DE102007044878A1

DE102007044878A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung von Wertdokumenten

Info

Publication number: DE102007044878A1
Application number: DE102007044878A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dr. Schützmann; Hendrik Dr. Derks
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Priority date: 2007-09-20
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2009-04-09
Also published as: EP2056260B1; US7829869B2; EP2056260A3; US20090078886A1; EP2056260A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung gefälschter Wertdokumente, bei dem die Wertdokumente mit getaktetem Anregungslicht einer Lichtquelle beleuchtet werden. Innerhalb der Hellphase des Anregungslichts wird eine erste Lumineszenzintensität erfasst, innerhalb der Dunkelphase eine zweite Lumineszenzintensität. Aufgrund des Nachleuchtens der Lichtpulse ergibt sich eine Restfluoreszenz, die die Lumineszenzintensität in der Dunkelphase verfälscht. Durch Verknüpfen der zweiten Lumineszenzintenstiät mit der ersten Lumineszenzintensität, z. B. durch Subtraktion einer skalierten ersten Lumineszenzintensität, wird eine korrigierte zweite Lumineszenzintensität bestimmt, die im Wesentlichen dem Phosphoreszenzsignal des Wertdokuments entspricht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung von Wertdokumenten, insbesondere zur Erkennung gefälschter Wertdokumente, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Erkennung gefälschter Wertdokumente bekannt. Zur Echtheitsprüfung von Wertdokumenten, insbesondere von Banknoten, können diese auf ihre Lumineszenzeigenschaften geprüft werden. Der Begriff Lumineszenz wird als Oberbegriff über die nach optischer Anregung von dem Wertdokument zurück emittierte Strahlung verstanden. Zur Lumineszenzintensität können also sowohl Fluoreszenzintensität als auch Phosphoreszenzintensität beitragen. Zur Detektion des Fluoreszenz- und Phosphoreszenzsignals werden diese Signale z. B. zeitlich nacheinander erfasst, das Fluoreszenzsignal während der Beleuchtung mit einem Anregungslichtpuls, das Phosphoreszenzsignal nach Ende des Anregungslichtpulses, in der Dunkelphase zwischen zwei Anregungslichtpulsen. Bei der Verwendung von UV-Lampen, deren Lichtpulse nicht abrupt enden, sondern ein Nachleuchten aufweisen, verbleibt zum Messzeitpunkt des Phosphoreszenzsignals, aufgrund des Nachleuchtens der UV-Lampe, jedoch noch eine gewisse Restintensität des Anregungslichts. Durch dieses verbleibende Anregungslicht können Fluoreszenzstoffe, die in einem Wertdokument vorhanden sind, zu einer Restfluoreszenz angeregt werden. Die von den Fluoreszenzstoffen emittierte Restfluoreszenz liefert einen Beitrag zu einem in der Dunkelphase erfassten Lumineszenzsignal, so dass die Phosphoreszenzmessung in der Dunkelphase verfälscht wird.
Zur Unterscheidung echter Wertdokumente von Fälschungen wird z. B. geprüft, ob die Intensität des Phosphoreszenzsignals eines untersuchten Wertdokuments einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, da viele Fäl schungen ausschließlich Fluoreszenz, jedoch keine Phosphoreszenz zeigen. Um derartige Fälschungen als solche zu erkennen wird der Schwellenwert relativ hoch angesetzt, damit die oben genannte Restfluoreszenz der Fälschungen nicht zu einem Überschreiten des Schwellenwerts führen kann. Der hohe Schwellenwert kann jedoch zur Folge haben, dass auch das Phosphoreszenzsignal von echten Wertdokumenten, die stark verschmutzt sind, den Schwellenwert nicht erreicht und diese versehentlich aussortiert werden.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Erkennung gefälschter Wertdokumente anzugeben, mit dem auch diejenigen echten Wertdokumente, die schwache Phosphoreszenzsignale zeigen, bei der Prüfung der Phosphoreszenzeigenschaften als echt erkannt werden und nicht versehentlich aussortiert werden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Wertdokument mit getaktetem Anregungslicht einer Lichtquelle beleuchtet, die periodisch ein- und ausgeschaltet wird. Innerhalb eines ersten Zeitintervalls, in dem die Lichtquelle eingeschaltet ist, wird von dem Wertdokument oder von einem Teilbereich des Wertdokuments eine erste Lumineszenzintensität erfasst und innerhalb eines zweiten Zeitintervalls, in dem die Lichtquelle ausgeschaltet ist, eine zweite Lumineszenzintensität. Die erste Lumineszenzintensität ist höher als die zweite Lumineszenzintensität. Die erste Lumineszenzintensität wird ausschließlich innerhalb des ersten Zeitintervalls erfasst, also nicht innerhalb des zweiten Zeitintervalls, die zweite Lumineszenzintensität wird ausschließlich innerhalb des zweiten Zeitintervalls erfasst, also nicht innerhalb des ersten Zeitintervalls.
Die erste bzw. zweite Lumineszenzintensität wird zu einem oder mehreren Messzeitpunkten innerhalb des ersten bzw. zweiten Zeitintervalls erfasst, der oder die entweder diskret sind oder aus einer Mittelung über ein Erfassungszeitfenster resultieren. Zur Bestimmung einer korrigierten zweiten Lumineszenzintensität wird die zweite Lumineszenzintensität mit der ersten Lumineszenzintensität verknüpft. Die korrigierte zweite Lumineszenzintensität entspricht im Wesentlichen einem Phosphoreszenzsignal des Wertdokuments bzw. eines Teilbereichs des Wertdokuments. Zur Prüfung des Wertdokuments auf dessen Phosphoreszenzeigenschaften wird die korrigierte zweite Lumineszenzintensität mit einem Schwellenwert verglichen. Das Überschreiten des Schwellenwerts kann als Echtheitskriterium des Wertdokuments verwendet werden. Der Schwellenwert kann anhand einer Vielzahl echter und/oder gefälschter Wertdokumente ermittelt werden, insbesondere anhand einer Vielzahl von Wertdokumenten der Art des Wertdokuments.
Die Lichtquelle emittiert vorzugsweise UV-Licht und wird beispielsweise mit periodischen Strompulsen betrieben, durch die die Lichtquelle ein- und ausgeschaltet wird. Die Lichtemission der Lichtquelle folgt der Taktung der Strompulse jedoch nur etwas verzögert, so dass die Lichtemission mit dem Ende des Strompulses nicht abrupt endet, sondern erst im Laufe des zweiten Zeitintervalls, in dem die Lichtquelle ausgeschaltet ist, abklingt. Dieses Nachleuchten der Lichtquelle führt zu einer verbleibenden, jedoch reduzierten optischen Anregung der Fluoreszenzstoffe des Wertdokuments im zweiten Zeitintervall. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine Korrektur der zweiten Lumineszenzintensität durchgeführt, um die Auswirkungen des Nachleuchtens auf die erfasste zweite Lumineszenzintensität zumindest teilweise zu kompensieren.
Beim Schritt des Verknüpfen wird die zweite Lumineszenzintensität mit Hilfe einer skalierten ersten Lumineszenzintensität korrigiert, wobei beispielsweise die skalierte erste Lumineszenzintensität von der zweiten Lumineszenzintensität subtrahiert wird. Die skalierte erste Lumineszenzintensität ergibt sich durch Skalieren der ersten Lumineszenzintensität mit einem Skalierungsfaktor, wobei die skalierte erste Lumineszenzintensität kleiner ist als die erste Lumineszenzintensität. Zum Skalieren kann die erste Lumineszenzintensität beispielsweise mit einem Skalierungsfaktor multipliziert werden, der kleiner ist als 1.
Der Skalierungsfaktor kann durch eine unabhängige Messung der Lichtemission der Fluoreszenzstoffe, unabhängig von der Phosphoreszenz bestimmt werden, z. B. anhand von Wertdokumenten, die nur Fluoreszenzstoffe, jedoch keine Phosphoreszenzstoffe enthalten. Bei der unabhängigen Messung wird der Fluoreszenzstoff z. B. unter denselben Messbedingungen vermessen, die beim erfindungsgemäßen Verfahren vorliegen. Dabei wird das Fluoreszenzsignal der Fluoreszenzstoffe zu den auch bei der Prüfung des Wertdokuments verwendeten Messzeitpunkten bestimmt, so z. B. einer ersten Fluoreszenzintensität zu dem ersten Messzeitpunkt und einer zweiten Fluoreszenzintensität zu dem zweiten Messzeitpunkt. Das Verhältnis der bei der unabhängigen Messung bestimmten zweiten Fluoreszenzintensitäten des zweiten Messzeitpunkts zu der ersten Fluoreszenzintensität des ersten Messzeitpunkts ergibt den für diese beiden Messzeitpunkte gültigen Skalierungsfaktor. Alternativ kann der Skalierungsfaktor auch durch das Verhältnis der Intensitäten des Anregungslichts zu den bei der Prüfung des Wertdokuments verwendeten Messzeitpunkten berechnet werden. Da die Fluoreszenz intensität zu jedem Messzeitpunkt etwa proportional zur Anregungsintensität zu dem Messzeitpunkt ist, kann als Skalierungsfaktor auch das Verhältnis der Intensität des Anregungslichts zum zweiten Messzeitpunkt zur Intensität des Anregungslichts zum ersten Messzeitpunkt verwendet werden.
Bei einem Wertdokument bzw. in einem Teilbereich eines Wertdokuments, das bzw. der Fluoreszenzstoffe, aber keine Phosphoreszenzstoffe aufweist, wird die erste Lumineszenzintensität im Wesentlichen durch ein Fluoreszenzsignal des Wertdokuments bzw. des Teilbereichs gebildet. Die skalierte erste Lumineszenzintensität entspricht in diesem Fall einer Restfluoreszenz des Wertdokuments bzw. des Teilbereichs, die durch das Nachleuchten der Lichtquelle angeregt wird. Durch das Verknüpfen der zweiten mit der ersten Lumineszenzintensität wird die zweite Lumineszenzintensität im Wesentlichen um die Restfluoreszenzintensität des jeweiligen Teilbereichs korrigiert. Durch die Korrektur wird daher ein Fluoreszenzbeitrag zu der zweiten Lumineszenzintensität, der aus dem Nachleuchten der Lichtquelle resultiert, kompensiert. Bei Wertdokumenten bzw. bei Teilbereichen des Wertdokuments, die Fluoreszenzstoffe, aber keine Phosphoreszenzstoffe aufweisen ergibt sich für die korrigierte zweite Lumineszenzintensität näherungsweise Null. Die korrigierte zweite Lumineszenzintensität entspricht bei diesen Wertdokumenten bzw. Teilbereichen daher dem (näherungsweise verschwindenden) Phosphoreszenzsignal des Wertdokuments bzw. des Teilbereichs. Da die Restfluoreszenz beispielsweise von der Konzentration der Fluoreszenzstoffe in dem jeweiligen Teilbereich des Wertdokuments abhängt, wird die Korrektur der zweiten Lumineszenzintensität vorzugsweise für jeden Teilbereich des Wertdokuments individuell durchgeführt.
Die Korrektur der zweiten Lumineszenzintensität wird zu dem Zweck durchgeführt, die Restfluoreszenz in dem Fall zu kompensieren, wenn ein Wertdokument bzw. ein Teilbereich zwar Fluoreszenzstoffe, jedoch keine oder kaum Phosphoreszenzstoffe aufweist. Da bei der Prüfung eines Wertdokuments jedoch nicht bekannt ist, ob das zu prüfende Wertdokument Fluoreszenzstoffe oder Phosphoreszenzstoffe oder beides aufweist, wird das erfindungsgemäße Verfahren auch für die Wertdokumente bzw. Teilbereiche durchgeführt, die beide Stoffe oder auch ausschließlich Phosphoreszenzstoffe aufweisen. Damit erfolgt auch in diesen Fällen die Korrektur der zweiten Lumineszenzintensität um die skalierte erste Lumineszenzintensität. Die korrigierte zweite Lumineszenzintensität des Wertdokumente bzw. des Teilbereichs mit Phosphoreszenzstoffen entspricht näherungsweise dem Phosphoreszenzsignal des Wertdokuments bzw. des Teilbereichs. Für die weitere Auswertung wird die korrigierte zweite Lumineszenzintensität als Phosphoreszenzsignal verwendet, insbesondere zum Vergleich mit dem Schwellenwert.
Zur Prüfung des Wertdokuments wird dieses entlang einer Transportrichtung durch einen Erfassungsbereich eines zu Prüfung verwendeten Sensors transportiert. Entlang der Transportrichtung benachbart angeordnete Teilbereiche des Wertdokuments werden dabei zeitlich nacheinander geprüft. Die Teilbereiche des Wertdokuments, von denen eine erste und eine zweite Lumineszenzintensität erfasst wird, entsprechen z. B. jeweils einem Bildpunkt. Die erste und zweite Lumineszenzintensität werden aufgrund des Transports des Wertdokuments jedoch nicht exakt von demselben Bildpunkt des Wertdokuments erfasst, sie werden aber näherungsweise einem einzigen Bildpunkt zugeordnet. Die räumlichen Abstände der Bildpunkte entlang der Transportrichtung sind durch die zeitlichen Abstände der Messzeitpunkte bestimmt, an denen die jeweilige erste und zweite Lumineszenzintensität erfasst wird. Um bei einer Erhöhung der Transportgeschwindigkeit des Wertdokuments die gleiche Ortsauflösung zu erhalten, ist eine höhere Takt frequenz der Lichtquelle erforderlich und der zeitliche Abstand der Messzeitpunkte und die Lage der Messzeitpunkte innerhalb des ersten und zweiten Zeitintervalls sind entsprechend anzupassen. Andererseits führt eine höhere Taktfrequenz der Lichtquelle auch zu einer Verkürzung des ersten und zweiten Zeitintervalls. Die zweite Lumineszenzintensität muss bei höherer Taktfrequenz daher in kürzerem Abstand nach Ende des vorangegangenen Anregungslichtpulses bzw. nach Ende des ersten Zeitintervalls erfasst werden als bei geringerer Taktfrequenz. Zum zweiten Messzeitpunkt ergeben sich bei höherer Taktfrequenz daher ein stärkeres Nachleuchten der Lichtquelle und ein größeres Restfluoreszenzsignal der damit angeregten Fluoreszenzstoffe. Demzufolge wird bei höherer Taktfrequenz auch ein größerer Skalierungsfaktor zur Berechnung der Restfluoreszenz verwendet. Der Skalierungsfaktor wird daher für die jeweiligen Messzeitpunkte und die jeweilige Taktfrequenz der Lichtquelle bestimmt und in Abhängigkeit der Messzeitpunkte und der Taktfrequenz verwendet. Die Taktfrequenz der Lichtquelle ergibt sich aus der gewünschten Transportgeschwindigkeit und aus der gewünschten Bildpunktgröße bzw. Ortsauflösung in Transportrichtung.
Innerhalb des zweiten Zeitintervalls können für jeden Bildpunkt außer der zweiten Lumineszenzintensität auch eine oder mehrere weitere Lumineszenzintensitäten erfasst werden. Durch Verknüpfen der weiteren Lumineszenzintensitäten mit der ersten Lumineszenzintensität werden weitere korrigierte Lumineszenzintensitäten bestimmt. Die erste Lumineszenzintensität und/oder die zweite Lumineszenzintensität und/oder die weiteren Lumineszenzintensitäten können jeweils diskrete Messwerte sein. Sie können aber auch jeweils aus einer Mittelung über mehrere Messwerte hervorgehen, beispielsweise aus einer Mittelung über mehrere diskrete Messwerte oder aus einer zeitlichen Integration über ein Erfassungszeitfenster zum jeweiligen Messzeitpunkt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann für einen oder mehrere Teilbereiche des Wertdokuments durchgeführt werden. Die korrigierte zweite Lumineszenzintensität jedes der mehreren Teilbereiche kann mit einem individuellen Schwellenwert verglichen werden. Aus diesen Vergleichen kann ein Gesamtergebnis ermittelt werden, das zur Echtheitsprüfung des Wertdokuments verwendet wird. Zur Bestimmung der korrigierten zweiten Lumineszenzintensität der mehreren Teilbereiche werden die erste und die zweite Lumineszenzintensität z. B. jeweils als Funktion des Orts auf dem Wertdokument bestimmt, wobei vorzugsweise jeweils eine zweidimensionale Verteilung der ersten und der zweiten Lumineszenzintensität bestimmt wird.
In einer Ausführungsform enthält der geprüfte Teilbereich des Wertdokuments mehrere Bildpunkte. Insbesondere ist der Teilbereich eine Region of Interest (ROI) mit mehreren Bildpunkten. In diesem Fall werden zunächst von jedem Bildpunkt der ROI eine erste und eine zweite Lumineszenzintensität erfasst. Aus der ersten und zweiten Lumineszenzintensität aller Bildpunkte der ROI wird anschließend genau ein Mittelwert der ersten Lumineszenzintensitäten und genau ein Mittelwert der zweiten Lumineszenzintensitäten bestimmt. Der Mittelwert der ersten und der Mittelwert der zweiten Lumineszenzintensität der ROI werden zur Bestimmung einer korrigierten zweiten Lumineszenzintensität der ROI miteinander verknüpft. Dabei wird der Mittelwert der ersten Lumineszenzintensität mit dem Skalierungsfaktor skaliert und von dem Mittelwert der zweiten Lumineszenzintensität subtrahiert. Für die ROI ergibt sich dadurch genau eine korrigierte zweite Lumineszenzintensität, die mit einem Schwellenwert verglichen wird.
In einer anderen Ausführungsform entspricht der geprüfte Teilbereich genau einem Bildpunkt des Wertdokuments, wobei für jeden Bildpunkt eine korri gierte zweite Lumineszenzintensität bestimmt wird. Die Bildpunkte können über die gesamte Fläche oder auch über eine oder mehrere ROIs des Wertdokuments verteilt sein.
Die Wertdokumente, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren geprüft werden, sind beispielsweise Banknoten. Es können jedoch auch beliebige andere Wertdokumente sein, von denen die Lumineszenzeigenschaften geprüft werden sollen. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Vorrichtung zur Prüfung von Wertdokumenten verwendet werden, die einen oder mehrere Sensoren zur Prüfung der Wertdokumente aufweist. Die Vorrichtung kann insbesondere zur Identifizierung und/oder zur Echtheitsprüfung der Wertdokumente ausgebildet sein.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der begleitenden Zeichnungen beispielhaft beschrieben.
Es zeigen:
1a Getaktete Anregungsintensität E₀ als Funktion der Zeit t bei geringer Taktfrequenz,
1b getaktete Anregungsintensität E als Funktion der Zeit t bei höherer Taktfrequenz,
1c skizzierter Verlauf der Fluoreszenzintensität F als Funktion der Zeit t bei der höheren Taktfrequenz,
2a eindimensionale räumliche Verteilung der zum zweiten Messzeitpunkt t₂ erfassten zweiten Lumineszenzintensität L₂,
2b eindimensionale räumliche Verteilung der korrigierten zweiten Lumineszenzintensität P₂,
3a zweidimensionale räumliche Verteilung der zum ersten Messzeitpunkt t₁ erfassten ersten Lumineszenzintensität L₁,
3b zweidimensionale räumliche Verteilung der zum zweiten Messzeitpunkt t₂ erfassten zweiten Lumineszenzintensität L₂,
3c zweidimensionale räumliche Verteilung der aus den ersten L₁ und aus den zweiten Lumineszenzintensität L₂ bestimmten korrigierten zweiten Lumineszenzintensität P₂.
In 1a ist schematisch der zeitliche Verlauf der Lichtintensität einer konventionellen UV-Lampe gezeigt, die zur optischen Anregung eines zu prüfenden Wertdokuments verwendet wird, z. B. einer Heiß- oder Kaltkathodenlampe. Die UV-Lampe ist Teil eines Sensors zur Prüfung von Wertdokumenten. Das Anregungslicht E₀ der UV-Lampe ist im Fall der 1a mit einer relativ geringen Taktfrequenz getaktet, beispielsweise mit 1 kHz. Die Lichtpulse des Anregungslichts E₀ sind jedoch keine idealen Rechteckspulse (zum Vergleich gestrichelt gezeichnet), sondern sowohl beim Einschalten als auch beim Ausschalten der UV-Lampe verzögert. Nach dem Ausschaltzeitpunkt t₀ der UV-Lampe ergibt sich daher ein Nachleuchten des Anregungslichts.
Das Anregungslicht führt zu einer periodischen Anregung von Fluoreszenzstoffen und Phosphoreszenzstoffen in dem zu prüfenden Wertdokument. Der zeitliche Verlauf eines von den Fluoreszenzstoffen emittierten Fluoreszenzsignals entspricht näherungsweise dem Intensitätsverlauf des Anregungslichts. Das Fluoreszenzsignal des Wertdokuments lässt sich während der optischen Anregung, z. B. zum Zeitpunkt t_F erfassen. Im Vergleich zum Fluoreszenzsignal weist das Phosphoreszenzsignal des Wertdokuments eine deutlich längere Abklingzeit auf. Das Phosphoreszenzsignal des Wertdokuments lässt sich in diesem Beispiel daher nach Ende des Anregungslichtpulses, z. B. zum Zeitpunkt t_P, unabhängig vom Fluoreszenzsignal erfassen.
1b zeigt zum Vergleich die Lichtpulse eines Anregungslichts E der UV-Lampe, das eine höhere Taktfrequenz aufweist als das Anregungslicht E₀ aus 1a. Im Gegensatz zum Anregungslicht E₀ fällt die Anregungsintensität des Anregungslichts E nach dem Ausschalten der UV-Lampe, also im Zeitraum T_off, nicht wieder auf Null ab. Auch während des Zeitraums T_off erfolgt eine optische Anregung der Fluoreszenzstoffe des Wertdokuments, so dass auch während des Zeitraums T_off ein Fluoreszenzsignal F emittiert wird, vgl. 1c. Zum Zeitpunkt t₂, an dem das Phosphoreszenzsignal erfasst werden soll, besteht daher eine Restfluoreszenz F₂, die dem Phosphoreszenzsignal überlagert ist und das zum Zeitpunkt t₂ gemessene Phosphoreszenzsignal verfälscht. Im Zeitraum T_off wird daher zusätzlich zu dem Phosphoreszenzsignal ein Restfluoreszenzsignal erfasst.
In 2a ist eine räumliche Verteilung einer zum Zeitpunkt t₂ erfassten Lumineszenzintensität L₂ als Funktion des Orts x auf dem Wertdokument dargestellt. Zwischen x = 20 und x = 35 liegt ein Lumineszenzpeak, der durch das Phosphoreszenzsignal von Phosphoreszenzstoffen zustande kommt, die in diesem Bereich des Wertdokuments vorhanden sind. Zwischen x = 40 und x = 55 wird die erfasste Lumineszenzintensität durch die Restfluoreszenz F₂ der Fluoreszenzstoffe gebildet, die in diesem Bereich des Wertdokuments vorhanden sind. In dem Bereich zwischen x = 40 und x = 55 weist das Wertdokument jedoch keine Phosphoreszenzstoffe auf. Um zwischen Wertdokumenten mit Phosphoreszenzstoffen und ohne Phosphoreszenzstoffe unterscheiden zu können, wird beim bisherigen Verfahren die gemessene Lumineszenzintensität mit einem Schwellenwert Th₀ verglichen, der zwischen dem Maximum des Restfluoreszenzsignals F₂ und dem des Phosphoreszenzsignals liegt. Aufgrund des Restfluoreszenzsignals F₂ muss der Schwellenwert Th₀ relativ hoch angesetzt werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die im Zeitraum T_off, beispielsweise zum Messzeitpunkt t₂ erfasste zweite Lumineszenzintensität L₂ dadurch korrigiert, dass von L₂ ein Anteil der zum ersten Messzeitpunkt t₁ erfassten ersten Lumineszenzintensität subtrahiert wird. In den Wertdokumentbereichen der Fluoreszenzstoffe wird damit im Wesentlichen die zum Messzeitpunkt t₂ vorhandene Restfluoreszenz F₂ subtrahiert. Zunächst wird für jeden der Bildpunkte eine skalierte erste Lumineszenzintensität berechnet. Um von Veränderungen des Anregungslichts im Laufe der Betriebsdauer der Lichtquelle unabhängig zu sein, wird die skalierte erste Lumineszenzintensität für jeden der Bildpunkte individuell ermittelt, und zwar durch Multiplizieren der ersten Lumineszenzintensität L₁, die zum Messzeitpunkt t₁ von dem Bildpunkt erfasst wird, mit einem Skalierungsfaktor S. Der Skalierungsfaktor S ist charakteristisch für die jeweils gewählten Messzeitpunkte t₁ und t₂ und für den Abstand und die Pulsform der Lichtpulse des Anregungslichts. Aus der zweiten Lumineszenzintensität L₂ jedes Bildpunkts wird durch Subtrahieren der skalierten ersten Lumineszenzintensität S·L₁ des Bildpunkts eine korrigierte zweite Lumineszenzintensität P₂ des Bildpunkts ermittelt, die zumindest näherungsweise dem Phosphoreszenzsignal des Bildpunkts entspricht, vgl. 2b. Die Subtraktion wird in dem Beispiel der 2b für jeden Bildpunkt individuell durchgeführt.
Der Skalierungsfaktor S kann durch eine unabhängige Messung der Fluoreszenzstoffe anhand von Wertdokumenten bestimmt werden, die nur Fluoreszenzstoffe, jedoch keine Phosphoreszenzstoffe enthalten. Bei dieser unabhängigen Messung wird das Fluoreszenzsignal der Fluoreszenzstoffe zu den auch bei der Prüfung des Wertdokuments verwendeten Messzeitpunkten bestimmt, entweder zu den diskreten Messzeitpunkten t₁, t₂ oder auch der zeitliche Verlauf des Fluoreszenzabfalls, vgl. 1c. Aus dem Verhältnis der bei der unabhängigen Messung bestimmten Fluoreszenzintensität zum zweiten Messzeitpunkt t₂ zu der Fluoreszenzintensität zum ersten Messzeitpunkt t₁ kann der für die beiden Messzeitpunkte t₁, t₂ gültige Skalierungsfaktor S bestimmt werden. Alternativ kann der Skalierungsfaktor auch durch Dividieren der Intensität des Anregungslichts zum zweiten Messzeitpunkt t₂, (Nachleuchten der Lichtquelle), durch die Intensität des Anregungslichts zum ersten Messzeitpunkt t₁ bestimmt werden.
Zur Bestimmung einer räumlichen Verteilung der korrigierten zweiten Lumineszenzintensität P₂ wird für jeden der zu prüfenden Teilbereiche des Wertdokuments die skalierte zweite Lumineszenzintensität S·L₁(x, y) als Funktion der Position x, y des Teilbereichs auf dem Wertdokument berechnet. In den Bereichen der Fluoreszenzstoffe entspricht die skalierte zweite Lumineszenzintensität S·L₁(x, y) der zum zweiten Messzeitpunkt t₂ vorliegenden Restfluoreszenzintensität F₂(x, y). Die zweite Lumineszenzintensität L₂(x, y) wird mit S·L₁(x, y) verknüpft, zur Bestimmung der korrigierten zweiten Lumineszenzintensität P2(x, y) = L2(x, y) – S·L1(x, y),die zumindest näherungsweise dem Phosphoreszenzsignal zum zweiten Messzeitpunkt t₂ entspricht.
In 2b ist die räumliche Verteilung der korrigierten zweiten Lumineszenzintensität P₂ gezeigt, die auf diese Weise aus der zweiten Lumineszenzintensität L₂ aus 2a bestimmt wurde. Das Restfluoreszenzsignal F₂ zwischen x = 40 und x = 55 ist durch das erfindungsgemäße Verfahren eliminiert worden. Im Vergleich zum ursprünglichen Schwellenwert Th₀ lässt sich nun ein deutlich geringerer Schwellenwert Th verwenden, mit dem die korrigierte zweite Lumineszenzintensität P₂ verglichen wird, um die untersuchten Wertdokumente auf deren Phosphoreszenzeigenschaften zu prüfen. Durch den Vergleich der korrigierten zweiten Lumineszenzintensität mit dem geringen Schwellenwert Th lässt sich auch die Echtheit von gebrauchten Wertdokumenten, deren Phosphoreszenz aufgrund von Verschmutzung reduziert ist, noch sicher feststellen.
Zusätzlich zur Erfassung der zweiten Lumineszenzintensität L₂ können auch Lumineszenzintensitäten zu weiteren Zeitpunkten innerhalb des Zeitraums T_off erfasst werden, so z. B. ein dritter Lumineszenzintensität L₃ zum Zeitpunkt t₃, ein vierter Lumineszenzintensität L₄ zum Zeitpunkt t₄, usw., vgl. 1c. Für jeden der Messzeitpunkte t₃, t₄ wird ein für diesen Messzeitpunkt jeweils gültiger Skalierungsfaktor bestimmt. Aus den weiteren Lumineszenzintensitäten L₃, L₄ werden durch das erfindungsgemäße Verfahren weitere korrigierte Lumineszenzintensitäten P₃, P₄ ermittelt. Aus dem zeitlichen Verlauf der korrigierten Lumineszenzintensitäten P₂, P₃, P₄ kann das Abklingverhalten der Phosphoreszenzintensität eines oder mehrer Phosphoreszenzstoffe bestimmt werden, die in dem zu prüfenden Wertdokument vorhanden sind. Das Abklingverhalten kann mit Referenzdaten verglichen werden und zur Identifizierung eines oder auch mehrerer Phosphoreszenzstoffe und/oder zur Echtheitsprüfung der Wertdokumente verwendet werden.
Statt der Erfassung diskreter Lumineszenzintensitäten L₁ bzw. L₂, L₃, L₄ zu einzelnen Messzeitpunkten können die Lumineszenzintensitäten auch durch zeitliches Aufintegrieren erfasst werden, z. B. über einen Zeitabschnitt innerhalb des Zeitraum T_on bzw. T_off oder über den gesamten Zeitraum T_on bzw. T_off. Zur Korrektur der integrierten Lumineszenzintensität L₂, L₃, L₄ wird dann ein für das jeweils aufintegrierte Erfassungszeitfenster gültiger Skalierungsfaktor bestimmt.
In 3a ist beispielhaft eine zweidimensionale räumliche Verteilung der ersten Lumineszenzintensität L₁ gezeigt, die zu einem ersten Messzeitpunkt t₁ innerhalb des Zeitraums Ton erfasst wurde. Die Lumineszenzintensität der Bildpunkte, z. B. von Bildpunkt A, ist durch Graustufen gegeben, wobei hohe Lumineszenzintensitäten hell dargestellt sind. Im linken Teilbild der 3a ist ein Phosphoreszenzbereich P des Wertdokuments markiert, in dem Phosphoreszenzstoffe vorliegen und der eine ROI bildet. Das Wertdokument weist außerdem Fluoreszenzstoffe auf, die ein deutliches Fluoreszenzsignal zeigen, insbesondere außerhalb des Phosphoreszenzbereichs P.
3b zeigt eine zweidimensionale räumliche Verteilung der zweiten Lumineszenzintensität L₂, die zu einem Messzeitpunkt t₂ innerhalb des Zeitraums T_off erfasst wurde. In dem markierten Bereich P führt die Lichtemission der dort vorhandenen Phosphoreszenzstoffe zu einem deutlichen Lumineszenzsignal. In den übrigen Bereichen des Wertdokuments kommt die Lumineszenzintensität vor allem durch die Restfluoreszenz F₂ der Fluoreszenzstoffe zustande. Zur Korrektur wird für jeden Bildpunkt von der zweiten Lumineszenzintensität L₂ aus 3b die skalierte erste Lumineszenzintensität S·L₁ abgezogen, wobei zum Skalieren der für die Messzeitpunkte t₁, t₂ gültigen Skalierungsfaktor S verwendet wird. Alternativ können für den markierten Phosphoreszenzbereich P auch die Mittelwerte der ersten Lumineszenzintensität und der zweiten Lumineszenzintensität bestimmt werden und daraus, mit Hilfe des Skalierungsfaktors S, eine korrigierte zweite Lumineszenzintensität des Phosphoreszenzbereichs P berechnet werden. Der Skalierungsfaktor beträgt bei dem gezeigten Beispiel etwa 15%. Aus der ersten Lumineszenzintensität L₁ und aus der zweiten Lumineszenzintensität L₂ ergibt sich die in 3c dargestellte korrigierte zweite Lumineszenzintensität P₂. Die außerhalb des Phosphoreszenzbereichs P erfasste Lumineszenzintensität wird dadurch weitgehend eliminiert.

Claims

Verfahren zur Prüfung von Wertdokumenten, insbesondere zur Erkennung gefälschter Wertdokumente, mit den Schritten: – Beleuchten eines Wertdokuments mit getaktetem Anregungslicht (E) zumindest einer Lichtquelle, die in zumindest einem ersten Zeitintervall (T_on) eingeschaltet ist und in zumindest einem zweiten Zeitintervall (T_off) ausgeschaltet ist, – Erfassen einer ersten Lumineszenzintensität (L₁) innerhalb des ersten Zeitintervalls (T_on), – Erfassen einer zweiten Lumineszenzintensität (L₂) innerhalb des zweiten Zeitintervalls (T_off), – Verknüpfen der zweiten Lumineszenzintensität (L₂) mit der ersten Lumineszenzintensität (L₁) zur Bestimmung einer korrigierten zweiten Lumineszenzintensität (P₂) des Wertdokuments oder eines Teilbereichs (A, P) des Wertdokuments.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die korrigierte zweite Lumineszenzintensität (P₂) im Wesentlichen einem Phosphoreszenzsignal des Wertdokuments oder des Teilbereichs (A, P) des Wertdokuments entspricht.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die korrigierte zweite Lumineszenzintensität (P₂) mit einem Schwellenwert (Th) verglichen wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verknüpfen die zweite Lumines zenzintensität (L₂) mit Hilfe einer skalierten ersten Lumineszenzintensität korrigiert wird, wobei vorzugsweise die skalierte erste Lumineszenzintensität von der zweiten Lumineszenzintensität (L₂) subtrahiert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die skalierte erste Lumineszenzintensität durch Skalieren der ersten Lumineszenzintensität (L₁) mit einem Skalierungsfaktor (S) berechnet wird, wobei die skalierte erste Lumineszenzintensität kleiner ist als die erste Lumineszenzintensität (L₁).
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Skalierungsfaktor (S) in Abhängigkeit einer Taktfrequenz der Lichtquelle bestimmt wird und/oder in Abhängigkeit von Messzeitpunkten (t₁, t₂), an denen die erste und die zweite Lumineszenzintensität erfasst werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Lumineszenzintensität (L₂) beim Verknüpfen im Wesentlichen um eine im zweiten Zeitintervall (T_off) vorhandene Restfluoreszenzintensität (F₂) des Wertdokuments oder des Teilbereichs (A, P) des Wertdokuments korrigiert wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des zweiten Zeitintervalls (T_off) zumindest eine weitere Lumineszenzintensität (L₃, L₄) erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine weitere Lumineszenzintensität (L₃, L₄) zur Bestimmung zumindest einer weiteren korrigierten Lumineszenzintensität (P₃, P₄) mit der ersten Lumineszenzintensität (L₁) verknüpft wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (L₁) und/oder die zweite Lumineszenzintensität (L₂) und/oder die zumindest eine weitere Lumineszenzintensität (L₃, L₄) jeweils ein diskreter Messwert ist.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (L₁) und/oder die zweite Lumineszenzintensität (L₂) und/oder die zumindest eine weitere Lumineszenzintensität (L₃, L₄) jeweils aus einer Mittelung über mehrere Messwerte hervorgehen.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren für einen oder mehrere Teilbereiche (A, P) des Wertdokuments durchgeführt wird, wobei jeder der Teilbereiche (A, P) insbesondere einem Bildpunkt (A) oder einer ROI (P) des Wertdokuments entspricht.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lumineszenzintensität (L₁) und die zweite Lumineszenzintensität (L₂) als Funktion der Position (x, y) der Teilbereiche (A, P) auf dem Wertdokument erfasst werden, wobei vorzugsweise jeweils eine zweidimensionale Verteilung der ersten und der zweiten Lumineszenzintensität (L₁, L₂) erfasst wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.