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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Vorrichtung für
die Überprüfung der
Echtheit von Dokumenten, insbesondere von Banknoten.
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Um die Echtheit von Dokumenten überprüfen zu können, wurde
eine Vielzahl von Vorrichtungen vorgeschlagen. Beispielsweise ist
es bekannt geworden, einen auf dem Dokument aufgebrachten Merkmalsstoff
mittels eines Sensors nachzuweisen, um die Echtheit des jeweiligen
Dokuments zu überprüfen. In
der Regel wird dazu das Dokument mit einem Licht bestimmter Wellenlänge beleuchtet.
Durch das Licht der bestimmten Wellenlänge wird der Merkmalsstoff
angeregt selbst Licht einer anderen Wellenlänge, sogenanntes Lumineszenzlicht,
zu emittieren. Das von dem Dokument remittierte Licht wird von einem
Detektor erfaßt
und das Dokument wird als echt erkannt, falls der Detektor das Lumineszenzlicht
detektiert. Die Merkmalsstoffe, die z. B. in Druckfarben, besonderen
Sicherheitselementen wie Sicherheitsfäden, Hologrammen usw. enthalten
sind, werden häufig
nur auf einer Seite, d. h. auf einer der Oberflächen der Dokumente aufgebracht.
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Da die für den Nachweis verwendeten
Sensoren als Remissionssensoren ausgebildet sind, bei denen sich
Lichtquelle und Detektor nebeneinander auf der selben Seite des
zu untersuchenden Dokuments befinden, müssen, um den Nachweis der Echtheit
eines Dokuments sicher gewähren
zu können, zwei
derartige Sensoren vorgesehen werden, die auf beiden Seiten der
zu untersuchenden Dokumente angeordnet werden.
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Die bekannten Vorrichtungen für die Überprüfung der
Echtheit von Dokumenten weisen somit den Nachteil auf, daß sie durch
die Verwendung von zwei Sensoren hohen Aufwand verursachen. Zusätzlich ist
es bei den bekannten Vorrichtungen nicht möglich, einen besonders kompakten
Aufbau zu erreichen, da einerseits zwei Sensoren, einer für jede Seite
der zu untersuchenden Dokumente, vorgesehen werden müssen, und
da diese Sensoren andererseits eine große Bauform aufweisen, da Lichtquelle
für die
Beleuchtung der zu untersuchenden Dokumente und Detektor nebeneinander
angeordnet werden müssen.
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Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Vorrichtung für
die Überprüfung der Echtheit
von Dokumenten anzugeben, die einen weniger aufwendigen und kompakten
Aufbau erlaubt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Die Erfindung geht dabei von einer
Vorrichtung für
die Überprüfung der
Echtheit von Dokumenten, insbesondere von Banknoten, mit einer Lichtquelle,
die Licht einer ersten Wellenlänge
erzeugt, und einem Detektor, für
den Nachweis von Licht einer zweiten Wellenlänge, welches von einem auf
mindestens einer Oberfläche
von zu überprüfenden Dokumenten
aufgebrachten Merkmalsstoff bei Beleuchtung mit dem Licht der Lichtquelle
erzeugt wird, aus, wobei die Lichtquelle dem Detektor gegenüberliegend
angeordnet ist, wobei zu überprüfende Dokumente
zwischen Lichtquelle und Detektor einbringbar sind.
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Die Erfindung weist somit insbesondere
den Vorteil auf, daß ein
kompakter Aufbau ermöglicht wird,
da Lichtquelle und Detektor nicht nebeneinander angeordnet werden
müssen.
Zudem halbiert sich der Aufwand, da nur eine Lichtquelle und ein
Detektor benötigt
werden, da bei einer Überprüfung der Echtheit
die Merkmalsstoffe mittels einer Transmissionsmessung auch dann sicher
erfaßt
werden können,
falls die Merkmalsstoffe nur auf einer Seite eines zu überprüfenden Dokuments
aufgebracht sind.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform
ist es vorgesehen, daß ein
Interferenzfilter vor der Lichtquelle und/oder dem Detektor vorgesehen
ist. Das Interferenzfilter vor der Lichtquelle läßt nur Licht der ersten Wellenlänge passieren,
wohingegen das Interferezfilter vor dem Detektor nur Licht der zweiten Wellenlänge passieren
läßt.
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Die bevorzugte Ausführungsform
weist den Vorteil auf, daß Licht
anderer Wellenlängen
von den Interferenzfiltern reflektiert wird. Dadurch wird von dem
Interferenzfilter vor dem Detektor das von der Lichtquelle stammende
Licht der ersten Wellenlänge reflektiert
und das zu überprüfende Dokument
wird zusätzlich
auf seiner Unterseite beleuchtet. Das Interferenzfilter vor der
Lichtquelle reflektiert das Licht der zweiten Wellenlänge, welches
durch die zu überprüfende Banknote
tritt und somit zusätzlich
am Detektor zur Verfügung
steht. Durch die Verwendung eines oder beider Interferenzfilter
wird somit die Überprüfung der
Echtheit von Dokumenten verbessert, da mehr von dem Licht der zweiten
Wellenlänge
am Detektor für
die Auswertung zur Verfügung
steht.
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Weitere Vorteile der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der
nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand von Figuren.
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Es zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung eines prinzipiellen Aufbaus einer Vorrichtung
für die Überprüfung der
Echtheit von Dokumenten, und
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2 eine
schematische Darstellung der Überprüfung der
Echtheit eines Dokuments.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines prinzipiellen Aufbaus einer
Vorrichtung 10 für die Überprüfung der
Echtheit von Dokumenten, insbesondere von Banknoten.
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Die Vorrichtung 10 weist
eine Lichtquelle 20 auf, bevorzugt eine Leuchtdiode, die
Licht einer bestimmten ersten Wellenlänge, bzw. eines ersten, eng begrenzten
Wellenlängenspektrums,
erzeugt. Der Lichtquelle 20 gegenüber ist ein Detektor 45 angeordnet,
beispielsweise eine Fotodiode oder ein Fototransistor, so daß die Vorrichtung 10 eine
Transmissionsmessung einer zu überprüfenden Banknote 13 vornimmt.
Das Licht der Lichtquelle 20 regt einen Merkmalsstoff auf
der Banknote 13, der auf einer oder beiden Oberflächen der
Banknote 13 aufgebracht ist, dazu an, Lumineszenzlicht
einer zweiten Wellenlänge,
bzw. eines zweiten, eng begrenzten Wellenlängenspektrums, zu erzeugen,
die sich von der ersten Wellenlänge
der Lichtquelle 20 unterscheidet. Das Lumineszenzlicht
wird vom Detektor 45 erfaßt und ein Ausgangssignal des
Detektors 45 wird auf das Vorliegen eines entsprechenden
Signals überwacht,
dessen Vorliegen die Echtheit der geprüften Banknote bestätigt.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung der Überprüfung der Echtheit einer Banknote.
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Dabei wird mittels der Lichtquelle 20 während einer
bestimmten Zeit 0-tP für die Anregung des Merkmalsstoffs
ein Licht P mit der bestimmten, ersten Wellenlänge mit einer vorgegebenen
Intensität
I erzeugt. Durch das Licht der Lichtquelle 20 wird der Merkmalsstoff
der zu überprüfenden Banknote 13 angeregt,
woraufhin der Merkmalsstoff Lumineszenzlicht PL der zweiten Wellenlänge emittiert.
Die Intensität
des emittierten Lumineszenzlichts PL steigt während der Zeit 0-tP der
Anregung nach einer bestimmten Gesetzmäßigkeit an, z. B. exponentiell.
Die Art und Weise des Anstiegs und der Abnahme der Intensität des emittierten
Lumineszenzlichts PL ist abhängig
vom verwendeten Merkmalsstoff und von der anregenden Lichtquelle,
d. h. deren Intensität
und Wellenlänge.
Nach Beendigung der Anregung zum Zeitpunkt tP nimmt
die Intensität
des emittierten Lumineszenzlichts PL nach einer bestimmten Gesetzmäßigkeit
ab, z. B. umgekehrt exponentiell. Durch Auswertung des Signals des
Detektors 45 zu einem oder mehreren bestimmten Zeitpunkten
t2, t3 kann besonders
sicher überprüft werden,
ob eine echte Banknote 13 vorliegt, da nur der für die Banknote 13 verwendete
Merkmalsstoff ein derartiges Abklingverhalten aufweist. Die Überprüfung des
Abklingverhaltens kann mittels des oben beschriebenen Vergleichs
der Intensität
des Lumineszenzlichts PL zu einem oder mehreren bestimmten Zeitpunkten
mit vorgegebenen Intensitäten
für echte
Banknoten 13 erfolgen. Es kann auch vorgesehen sein, daß der Verlauf
der Intensität
des Lumineszenzlichts PL mit vorgegebenen Verläufen für bekannte Banknoten 13 verglichen wird.
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Für
den Fall, daß die
Lichtquelle 20 nicht Licht exakt der für die Anregung benötigten ersten Wellenlänge erzeugt,
kann ein Filter 30, das zwischen Lichtquelle 20 und
zu überprüfender Banknote 13 angeordnet
ist, vorgesehen werden, das nur Licht der ersten Wellenlänge passieren
läßt.
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Ebenso kann ein Filter 35 zwischen
Banknote 13 und Detektor 45 vorgesehen werden,
das nur Licht der zweite Wellenlänge,
d. h. Lumineszenzlicht passieren läßt. Damit kann verhindert werden,
daß Licht
der ersten Wellenlänge
in nennenswertem Umfang zu dem Detektor 45 gelangt, wodurch
fehlerhafte Überprüfungen der
Echtheit der Banknote 13 vermieden werden.
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Für
die Filter 30 und/oder 35 werden bevorzugt Interferenzfilter
verwendet, die insbesondere komplementär zueinander sind, da diese
neben der Tatsache, daß sie
nur Licht einer jeweils vorgegebenen Wellenlänge passieren lassen, den zusätzlichen Effekt
aufweisen, Licht anderer Wellenlängen
zu reflektieren bzw. spiegeln. Wird das Filter 30 zwischen Lichtquelle 20 und
Banknote 13 als Interferenzfilter ausgebildet, kann zum
einen nur Licht der ersten Wellenlänge von der Lichtquelle 20 zu
der Banknote 13 gelangen. Zum anderen wird aber das vom
Merkmalsstoff der Banknote 13 emittierte Lumineszenzlicht
der zweiten Wellenlänge
von dem Filter 30 reflektiert, dringt durch die Banknote 13 und
kann vom Detektor 45 erfaßt werden. Dadurch wird erreicht, daß dem Detektor 45 mehr
Lumineszenzlicht zur Verfügung
steht, wodurch die Messung verbessert wird.
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Wird das Filter 35 zwischen
Banknote 13 und Detektor 45 als Interferenzfilter
ausgebildet, kann zum einen nur Lumineszenzlicht der zweiten Wellenlänge von
der Banknote 13 zu dem Detektor 45 gelangen. Zum
anderen wird aber das durch die Banknote 13 transmittierte
Licht der ersten Wellenlänge von
dem Filter 35 reflektiert und trifft nunmehr auf die Unterseite
der Banknote 13, wodurch mehr Licht der ersten Wellenlänge zur
Anregung des Merkmalsstoffs der Banknote 13 zur Verfügung steht.
Dadurch wird wiederum mehr Lumineszenzlicht der zweiten Wellenlänge erzeugt
und kann zusätzlich
vom Detektor 45 erfaßt
werden. Somit steht dem Detektor 45 mehr Lumineszenzlicht
zur Verfügung,
wodurch die Messung verbessert wird. Ins gesamt wird somit erreicht,
daß sowohl
eine Messung in Transmission (Licht erster Wellenlänge von
Lichtquelle 20) als auch eine Messung in Remission (vom
Filter 35 reflektiertes Licht erster Wellenlänge) vorgenommen
wird.
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Die beschriebene Verbesserung der
Messung bzw. Überprüfung der
Echtheit der Banknote wird selbstverständlich für den Fall maximiert, daß sowohl
das Filter 30 zwischen Lichtquelle 20 und Banknote 13 als
auch das Filter 35 zwischen Banknote 13 und Detektor 45 als
Interferenzfilter ausgebildet werden.
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Zusätzlich sind in der 1 Fenster 11 und 12 dargestellt,
die optional vorhanden sein können,
z. B. als Abdeckungen von Gehäusen
für die
Lichtquelle 20 bzw. den Detektor 45, um Verschmutzung
oder Verschleiß der
Lichtquelle bzw. des Detektors 45 zu verhindern. Die Fenster 11 und 12 haben
keinen wesentlichen Einfluß auf
das oben beschriebene Verhalten der Vorrichtung 10.
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Durch die Ausgestaltung der Vorrichtung 10 mit
der Lichtquelle 20 und dem gegenüberliegenden Detektor 45 als
Transmissionssensor, wird ein besonders einfacher optischer Aufbau
ermöglicht,
wobei insbesondere keinerlei abbildende Optik für Lichtquelle 20 und/oder
Detektor 45 benötigt
wird.
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Bei der Verwendung von Interferenzfiltern
für die
Filter 30 und 35 kann es vorteilhaft sein, zusätzlich ein
weiteres Filter 40 zwischen Filter 35 und Detektor 45 vorzusehen,
welches nur Licht der zweiten Wellenlänge passieren läßt und bevorzugt
als Absorptionsfilter ausgebildet ist. Bei Interferenzfiltern kann
es nämlich
vorkommen, daß Licht
in einem Wellenlängenbereich,
der an und für
sich von dem Interferenzfilter nicht durchgelassen wird, dennoch
das Interferenzfilter passieren kann, wenn er z. B. unter einem
sehr fla chen Winkel auf das Interferenzfilter fällt. Das Absorptionsfilter 40 kann
Bestandteil einer Halterung, Abdeckung oder des Detektors 45 selbst sein.
Sind Interferenzfilter als Composit aus mehreren Schichten zusammen
mit absorbierenden Filtern aufgebaut, so werden die absorbierenden
Schichten mit Vorteil so orientiert, dass sie der Probe abgewandt
sind. Bei einer Compositlösung
ist insbesondere vorteilhaft, dass sich die unterschiedliche Winkelabhängigkeit
der Filterkanten von Absorptionsfilter und Interferenzfilter verschieden
mit dem Einfallswinkel durch ihre Kombination ausgleicht.
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Die Banknote 13 kann zur Überprüfung der Echtheit
in einer Richtung T längs
oder quer durch die Vorrichtung 10 transportiert werden,
es ist aber auch möglich,
die Überprüfung bei
stillstehender Banknote 13 vorzunehmen.
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Wird die Banknote 13 für die Überprüfung der
Echtheit in der Richtung T durch die Vorrichtung 10 transportiert,
kann auch eine vollflächige
Messung bzw. Überprüfung der
Banknote erfolgen. Dazu werden mehrere Vorrichtungen 10 nebeneinander
in einer Zeile angeordnet, d. h. auf der einen Seite werden mehrere
Lichtquellen 20 linienförmig
nebeneinander angeordnet, wohingegen auf der anderen Seite mehrere
Detektoren 45 nebeneinander angeordnet werden. Dabei ist
ein sehr kompakter Aufbau möglich,
da die Lichtquellen 20 bzw. Detektoren 45 sehr
enger nebeneinander angeordnet werden können, weil z. B. keine abbildende
Optik benötigt
wird. Dadurch kann eine hohe Auflösung erreicht werden.
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Sowohl bei der Anordnung einer einzelnen Vorrichtung 10,
als auch bei dem beschriebenen zeilenförmigen Aufbau ist es möglich, pro
Detektor 45 mehrere Lichtquellen 20 vorzusehen.
Ebenso ist es möglich,
den Detektor 45 z. B. aus mehreren Photodioden aufzubauen.
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Zur Anpassung der Vorrichtung 10 an Schwankungen,
wie sie z. B. durch Alterung, Temperaturdrift, Verschmutzung usw.
auftreten können, kann
es vorgesehen sein, daß mit
dem Detektor 45, z. B. zwischen der Überprüfung von zwei Banknoten, eine
Messung der Intensität
des Lichts der ersten Wellenlänge
vorgenommen wird, die von der Lichtquelle 20 stammt. Trotz
des Filters 35 und eventuell zusätzlich des Filters 40,
welche Licht der ersten Wellenlänge
eigentlich nicht passieren lassen sollen, wird immer ein geringer
Anteil des Lichts der ersten Wellenlänge das bzw. die Filter 35 bzw. 40 passieren können. Wird
eine Veränderung
dieses Anteils des Lichts der ersten Wellenlänge durch den Detektor 45 ermittelt,
können
die Veränderungen
dadurch ausgeglichen werden, daß entweder
die Intensität
der Lichtquelle 20 verändert
wird, oder daß die
Veränderung
bei der Auswertung des Signals des Detektors 45 berücksichtigt
wird. Weist die verwendete Vorrichtung einen – wie oben beschriebenen – zeilenförmigen Aufbau
auf, können
Veränderungen
für jeden
der Detektoren bzw. für
jede der Lichtquellen auch selektiv ausgeglichen werden.
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Zur Verbesserung der Überprüfung der
Echtheit der Banknoten bzw. zur Verbesserung der Erkennung von Fälschungen
kann es vorgesehen sein, daß bei
der in 2 dargestellten
Anregung mit dem Licht P der ersten Wellenlänge während des Zeitraums 0 bis tP zu einem Zeitpunkt t1 mittels
des Detektors 45 überprüft wird,
ob Lumineszenzlicht festgestellt werden kann, das eine besonders
große
Intensität
I aufweist, die über
die zu erwartende Intensität
des Lumineszenzlichts PL hinausgeht. Lumineszenzlicht mit besonders
hoher Intensität
während
der Anregung weist nämlich
auf einen gefälschten
Merkmalsstoff hin.
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Die Überprüfung der Echtheit der Banknoten bzw.
die Erkennung von Fälschungen
kann weiter verbessert werden, wenn mindestens eine weitere Lichtquelle
vorgesehen wird, die Licht einer Wellenlänge erzeugt, die von der ersten
Wellenlänge
geringfügig
abweicht, d. h. eine geringfügig
größere oder
kleinere Wellenlänge
aufweist. Wird die zu überprüfende Banknote
mit dem Licht der weiteren Lichtquelle(n) beleuchtet, darf kein
Lumineszenzlicht angeregt werden. Es ist offensichtlich, daß die Anregung
mit den unterschiedlichen Wellenlängen bzw. Wellenlängenbereiche
nacheinander erfolgen muß. Für den Fall,
daß von
der Banknote bzw. dem Merkmalsstoff Lumineszenzlicht erzeugt wird,
auch wenn das Anregungslicht nicht die erste Wellenlänge aufweist,
liegt eine gefälschte
Banknote bzw. ein gefälschter
Merkmalsstoff vor.
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Ebenso kann es vorgesehen sein, daß mindestens
ein zusätzlicher
Detektor eine oder mehrere Wellenlängen überprüft, die geringfügig größer oder kleiner
als die zweite Wellenlänge
des Lumineszenzlichts sind. Da das von einer echten Banknote bzw. einem
echte Merkmalsstoff emittierte Lumineszenzlicht ein eng begrenztes
Spektrum aufweist, deutet Licht mit einer Wellenlänge, die
oberhalb und/ oder unterhalb dieses eng begrenzten Spektrums um
die erste Wellenlänge
liegt darauf hin, daß eine
Fälschung
vorliegt.
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Eine weitere Verbesserung der Überprüfung auf
Echtheit bzw. der Erkennung von Fälschungen kann erreicht werden,
wenn der Merkmalsstoff, der insbesondere bei Banknoten z. B. in
einer Druckfarbe und/ oder einem Sicherheitselement, wie einem Sicherheitsfaden
oder einem Hologramm, enthalten sein kann, eine bestimmte räumliche
Verteilung auf der Oberfläche
oder den Oberflächen
der Banknoten aufweist.
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Die räumliche Verteilung kann dann
z. B. mittels der Vorrichtung erfaßt werden, wenn diese den oben
beschriebenen zeilenförmigen
Aufbau aufweist, der eine vollflächige
Erfassung der zu überprüfenden Banknoten
beim Transport der Banknoten durch die Vorrichtung ermöglicht.
Durch einen Vergleich der von der Vorrichtung erfaßten räumlichen
Verteilung mit für
echte Banknoten bekannten Verteilungen, kann die Überprüfung der
Echtheit bzw. die Erkennung von Fälschungen sicherer gestaltet
werden. Werden für
verschiedene Banknoten, z. B. verschiedene Stückelungen, verschiedene räumliche
Verteilungen des Merkmalsstoffs vorgegeben, lassen sich zudem die
verschiedenen Banknoten voneinander unterscheiden.
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Zusätzlich können verschiedene Merkmalsstoffe
verwendet werden, für
deren Überprüfung selbstverständlich entsprechend
geeignete – und
wie oben beschriebene – Lichtquellen
und/ oder Detektoren vorhanden sein müssen.
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Unter dem im Zusammenhang mit dem
Licht der zweiten Wellenlänge,
welches durch einen Merkmalsstoff erzeugt wird, verwendeten Begriff
Lumineszenz kann sowohl Fluoreszenz als auch Phosphoreszenz verstanden
werden.