrared spectral range.
  • the authenticity check is performed based on the detected emission.
  • EP 0 977 670 B1 shows a printed value document with an authenticity feature in the form of a luminescent substance based on a host ⁇ grating doped with a rare earth metal. The host lattice absorbs almost the entire visible spectral range, so that all lines are visible
  • the excitation range of the luminescent substance coincides with the radiation range of strong light sources, such as halogen lamps, flash lamps or the like. However, it can also be excited with light from the visible range.
  • EP 0,991,522 Bl includes a document of value with luminescent ⁇ ornamental substances which have emission spectra which lie so far in the IR spectral range that they are detectable with geb syndromech- loan detectors only under high metrological effort when the document of value in maximum, but the document be mixed to non-changing amount.
  • Suitable substances are substances based on holmium-doped host lattices.
  • EP 0 053 183 B1 shows a security document with authenticity features in the form of luminescent and absorbing substances which are excitable with invisible and / or visible light and luminesce only in the invisible region of the optical spectrum.
  • the excitation of the phosphors can be done both in the visible and in the non-visible spectral range. As an additional safety factor to refer that should be no emissions in view ⁇ cash area as possible.
  • WO 2006/056268 AI and DE 10 2004 056 007 AI include a mobile verification device for checking the authenticity of travel documents.
  • the verification device comprises an identification device for identifying a authorized user, a release device for releasing the
  • Verification device based on a signal of the Identifi ⁇ ornamental device, an optical reading unit for reading contained on the pages of the travel document image or alphanumeric information, a data processing device for processing the signals supplied by the optical reading unit according to a predetermined algorithm, a display unit for displaying the read data and the verification result and a communication unit for encrypted transmission of the read data or the verification result to a central office.
  • a mobile phone can serve as a graphic display unit, data processing unit and communication ⁇ unit.
  • an optical reading unit for example, a camera is used, which preferably comprises a lighting device with modulatable, in particular pulsable
  • Light sources such as LEDs or laser diodes has.
  • Pigments of printing inks contained security elements be stimulated and the signals obtained are also used for authenticity testing.
  • CN 1462010 A system for identification gebib- schter bills using a mobile phone is beschrie ⁇ ben.
  • the banknotes are encrypted by means of infrared barcode.
  • the barcode is stored in a central computer database
  • the central database is accessed via mobile connection.
  • CN 101252612 A shows a mobile telephone with a system for checking the authenticity of banknotes.
  • the system includes an am
  • the CCD camera preferably comprise an infrared light ⁇ source and an ultraviolet light source.
  • the system may further comprise an infrared filter and an ultraviolet filter, which can be pushed onto the infrared light source or Ultravio ⁇ lettlichtán by means of a transfer mechanism.
  • a mobile phone with an integrated spectroscopic sensor comprises a light source and a photosensor, the existing flash and the CMOS / CCD image find sensor of the mobile phone as a light source or as a photo sensor use.
  • the spectroscopic sensor comprises a light source and a photosensor, the existing flash and the CMOS / CCD image find sensor of the mobile phone as a light source or as a photo sensor use.
  • an authenticity check of objects such as banknotes, jewels, etc. is to be carried out.
  • the wavelength ranges of the radiation to be used are not described in detail.
  • US 2005/0100204 A1 shows a method and a device for detecting fluorescent particles for checking the authenticity of documents.
  • the device comprises a mobile telephone with an integrated light source and a photosensor.
  • An object of the present invention is to provide an arrangement, the use thereof, and a method for verifying a security document.
  • the arrangement according to the invention should be distinguished in particular by the fact that it consists of simple, generally available components and can be realized inexpensively in comparison to conventionally used verification arrangements.
  • the aim is to make the arrangement and the method for the verification of such security documents so that they are easy to use in mobile phones, smartphones and
  • a method for verifying a security document in accordance with the appended claim beige ⁇ is used to achieve the object, according to the invention 1 is used to achieve the object, according to the invention, an arrangement for the verification of a security document according to appended claim 5. Finally the invention provides a use of such an arrangement for
  • the method according to the invention for verifying a security document comprises the steps described below: First, the pigment-like fluorescent printing element, which is arranged in a test area of the security document, is excited by means of a light source emitting in the visible spectral range.
  • the light source used is preferably an LED light which is used as a flash or photographic light, as it is used in particular on modern mobile telephones.
  • the excitation can also be done via a continuous light source, such as neon lights, Halo ⁇ genstrahler or LED lighting.
  • an excitation can also be realized via natural sunlight.
  • To excite the preferably used fluorescent printing element is usually sufficient blue light. As a result of the excitation, light is emitted from the fluorescent printing element.
  • the emission of the pigmentary fluoreszie ⁇ leaders printing element is detected with a photo sensor and then evaluated. The evaluation is made on a specific application program that takes into account the different sources of light ⁇ .
  • the photosensor is preferably an LED light which is used as a flash or photographic light, as it
  • an image sensor of a mobile phone and the appli ⁇ tion program can be installed as a so-called app on a smartphone.
  • a comparison with the remaining surface of the security document, on which no fluo ⁇ resfugdes pressure element is arranged (comparison area), or take place with a pictorial image of the non-excited fluorescent pressure element.
  • the comparative data are usually stored in a database, the z.
  • Mobile phone is stored or available online.
  • the fluorescent pressure element can also be detected in the non-excited state and for
  • the Verifi ⁇ cation result is output, preferably on the display of the mobile ⁇ phone. If necessary, the verification result can be transmitted from the mobile telephone to a remote receiver.
  • the security document to be verified by means of the method according to the invention has a security feature in the form of at least one pigment-like fluorescent printing element which can be excited in a first wavelength range of electromagnetic radiation in order to emit electromagnetic radiation in a second wavelength range, the first and the second wavelength range in the visible spectral range lie.
  • a fine-grained inorganic LED-conversion phosphor is especially preferred as the fluorescent printing element used in varnish ⁇ modified form, which is incorporated in printing inks, printing inks or printing pastes. Belong to this group
  • Conversion phosphors used in the manufacture of LEDs to convert at least a portion of the emission of the semiconductor in the blue region into another color region to produce white light.
  • the inventive arrangement includes a freely programmable ⁇ bares mobile phone having a light source for emitting light in the visible spectral range and with a photo sensor for receiving or measurement of light in the visible spectral Area.
  • the free programmable mobile phone is configured to compare the radiation sensed by the photosensor with measured data output from the pigmented fluorescent printing element to predetermined data and to signal a drift or aberration in order to cause the
  • a significant advantage of the verification arrangement according to the invention is that only one appropriately configured mobile phone is needed. Thus, a simple and also inexpensive solution for the authenticity check of security documents is available.
  • the verification arrangement can be made available to a broader user group, which can carry out a review of security documents in a location-independent manner.
  • the freely programmable mobile phones include smartphones, which can be individually upgraded by the user with new functions via additional programs (so-called apps).
  • apps The required light source for verification and the photo sensor are standard on smartphones, so that the existing hardware does not need to be changed.
  • smartphones have an LED light source for realizing a flash or lighting function. Using this so-called LED flash, the Anre ⁇ supply of serving as a security label fluorescent printing element can be made.
  • a smartphone photosensor such as a CCD, CMOS or Foveon sensor, is equipped with a shutter system in the range of 10 ms to 50 ms, in particular in the range of 33 ms in the wavelength range of about 360 nm to 1100 nm.
  • Such photosensors are usually equipped with RGB color filters and IR-cut filters, since they are sensitive to about 1100 nm and especially in the non ⁇ visible range of 780 nm to 1100 nm have a high sensitivity analyzes ty.
  • An essential advantage of the invention is that by the method used as a security label fluoreszie ⁇ Rende printing element is carried out an emission in the visible spectral range. This emission, since it lies in the visible spectral range ⁇ , with little effort and without special detectors are acquired, for example, by a color image sensor of a smart phone. In the known from the prior art ⁇ known solutions are instead usually by the phosphors used emissions in the non-visible
  • the first wavelength range used for exciting the fluorescent printing element is between 380 nm and 500 nm.
  • the middle wavelength of the first wavelength range is preferably in the visible spectral range, wherein it is also preferably in the wavelength range between 380 nm to 500 nm.
  • a mean wavelength between 420 nm to 470 nm or between 450 nm to 470 nm has been found to be favorable.
  • the fluorescent printing element emits light in a second wavelength range, the wavelength is preferably in the visual spectral range ⁇ cash.
  • the wavelength or average wavelength of the second wavelength range is preferably between 490 nm and 780 nm or between 550 nm and 780 nm in the visible spectral range.
  • the security feature is applied to the security document by printing technology or integrated into the security document.
  • the printing inks, printing inks or printing pastes used preferably have a polymeric binding agent matrix in which the fluorescent printing element is homogeneously dispersed.
  • the printing inks, printing inks or printing pastes are produced by means of suitable application methods, such as intaglio printing, gravure printing, offset printing, flexographic printing, screen printing, inkjet printing, transfer printing, re-transfer printing, laser transfer printing, pad printing or numbering applied to the security document or integrated into the security document by printing on inner layers and subsequent lamination.
  • the pigment-like fluorescent printing element has a d50 Pigmentvertei ⁇ ment in the range 1 ym to 20 ym.
  • the d50 value is the measure of the average pigment size. d50 means that 50% of the pigments are smaller than the specified value.
  • a d50 pigment distribution in the submicron range, in particular in the nanoscale range has proved favorable.
  • advantageous d50 pigment distributions are in the range from 3 nm to 30 nm or in the range from 100 nm to 500 nm.
  • the fluorescent printing element is formed by a phosphor selected from the following group:
  • Cerium-doped rare earth-aluminum-gallium-garnet phosphors Cerium-doped rare earth-aluminum-gallium-garnet phosphors; red light emitting (Ca, Sr) S: Eu,
  • europium-doped alkaline earth orthosilicate phosphors or the europium-doped alkaline earth oxy-orthosilicate phosphors are preferred according to the general chemical formulas:
  • cerium-doped rare earth-aluminum / gallium-garnet phosphors are preferably according to the general chemical formula:
  • Spectrum namely from 500 nm to 600 nm can be moved.
  • the red light emitting (Ca, Sr) S: Eu 2+ and the green light emitting strontium thiogallate SrGa 2 S 4 iEu 2+ have ax values in the range of about 650 nm and about 525 nm, respectively.
  • the fluorescent printing element is formed by a nitridic phosphor. These phosphors are preferably doped with Eu 2+ or Ce 3+ as the activator.
  • the host lattices of these phosphors are preferred by nitridosilicates of the structure M-Si-N, by Oxonitridosilikate the
  • the fluorescent printing element is formed by a nitridic phosphor which is a host lattice of the structure M-Si-N, M-Si-O-N, M-Al-N, M-Si-Al-N or
  • M is a metal, which is preferably formed by Ca, Sr and / or Ba.
  • Table 2 are important representatives of the Eu 2+ - or Ce 3+ doped compiled nitride phosphors stating their charac ⁇ rule emission wavelengths.
  • exemplary naming of different phosphors is not intended to be limiting.
  • Other suitable phosphors which emit in the visible after excitation in the blue or visible spectral range and mixtures of different phosphors can also be used.
  • a preferred embodiment is, in particular ⁇ those special conversion phosphors, which also for
  • White light-emitting LED production can be suitably modified by variation of the lattice composition, the activator concentration and / or by co-doping with other, different rare earth ions and used in this form as a fluorescent printing element according to the invention.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Verifikation eines Sicherheitsdokuments mit einem Sicherheitsmerkmal in Form von mindestens einem pigmentartigen Konversionsleuchtstoff, welcher in einem ersten Wellenlängenbereich elektromagnetischer Strahlung anregbar ist, um elektromagnetische Strahlung in einem zweiten Wellenlängenbereich zu emittieren, wobei der erste und der zweite Wellenlängenbereich im sichtbaren Spektralbereich liegen. Die Anordnung umfasst ein frei programmierbares Mobiltelefon mit einer Lichtquelle zur Bestrahlung eines Prüfbereichs des Sicherheitsdokuments mit sichtbarem Licht in einem ersten Wellenlängenbereich und mit einem Fotosensor zur Aufnahme von sichtbarem Licht. Das ist Mobiltelefon konfiguriert, um die mit dem Fotosensor aufgenommene, vom Konversionsleuchtstoff im zweiten Wellenlängenbereich emittierte Strahlung mit vorgegebenen Daten zu vergleichen und eine Übereinstimmung zu signalisieren.

Description

Verfahren und Anordnung zur Verifikation eines
Sicherheitsdokuments mit einem Sicherheitsmerkmal in Form eines fluoreszierenden Druckelementes sowie Verwendung einer solchen Anordnung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Verifikation eines Sicherheitsdokuments mit einem Sicherheits¬ merkmal in Form von mindestens einem fluoreszierenden Druck- element sowie die Verwendung einer entsprechenden Anordnung.
Insbesondere lässt sich ein derartiges Vefahren mit einem Smartphone ausführen oder eine solche Anordnung kann integra¬ ler Bestandteil eines Smartphones sein. Aus dem Stand der Technik ist es seit langem bekannt Sicher¬ heitsdokumente mit Sicherheitsmerkmalen in Form von lumines- zierenden Substanzen zu versehen, um sie dadurch fälschungssicher bzw. verifizierbar zur machen. Sicherheitsdokumente im Sinne der Erfindung sind insbesondere Banknoten, Reisepässe, ID-Karten, Führerscheine, Tickets und ähnliche Dokumente oder
Gegenstände, bei denen der Bedarf der Fälschungssicherheit besteht .
Die EP 1 673 231 Bl beschreibt ein Wertdokument mit einem Wertdokumentsubstrat mit mindestens zwei unterschiedlichen
Merkmalsstoffen zur Prüfung des Wertdokuments. Zumindest einer der Merkmalsstoffe wird durch einen Lumineszenzstoff oder eine Mischung aus Lumineszenzstoffen gebildet. Der Merkmalsstoff kann mit sichtbarer bzw. infraroter Strahlung bestrahlt werden, wobei eine Emission im infraroten Spektralbereich stattfindet. Die Prüfung der Echtheit wird basierend auf der erfassten Emission durchgeführt. Die EP 0 977 670 Bl zeigt ein bedrucktes Wertdokument mit einem Echtheitsmerkmal in Form einer lumineszierenden Substanz auf Basis eines mit einem Seltenerdmetall dotierten Wirts¬ gitters. Das Wirtsgitter absorbiert nahezu im gesamten sicht- baren Spektralbereich, so dass alle Linien im sichtbaren
Spektralbereich der lumineszierenden Substanz unterdrückt werden. Der Anregungsbereich der lumineszierenden Substanz deckt sich mit dem Strahlungsbereich von starken Lichtquellen, wie Halogenlampen, Blitzlampen o. ä. Es kann jedoch auch mit Licht aus dem sichtbaren Bereich angeregt werden.
Die EP 0 991 522 Bl beinhaltet ein Wertdokument mit lumines¬ zierenden Substanzen, welche Emissionsspektren aufweisen, die so weit im IR-Spektralbereich liegen, dass sie mit gebräuch- liehen Detektoren nur unter hohem messtechnischen Aufwand nachweisbar sind, wenn sie dem Wertdokument in maximaler, aber das Dokument nicht verändernder Menge zugemischt werden. Als geeignete Substanzen werden Stoffe auf der Basis von holmiumdotierten Wirtsgittern angegeben.
Die EP 0 053 183 Bl zeigt ein Wertpapier mit Echtheitsmerkmalen in Form von lumineszierenden und absorbierenden Substanzen, die mit unsichtbarem und/oder sichtbarem Licht anregbar sind und nur im unsichtbaren Bereich des optischen Spektrums lumineszieren .
Weiterhin soll noch auf die EP 0 052 624 Bl, EP 0 053 124 Bl, EP 0 053 148 Bl, EP 0 975 468 Bl und EP 0 975 469 Bl verwiesen werden, wo ebenfalls Wertdokumente mit lumineszierenden Echt- heitsmerkmalen beschrieben sind. Die Anregung der Leuchtstoffe kann sowohl im sichtbaren als auch im nicht sichtbaren Spektralbereich erfolgen. Als zusätzlicher Sicherheitsfaktor wird darauf verwiesen, dass möglichst keine Emissionen im sicht¬ baren Bereich auftreten sollen.
Zur Verifikation von Sicherheitsdokumenten werden üblicher- weise spezielle Detektionsgeräte benötigt, welche zumeist stationär betrieben werden und nur einer eingeschränkten
Nutzergruppe zur Verfügung stehen. Darüber hinaus gibt es seit einiger Zeit Bestrebungen, Detektoren auch für mobile Anwendungen zur Verfügung zu stellen.
Die WO 2006/056268 AI und die DE 10 2004 056 007 AI beinhalten eine mobile Verifikationseinrichtung zur Echtheitsüberprüfung von Reisedokumenten. Die Verifikationseinrichtung umfasst eine Identifizierungseinrichtung zur Identifizierung eines berech- tigten Benutzers, eine Freigabeeinrichtung zur Freigabe der
Verifikationseinrichtung aufgrund eines Signals der Identifi¬ zierungseinrichtung, eine optische Leseeinheit zum Auslesen von auf den Seiten des Reisedokuments enthaltener bildmäßiger bzw. alphanumerischer Information, eine Datenverarbeitungs- einrichtung zur Verarbeitung der von der optischen Leseeinheit gelieferten Signale nach einem vorgegebenen Algorithmus, eine Anzeigeeinheit zur Anzeige der ausgelesenen Daten sowie des Verifikationsergebnisses sowie eine Kommunikationseinheit zur verschlüsselten Übermittlung der ausgelesenen Daten bzw. des Verifikationsergebnisses an eine zentrale Stelle. Nach einer bevorzugten Ausführung kann ein Mobiltelefon als grafische Anzeigeeinheit, Datenverarbeitungseinheit und Kommunikations¬ einheit dienen. Als optische Leseeinheit kommt beispielsweise eine Kamera zum Einsatz, welche vorzugsweise eine Beleuch- tungseinrichtung mit modulierbaren, insbesondere pulsbaren
Lichtquellen, wie LEDs bzw. Laserdioden aufweist. Durch
Verwendung derartiger Beleuchtungssysteme können die in
Pigmenten von Druckfarben enthaltenen Sicherheitselemente angeregt werden und die dabei gewonnenen Signale ebenfalls zur Echtheitsprüfung herangezogen werden.
In der CN 1462010 A ist ein System zur Identifikation gefäl- schter Banknoten mit Hilfe eines Mobilfunktelefons beschrie¬ ben. Die Banknoten sind mittels Infrarotbarcode verschlüsselt. Der Barcode wird in einer zentralen Computer-Datenbank
erfasst. Nachdem die Banknoten im Umlauf sind kann mittels einer über eine geeignete Software realisierten Banknoten- erkennungsfunktion des Mobilfunktelefons die Echtheit von
Banknoten geprüft werden. Hierzu wird per Mobilfunkverbindung auf die zentrale Datenbank zugegriffen.
Die CN 101252612 A zeigt ein Mobilfunktelefon mit einem System zur Echtheitsprüfung von Banknoten. Das System umfasst eine am
Mobilfunktelefon angeordnete CCD-Kamera sowie Lichtquellen, die auf der gleichen Seite wie die CCD-Kamera angeordnet sind. Die Lichtquellen umfassen vorzugsweise eine Infrarotlicht¬ quelle sowie eine Ultraviolettlichtquelle. Das System kann weiterhin einen Infrarotfilter und einen Ultraviolettfilter aufweisen, welche auf die Infrarotlichtquelle bzw. Ultravio¬ lettlichtquelle mittels eines Transfermechanismus aufgeschoben werden können. Durch das beschriebene System kann die bei Mobilfunktelefonen herkömmlich verwendete CCD-Kamera Sicher- heitsmerkmale von Banknoten erfassen. Ein Nachteil der
beschriebenen Lösung besteht darin, dass zusätzliche Modifika¬ tionen, wie das Anbringen von Lichtquellen, am Mobilfunktelefon erforderlich sind. Aus der US 2006/0279732 AI ist ein Mobiltelefon mit einem integrierten spektroskopischen Sensor bekannt. Der spektroskopische Sensor umfasst eine Lichtquelle und einen Fotosensor, wobei das bereits vorhandene Blitzlicht und der CMOS/CCD-Bild- sensor des Mobiltelefons als Lichtquelle bzw. als Fotosensor Verwendung finden. Mittels Mobiltelefon soll eine Echtheitsüberprüfung von Objekten, wie Banknoten, Juwelen u. a. vorgenommen werden. Die Wellenlängenbereiche der zu verwendenden Strahlung werden jedoch nicht näher beschrieben.
Die US 2005/0100204 AI zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Detektion fluoreszierender Partikel zur Echtheitsüberprüfung von Dokumenten. Die Vorrichtung umfasst ein Mobil- telefon mit einer integrierten Lichtquelle und einem Fotosensor .
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Anordnung, deren Verwendung und ein Verfahren zur Verifikation eines Sicherheitsdokuments zur Verfügung gestellt werden. Die erfindungsgemäße Anordnung soll sich insbesondere dadurch auszeichnen, dass sie aus einfachen, allgemein verfügbaren Komponenten besteht und im Vergleich zu herkömmlich verwendeten Verifikationsanordnungen preiswert zu realisieren ist. Insbesondere wird angestrebt, die Anordnung und das Verfahren zur Verifikation solcher Sicherheitsdokumente so zu gestalten, dass sie sich leicht in Mobiltelefone, Smartphones und
vergleichbare Geräte integrieren lassen. Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe dient ein Verfahren zur Verifikation eines Sicherheitsdokuments gemäß dem beige¬ fügten Anspruch 1. Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe dient auch eine Anordnung zur Verifikation eines Sicherheitsdokuments gemäß dem beigefügten Anspruch 5. Schließlich gibt die Erfindung eine Verwendung einer solchen Anordnung zur
Verifikation eines Sicherheitsdokuments an, gemäß Anspruch 8. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Verifikation eines Sicherheitsdokuments umfasst die nachfolgend beschriebenen Schritte: Zunächst wird das pigmentartige fluoreszierende Druckelement, das in einem Prüfbereich des Sicherheitsdokumentes angeordnet ist, mittels einer im sichtbaren Spektralbereich emittierenden Lichtquelle angeregt. Als Lichtquelle wird vorzugsweise eine als Blitz- oder Fotolicht verwendete LED-Leuchte eingesetzt, wie sie insbesondere an modernen Mobiltelefonen Anwendung findet. Die Anregung kann jedoch auch über eine kontinuierliche Lichtquelle, wie beispielsweise durch Neonröhren, Halo¬ genstrahler oder LED-Beleuchtung erfolgen. Ebenso kann eine Anregung auch über das natürliche Sonnenlicht realisiert werden. Zur Anregung des vorzugsweise genutzten fluoreszierenden Druckelementes reicht in der Regel blaues Licht aus. Infolge der Anregung wird vom fluoreszierenden Druckelement Licht emittiert. Die Emission des pigmentartigen fluoreszie¬ renden Druckelementes wird mit einem Fotosensor erfasst und anschließend ausgewertet. Die Auswertung erfolgt über ein spezifisches Anwendungsprogramm, welches auch die unterschied¬ lichen Lichtquellen berücksichtigt. Der Fotosensor ist
vorzugsweise ein Bildsensor eines Mobiltelefons und das Anwen¬ dungsprogramm kann als sogenannte App auf einem Smartphone installiert sein. Im Rahmen dieser Auswertung kann ein Vergleich mit der restlichen Oberfläche des Sicherheitsdokuments, auf der kein fluo¬ reszierendes Druckelement angeordnet ist (Vergleichsbereich) , bzw. mit einer bildlichen Aufnahme des nicht angeregten fluoreszierenden Druckelementes erfolgen. Die Vergleichsdaten sind in der Regel in einer Datenbank hinterlegt, die z. B. im
Mobiltelefon abgelegt oder online verfügbar ist. Es ist jedoch auch möglich die zum Vergleich benötigten Daten während des Verfahrens zu erzeugen, indem ein Vergleichsbereich des Sicherheitsdokuments mittels der anregenden Lichtquelle beleuchtet wird und die Emission des Vergleichsbereichs erfasst wird. Alternativ kann das fluoreszierende Druckelement auch im nicht angeregten Zustand erfasst werden und zum
Vergleich herangezogen werden.
Im letzten Verfahrensschritt erfolgt eine Ausgabe des Verifi¬ kationsergebnisses, vorzugsweise auf dem Display des Mobil¬ telefons. Bei Bedarf kann das Verifikationsergebnis vom Mobil- telefon zu einem entfernten Empfänger übermittel werden.
Das mittels erfindungsgemäßem Verfahren zu verifizierende Sicherheitsdokument weist ein Sicherheitsmerkmal in Form von mindestens einem pigmentartigen fluoreszierenden Druckelement auf, welches in einem ersten Wellenlängenbereich elektromagnetischer Strahlung anregbar ist, um elektromagnetische Strahlung in einem zweiten Wellenlängenbereich zu emittieren, wobei der erste und der zweite Wellenlängenbereich im sichtbaren Spektralbereich liegen.
Besonders bevorzugt wird als fluoreszierendes Druckelement ein feinkörniger anorganischer LED-Konversionsleuchtstoff in abge¬ wandelter Form verwendet, der in Druckfarben, Drucktinten oder Druckpasten eingearbeitet ist. Zu dieser Gruppe gehören
Konversionsleuchtstoffe, die bei der Herstellung von LEDs verwendet werden, um zur Erzeugung von weißem Licht zumindest einen Teil der Emission des Halbleiters im blauen Bereich in einen anderen Farbbereich zu wandeln. Die erfindungsgemäße Anordnung umfasst ein frei programmier¬ bares Mobiltelefon mit einer Lichtquelle zur Emission von Licht im sichtbaren Spektralbereich und mit einem Fotosensor zur Aufnahme bzw. Messung von Licht im sichtbaren Spektral- bereich. Das frei programmierbare Mobiltelefon ist derart konfiguriert, dass es die mit dem Fotosensor aufgenommene bzw. gemessene vom pigmentartigen fluoreszierenden Druckelement emittierte Strahlung mit vorgegebenen Daten vergleichen und eine Überstimmung oder Abweichung signalisieren kann, um die
Sicherheitsmerkmale des untersuchten Sicherheitsdokuments zu verifizieren .
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Verifikations- anordnung besteht darin, dass lediglich ein entsprechend konfiguriertes Mobiltelefon benötigt wird. Somit steht eine einfache und auch preiswerte Lösung für den Echtheitscheck von Sicherheitsdokumenten zur Verfügung. Die Verifikationsanordnung kann einer breiteren Nutzergruppe zur Verfügung gestellt werden, welche ortsungebunden eine Überprüfung von Sicherheitsdokumenten vornehmen kann.
Zu den frei programmierbaren Mobiltelefonen gehören Smart- phones, welche über zusätzliche Programme (sogenannten Apps) vom Anwender individuell mit neuen Funktionen aufgerüstet werden können. Die zur Verifikation benötigte Lichtquelle sowie der Fotosensor sind standardmäßig bei Smartphones vorhanden, so dass die vorhandene Hardware nicht verändert werden muss. Smartphones weisen in der Regel eine LED-Licht- quelle zur Realisierung einer Blitz- oder Beleuchtungsfunktion auf. Mit Hilfe dieses sogenannten LED-Blitzes kann die Anre¬ gung des als Sicherheitskennzeichen dienenden fluoreszierenden Druckelementes erfolgen. Ein Smartphone-Fotosensor, wie zum Beispiel ein CCD-, CMOS- oder Foveon-Sensor, ist mit einem Verschlusssystem im Bereich von 10 ms bis 50 ms, insbesondere im Bereich von 33 ms im Wellenlängenbereich von etwa 360 nm bis 1100 nm ausgestattet. Derartige Fotosensoren sind in der Regel mit RGB-Farbfiltern und IR-Sperrfiltern ausgestattet, da sie bis etwa 1100 nm sensitiv sind und insbesondere im nicht¬ sichtbaren Bereich von 780 nm bis 1100 nm eine hohe Sensitivi- tät aufweisen. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch das als Sicherheitskennzeichen verwendete fluoreszie¬ rende Druckelement eine Emission im sichtbaren Spektralbereich erfolgt. Diese Emission kann, da sie im sichtbaren Spektral¬ bereich liegt, aufwandsarm und ohne spezielle Detektoren erfasst werden, beispielsweise durch einen Farbbildsensor eines Smartphones. Bei den aus dem Stand der Technik vorbe¬ kannten Lösungen werden stattdessen in der Regel durch die verwendeten Leuchtstoffe Emissionen im nicht-sichtbaren
Bereich hervorgerufen, deren Detektion wesentlich aufwendiger ist.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform liegt der zur Anregung des fluoreszierenden Druckelementes verwendete erste Wellenlängenbereich zwischen 380 nm bis 500 nm. Die mittlere Wellenlänge des ersten Wellenlängenbereichs liegt vorzugsweise im sichtbaren Spektralbereich, wobei sie ebenfalls vorzugsweise im Wellenlängenbereich zwischen 380 nm bis 500 nm liegt. Für einige Ausführungsformen hat sich eine mittlere Wellenlänge zwischen 420 nm bis 470 nm oder zwischen 450 nm bis 470 nm als günstig erwiesen.
Das fluoreszierende Druckelement emittiert in einem zweiten Wellenlängenbereich, dessen Wellenlänge vorzugsweise im sicht¬ baren Spektralbereich liegt. Die Wellenlänge bzw. mittlere Wellenlänge des zweiten Wellenlängenbereichs liegt bevorzugt zwischen 490 nm und 780 nm oder zwischen 550 nm und 780 nm im sichtbaren Spektralbereich. Das Sicherheitsmerkmal wird in der Regel drucktechnisch auf das Sicherheitsdokument aufgebracht oder in das Sicherheits¬ dokument integriert. Die verwendeten Druckfarben, Drucktinten oder Druckpasten weisen vorzugsweise eine polymere Bindemit- telmatrix auf, in welcher das fluoreszierende Druckelement homogen dispergiert ist. Die Druckfarben, Drucktinten oder Druckpasten werden mittels geeigneter Auftragsverfahren, wie beispielsweise Intagliodruck, Tiefdruck, Offsetdruck, Flexo- druck, Siebdruck, InkJet-Druck, Transfer-Druck, Re-Transfer- Druck, Laser-Transfer-Druck, Tampondruck oder Nummerierungs- werk auf das Sicherheitsdokument aufgebracht oder in das Sicherheitsdokument durch Bedruckung von Innenlagen und anschließender Lamination integriert. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform weist das pigmentartige fluoreszierenden Druckelement eine d50 Pigmentvertei¬ lung im Bereich 1 ym bis 20 ym auf. Der d50-Wert ist das Maß für die mittlere Pigmentgröße. d50 bedeutet, dass 50% der Pigmente kleiner sind als der angegebene Wert. Bei anderen Ausführungsformen hat sich eine d50 Pigmentverteilung im Sub- ym-Bereich, insbesondere im nanoskaligen Bereich als günstig erwiesen. Hierbei liegen vorteilhafte d50 Pigmentverteilungen im Bereich von 3 nm bis 30 nm oder im Bereich von 100 nm bis 500 nm.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das fluoreszierende Druckelement durch einen Leuchtstoff gebildet, der aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist:
- Europium-dotierte Erdalkaliorthosilikatleuchtstoffe und Europium-dotierte Erdalkalioxyorthosilikatleuchtstoffe ;
- nitridische Leuchtstoffe;
- Cer-dotierte Seltenerdmetall-Aluminium-Gallium-Granat- Leuchtstoffe ; rotes Licht emittierendes (Ca,Sr)S:Eu ,
grünes Licht emittierendes SrGa2S4 : Eu2+ .
Die Europium-dotierten Erdalkaliorthosilikatleuchtstoffe bzw. die Europium-dotierten Erdalkalioxyorthosilikatleuchtstoffe sind bevorzugt gemäß den allgemeinen chemischen Formeln:
MII 2Si04 :Eu2+ mit M11 = Ca, Sr, Ba und/oder
M^sSiOs :Eu2+ mit M11 = Sr, Ba
ausgebildet. Während die Eu2+-aktivierten Orthosilikate bei Anregung im blauen Spektralbereich in Abhängigkeit von der konkreten LeuchtstoffZusammensetzung breitbandig mit Wellen- längenmaxima zwischen 500 nm und 620 nm emittieren, weisen die Oxyorthosilikate, die im gelben bzw. orange-gelben Spektral¬ bereich zwischen 550 nm und 610 nm lumineszieren, Emissionsspektren mit deutlich geringeren Halbwertbreiten auf.
Die Cer-dotierten Seltenerdmetall-Aluminium/Gallium-Granat- Leuchtstoffe sind bevorzugt gemäß der allgemeinen chemischen Formel :
ΜΙΙΣ3 (Ali-xGax) 50i2:Ce3+ mit M111 = Y, Gd, Tb, Lu und 0 <x <1 ausgebildet. Auch für diese Leuchtstoffklasse ist charakteris¬ tisch, dass die Emissionswellenlängen durch Variation der Seltenerdkationen und des Ce3+-Gehaltes sowie durch Substitu¬ tion im Anionenteilgitter , nämlich durch einen Gallium-Aluminium-Austausch, über einen weiten Bereich des sichtbaren
Spektrums, nämlich von 500 nm bis 600 nm verschoben werden können .
Das rotes Licht emittierende (Ca, Sr ) S : Eu2+ und das grünes Licht emittierende Strontiumthiogallat SrGa2S4iEu2+ weisen ax-Werte im Bereich von etwa 650 nm bzw. bei etwa 525 nm auf. Besonders bevorzugt ist das fluoreszierende Druckelement durch einen nitridischen Leuchtstoff gebildet. Diese Leuchtstoffe sind bevorzugt mit Eu2+ oder Ce3+ als Aktivator dotiert. Die Wirtsgitter dieser Leuchtstoffe sind bevorzugt durch Nitrido- silikate der Struktur M-Si-N, durch Oxonitridosilikate der
Struktur M-Si-O-N, durch Nitridoaluminate der Struktur M-Al-N, durch Nitridoaluminosilikate der Struktur M-Si-Al-N oder durch Oxonitridoaluminosilikate der Struktur M-Si-Al-O-N gebildet. Besonders bevorzugt ist das fluoreszierende Druckelement durch einen nitridischen Leuchtstoff gebildet, der ein Wirtsgitter der Struktur M-Si-N, M-Si-O-N, M-Al-N, M-Si-Al-N oder
M-Si-Al-O-N aufweist und mit Eu2+ als Aktivator dotiert ist, oder der ein Wirtsgitter der Struktur M-Si-N, La-Si-N,
M-Si-Al-N oder M-Si-Al-O-N aufweist und mit Ce3+ als Aktivator dotiert ist. Dabei steht M für ein Metall, welches bevorzugt durch Ca, Sr und/oder Ba gebildet ist.
In der nachfolgenden Tabelle 1 und in der nachfolgenden
Tabelle 2 sind wichtige Vertreter der Eu2+- bzw. Ce3+-dotierten nitridischen Leuchtstoffe unter Angabe ihrer charakteristi¬ schen Emissionswellenlängen zusammengestellt.
Figure imgf000014_0001
Ce +-Dotierung Emissionswellenlänge in nm
M = Ca Sr Ba
M-Si-N
MSiN2 540-640 450-600 450-550
(Li+-, Na+-codotiert)
M2Si5N 470 555 450
(Li+-, Na+-codotiert)
La3Si6Nn 550-590 550-590 550-590
M-Si-Al-N
MS1AIN3 565 - -
M-Si-Al-O-N
Mx/2Sii2- (x+y) AI (X+y) OyNi6-y 485-540 - - (a-Sialon)
Tabelle 2
Die hier beispielhafte Nennung verschiedener Leuchtstoffe soll keine Einschränkung bedeuten. Es können auch andere geeignete Leuchtstoffe, die nach Anregung im blauen bzw. sichtbaren Spektralbereich im Sichtbaren emittieren, sowie Mischungen unterschiedlicher Leuchtstoffe eingesetzt werden. Darüber hinaus besteht eine bevorzugte Ausführungsform darin, insbe¬ sondere diejenigen Konversionsleuchtstoffe, die auch zur
Herstellung weißes Licht emittierender LED verwendet werden, in geeigneter Weise durch Variation der Gitterzusammensetzung, der Aktivatorkonzentration und/oder durch Codotierung mit weiteren, anders gearteten Seltenerdionen zu modifizieren und in dieser Form als fluoreszierendes Druckelement gemäß der Erfindung zu verwenden.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Verifikation eines Sicherheitsdokuments mit einem Sicherheitsmerkmal in Form von mindestens einem pigmentartigen fluoreszierenden Druckelement, welches in einem Prüfbereich angebracht und in einem ersten Wellenlängenbereich elektromagnetischer Strahlung anregbar ist, um elektromagnetische Strahlung in einem zweiten Wellenlängenbereich zu emittieren, wobei der erste und der zweite Wellenlängenbereich im sichtbaren Spektralbereich liegen, folgende Schritte umfassend:
- Anregen des fluoreszierenden Druckelementes mittels einer im ersten Wellenlängenbereich emittierenden Lichtquelle;
- Erfassen der Emission des fluoreszierenden Druckelementes mit einem Fotosensor;
- Auswerten der im zweiten Wellenlängenbereich erfassten Emission des fluoreszierenden Druckelementes durch
Vergleich mit vorgegebenen Daten;
- Ausgabe des Verifikationsergebnisses in Abhängigkeit vom Ergebnis des ausgeführten Vergleichs. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin folgende Schritte aufweist:
- Beleuchten eines Vergleichsbereichs des Sicherheitsdoku¬ ments mittels der im sichtbaren Spektralbereich emittierenden Lichtquelle, wobei der Vergleichsbereich den im Prüfbereich angeordneten fluoreszierenden Druckelement nicht enthält;
- Erfassen der Emission des Vergleichsbereichs mit dem
Fotosensor;
- Anwenden der erfassten Emission des Vergleichsbereichs als vorgegebene Daten, die beim Auswerten der erfassten
Emission des fluoreszierenden Druckelementes herangezogen werden . Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das pigmentartige fluoreszierende Druckelement ein aus der folgenden Gruppe ausgewählter Leuchtstoff ist:
nitridische Leuchtstoffe;
Europium-dotierte Erdalkaliorthosilikatleuchtstoffe und Europium-dotierte ErdalkalioxyorthosilikatleuchtStoffe ; Cer-dotierte Seltenerdmetall-Aluminium-Gallium-Granat- Leuchtstoffe ;
rotes Licht emittierendes (Ca, Sr) S : Eu2+; und
grünes Licht emittierendes SrGa2S4 : Eu2+ .
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das pigmentartige fluoreszierende Druckelement durch einen nitridischen Leuchtstoff gebildet ist, der ein Wirtsgitter der Struktur M-Si-N, M-Si-O-N, M-Al-N, M-Si-Al-N oder
M-Si-Al-O-N aufweist und mit Eu2+ als Aktivator dotiert ist, oder der ein Wirtsgitter der Struktur M-Si-N, La-Si-N, M-Si-Al-N oder M-Si-Al-O-N aufweist und mit Ce3+ als Akti¬ vator dotiert ist, wobei M für ein Metall steht.
Anordnung zur Verifikation eines Sicherheitsdokuments mit einem Sicherheitsmerkmal in Form von mindestens einem pigmentartigen fluoreszierenden Druckelement, welches in einem Prüfbereich angebracht und in einem ersten Wellenlängenbereich elektromagnetischer Strahlung anregbar ist, um elektromagnetische Strahlung in einem zweiten Wellenlängenbereich zu emittieren, umfassend ein frei programmierbares Mobiltelefon mit einer Lichtquelle zur Bestrahlung eines Prüfbereichs des Sicherheitsdokuments mit sicht¬ barem Licht in einem ersten Wellenlängenbereich und mit einem Fotosensor zur Aufnahme von sichtbarem Licht, wobei das Mobiltelefon konfiguriert ist, um die mit dem Foto¬ sensor aufgenommene, vom fluoreszierenden Druckelement im zweiten Wellenlängenbereich emittierte Strahlung mit vorge gebenen Daten zu vergleichen und eine Übereinstimmung zu signalisieren.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass di Lichtquelle eine als Blitz- oder Fotolicht verwendete LED- Leuchte des Mobiltelefons ist.
7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalisierung der Übereinstimmung der vom Fotosensor aufgenommenen Strahlung im zweiten Wellenlängenbereich mit den vorgegebenen Daten über das Display des Mobiltelefons erfolgt.
8. Verwendung einer Anordnung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7 zur Verifikation eines Sicherheitsdokuments, welches ein Sicherheitsmerkmal in Form von mindestens einem pigment¬ artigen fluoreszierenden Druckelement aufweist, wobei das fluoreszierende Druckelement in einem Prüfbereich des Sicherheitsdokuments angebracht ist, in einem ersten
Wellenlängenbereich im sichtbaren Spektralbereich anregbar ist, und infolge dieser Anregung elektromagnetische Strah¬ lung in einem zweiten Wellenlängenbereich im sichtbaren Spektralbereich emittiert.
9. Verwendung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wellenlängenbereich zwischen 380 nm und 500 nm liegt und/oder der zweite Wellenlängenbereich zwischen 490 nm und 780 nm liegt. Verwendung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitsmerkmal drucktechnisch auf das Sicher¬ heitsdokument aufgebracht ist oder/und in das Sicherheits¬ dokument integriert ist, wobei das pigmentartige fluores¬ zierende Druckelement in einer polymeren Bindemittelmatrix homogen dispergiert ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das pigmentartige fluoreszierende Druckelement eine d50-Pigmentverteilung im Bereich 1 ym bis 20 ym aufweist.
12. Verwendung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, dass das pigmentartige fluoreszierende Druckelement ein aus der folgenden Gruppe ausgewählter Leuchtstoff ist:
- nitridische Leuchtstoffe;
- Europium-dotierte Erdalkaliorthosilikatleuchtstoffe und Europium-dotierte ErdalkalioxyorthosilikatleuchtStoffe ;
- Cer-dotierte Seltenerdmetall-Aluminium/Gallium-Granat- Leuchtstoffe ;
- rotes Licht emittierendes (Ca, Sr) S : Eu2+;
- grünes Licht emittierendes SrGa2S4 : Eu2+ .
Verwendung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das pigmentartige fluoreszierende Druckelement durch einen nitridischen Leuchtstoff gebildet ist, der ein Wirtsgitter der Struktur M-Si-N, M-Si-O-N, M-Al-N, M-Si-Al-N oder
M-Si-Al-O-N aufweist und mit Eu2+ als Aktivator dotiert ist, oder der ein Wirtsgitter der Struktur M-Si-N, La-Si-N, M-Si-Al-N oder M-Si-Al-O-N aufweist und mit Ce3+ als Akti¬ vator dotiert ist, wobei M für ein Metall steht.
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