DE19808652A1

DE19808652A1 - Verifikationssystem für ein Wert- und Sicherheitserzeugnis

Info

Publication number: DE19808652A1
Application number: DE19808652A
Authority: DE
Inventors: Ralf Paugstadt; Benedikt Ahlers; Roland Gutmann
Original assignee: Bundesdruckerei GmbH
Current assignee: Bundesdruckerei GmbH
Priority date: 1998-03-02
Filing date: 1998-03-02
Publication date: 1999-09-16
Also published as: JP2002528781A; WO1999045506A1; EP1060458A1

Abstract

Beschrieben wird ein Wert- und Sicherheitserzeugnis, insbesondere mit Verifikationssystem, auf dem eines oder mehrere Sicherheitselemente angeordnet und/oder eingebettet sind, wobei die Sicherheitselemente als Beimengung geringster Mengen von Kontrast-, Fluoreszenz- oder Luminiszenzstoffen in die Druckfarbe und/oder das Substrat ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verifikationssystem für ein Wert- und Sicherheitserzeugnis nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie ein mit dem Verifikationssystem zu verarbeitendes Wert- und Sicherheitserzeugnis.

Ein derartiges Wert- und Sicherheitserzeugnis kann z. B. eine Banknote, eine Ausweiskarte und dgl. sein, wobei gemäß dem Stand der Technik auf diesem Wert- und Sicherheitserzeugnis ein oder mehrere Sicherheitselemente angeordnet und/oder eingebettet sind.

Die Erfindung geht hierbei von der allgemeinen Aufgabe aus, daß eine schnelle, maschinelle Verifikation von Sicherheitsdokumenten möglich sein soll. Bisher ist es aber lediglich möglich, derartige maschinelle Verifikationen mit relativ langer Auswertezeit zu gewährleisten. Es ist hierbei z. B. bekannt, Magnetstreifen als Sicherheitselemente auf dem Sicherheitserzeugnis aufzubringen und dann die Magnetisierung zu messen. Ferner ist es bekannt, Hologramme und dgl. Strukturen auf dem Sicherheitselement aufzubringen und dann die Anwesenheit des Hologramms und dessen Zusammensetzung durch Nachweis der Lichtbeugung zu messen. Ferner ist es bekannt, magnetische Farben auf dem Sicherheitsdokument aufzubringen und deren Magnetisierung zu messen oder einen Sicherheitsfaden auf dem Wert- oder Sicherheitsdokument aufzubringen und dessen Leitfähigkeit, Zusammensetzung, Aufdruck und andere Merkmale des Sicherheitsfadens zu erfassen.

Bei der optischen maschinellen Verifikation von Sicherheitsdokumenten ist es bisher lediglich möglich, derartige Sicherheitsdokumente in einer Taktzeit von etwa 20 Millisekunden zu verarbeiten, was zu einer Auswerterate von 50 Dokumenten pro Sekunde führt. Eine derartige Verifikationszeit ist für die Auswertung einer großen Anzahl von Dokumenten nicht geeignet.

Insbesondere ist es bekannt, zur Verifikation von Wert- und Sicherheitsdokumenten eine Anregung einer fluoreszierenden Druckfarbe zu verwenden, deren Leuchten mit einer Videokamera (räumlich aufgelöst) oder einer Photodiode (nicht räumlich aufgelöst) nachgewiesen wird.

Nachteil dieser bekannten Verifikationssysteme ist jedoch, daß sie relativ unempfindlich sind und daß sie keine hohe räumliche Auflösung bei kurzen Schaltzeiten gewährleisten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verifikationssystem für ein Wert- und Sicherheitsdokument der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß eine außergewöhnliche Steigerung der Empfindlichkeit bei gleichzeitig hoher räumlicher Auflösung und gleichzeitig kurzer Schaltzeit für die schnelle optische Erkennung der Sicherheitselemente auf dem Wert- und Sicherheitserzeugnis gegeben sein soll.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruchs 1 gekennzeichnet.

Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß durch die Verwendung des Vielkanalverstärkers (MCPV-Detektor) es nun erstmals möglich ist, gleichzeitig hochempfindlich (geringste Konzentrationen der Sicherheitselemente reichen) hochaufgelöst (feinste Strukturen der Sicherheitselemente können erkannt werden) außerordentlich schnell (sehr viele Dokumente können pro Zeiteinheit verifiziert werden oder Signale, die in sehr kurzem Abstand auf den Anregungsimpuls folgen, können nachgewiesen werden) zur Verifikation des Wert- und Sicherheitserzeugnisses führen.

Ein weiterer Vorteil des verwendeten Vielkanalverstärkers ist seine Kompaktheit und die Möglichkeit, in direktem Kontakt zum Dokument zu arbeiten. Die Mikrokanalplatte ersetzt hierbei die Abbildungsoptik. Damit besteht die Möglichkeit, daß die Bildinformation direkt elektronisch ausgelesen werden kann.

Hiermit ist eine komplizierte Herstellungs-Technologie verbunden, welche den Nachbau erschwert.

Es kann also mit der technischen Lehre nach dem Anspruch 1 in kürzester Zeit mit räumlich hoher Auflösung ein musterförmiges Sicherheitsmerkmal auf dem Wert- und Sicherheitsdokument nachgewiesen werden.

Die räumliche Auflösung eines derartigen Vielkanalverstärkers wird durch die Packungsdichte der verwendeten Kanäle definiert. Der Abstand der Kanäle liegt im Bereich zwischen 10 und 20 Mikrometer, so daß sehr feine Details eines Sicherheitsmusters auf dem Wert- und Sicherheitserzeugnis gemessen werden können.

Im Gegensatz zu anderen bekannten Bildsensoren wird durch die Beschleunigung der Elektronenlawinen in den Kanälen mit einer Hochspannung, zusätzlich zur hohen Flächenauflösung noch eine sehr kurze Schaltzeit erreicht. Daher können sehr schnell hintereinander Bilder verschiedener sehr schwach leuchtender Muster aufgenommen werden, oder es kann die Leuchtdichteverteilung während eines exakt definierten sehr kurzen Zeitintervalls gemessen werden.

Beispielsweise kann mit einem Vielkanalbildverstärker die Emission eines Stoffes wenige Nanosekunden nach der Anregung des Stoffes mit einem Nanosekundenimpuls gemessen werden. Wenn die Abklingzeit der Emission des Stoffes auch im Bereich weniger Nanosekunden liegt, gelingt die Detektion des Stoffes nur mit dem erfindungsgemäßen Detektor, weil nur dieser in der Lage ist, die zeitlich extrem nahe beieinanderliegenden intensiven Anregungs- und schwachen Emissionssignale voneinander zu trennen und räumlich aufgelöst nachzuweisen.

Unabhängig von dem patentgemäßen Verifikationssystem wird als getrennte Erfindung die Ausbildung eines neuartigen Wert- und Sicherheitserzeugnisses mit darauf angebrachten Sicherheitselementen als erfinderisch beansprucht.

Wesentliches Merkmal dieser weiteren Erfindung ist, daß nun auf dem Wert- und Sicherheitserzeugnis ein oder mehrere Sicherheitselemente aufgebracht werden, welche durch die Beimengung geringster Mengen von Kontrast-, Fluoreszenz- oder Lumineszenzstoffen in die Druckfarbe und/oder das Substrat erreicht werden. Es werden damit absorbierende Leuchtdichte- Verteilungen als Sicherheitselement auf dem Wert- und Sicherheitserzeugnis geschaffen, die erfindungsgemäß nur noch mit optischen Vielkanalverstärkern detektiert und ausgewertet werden können.

Der Kern dieser weiteren Erfindung liegt also darin, daß man als Sicherheitselemente geringste Mengen von Kontrast-, Fluoreszenz- oder Lumineszenzstoffen verwendet, die nur noch von hoch auflösenden und hoch empfindlichen Vielkanalverstärkern detektierbar sind. Damit besteht nämlich der Vorteil, daß wegen der Beimengung geringster Substanzmengen des Sicherheitselementes eine Auswertung nur mit hochspezialisierten Geräten (nämlich optischen Vielkanalverstärkern) möglich ist.

Damit besteht der Vorteil, daß das Sicherheitsmerkmal selbst nur schwer zu detektieren ist, weil eben nur geringste Mengen von Kontrast-, Fluoreszenz- oder Lumineszenzstoffen als Sicherheitselement verwendet werden, welche Substanzen nur durch spezialisierte Meßinstrumente detektierbar sind. Zusätzlich ergibt sich nämlich durch die Verwendung von optischen Vielkanalverstärkern die Möglichkeit, daß man nicht nur die Anwesenheit eines derartig schwach konzentrierten Sicherheitselementes nachweisen kann, sondern man kann darüber hinaus gleichzeitig z. B. die flächenhafte Verteilung dieses Sicherheitselementes auf dem Wert- und Sicherheitserzeugnis nachweisen und/oder den Nachweiszeitraum im Vergleich zum Zeitraum der Anregung so kurz halten, daß der Nachweis nur noch mit Detektoren entsprechend kurzer Reaktionszeit möglich ist.

Aufgrund der extrem hohen Empfindlichkeit optischer Vielkanalverstärker können die Konzentrationen der Leuchtstoffe bzw. die Kontraste so gering gehalten werden, daß sie einer Messungen mit anderen Detektoren sowie einer visuellen Prüfung unzugänglich sind. Selbst wenn eine Spektralanalyse des Wertdokuments mit hochempfindlichen Photovervielfachern vorgenommen würde, ist die Chance, das Signal nachzuweisen gering, da der Ort des Leuchtstoffs nicht bekannt ist. Sollte dieser Ort zufällig getroffen werden, ist es immer noch nahezu unmöglich, die räumliche Verteilung des Signals mit einer, optischen Vielkanalverstärkern vergleichbaren, Auflösung messen. Daher ist auch die Nachstellung einer solchen Leuchtdichte-Verteilung nahezu unmöglich.

Die hohe Empfindlichkeit optischer Vielkanalverstärker ermöglicht den Nachweis schwacher nichtlinearer optischer Effekte als Sicherheitsmerkmal.

Die scharfe Wellenlängenselektivität optischer Vielkanalverstärker, die sich aus den physikalischen Eigenschaften der Photokathode ergibt, kann vorteilhaft zur Diskriminierung von Hintergrundlicht benutzt werden.

Die hohe räumliche Auflösung optischer Vielkanalverstärker ermöglicht es, die Lage schwach leuchtender Partikel bis auf 20 um genau zu lokalisieren. Beispielsweise kann die Verteilung statisch verstreuter Fluoreszenz- oder Lumineszenzpartikel gemessen und als Identifikationsdatei auf demselben Dokument abgespeichert werden. Die Verifikation der Echtheit erfolgt durch den Vergleich der Identifikationsdaten mit dem Leuchtmuster. Ein solches Dokument ist hochgradig sicher, da es äußerst unwahrscheinlich ist, daß es einem Fälscher gelingen kann, die Verteilung der extrem schwach leuchtenden Partikel zu messen. Selbst dann ist es unmöglich, die Anordnung von beispielsweise ca. 100-10 000 Leuchtpunkten nachzustellen. Ein solches System bietet sich insbesondere für Folienverbünde an, da die Leuchtverteilungen geschützt in die Folie integriert werden können.

Eine zusätzliche Dimension der Fälschungssicherheit erhält ein auf optischen Vielkanalverstärkern basierendes System, in dem die kurzen Schaltzeiten solcher Bildverstärker (typisch Nanosekunden) ausgenutzt werden. Leuchtstoffe können beispielsweise so ausgewählt werden, daß die Anregung sehr hohe Spitzenleistungen (ns-Laser o. ä.) erfordert und daß die Emission innerhalb von Nanosekunden nach der Anregung und nahe der Anregungswellenlänge erfolgt. Ein optischer Vielkanalverstärker wird dann so getriggert, daß er am Ende des Anregungsimpulses öffnet und die Lichtverteilung abbildet. Detektoren, die nicht mit solchen exakten Torzeiten triggerbar sind, werden selbst bei einem Meßversuch auf der richtigen Wellenlänge und am richtigen Ort von der hohen Anregungsintensität gesättigt und können kein Signal messen.

Analog kann der optische Vielkanalverstärker von anderen Anregungsmechanismen (elektrischen Feldern bei Elektrolumineszenz o. ä.) getriggert werden.

Die kurze Schaltzeit optischer Vielkanalverstärker kann ausgenutzt werden, Wertdokumente mit sehr hoher Geschwindigkeit zu verifizieren. Aufgrund der kurzen Verschlußzeit eines solchen Bildverstärkers kann beispielsweise von jedem mit hoher Geschwindigkeit am Detektor vorbei transportierten Wertdokument ein Bild aufgenommen werden.

Ein optischer Vielkanalverstärker kann auch eingesetzt werden, um einen ganzen Stapel von Wertdokumenten mit einer Bildaufnahme zu überprüfen, in dem eine Leuchtdichtenverteilung der Wertdokument-Kanten von der Seite eines Stapels aus verifiziert wird.

Optische Vielkanalverstärker können über Anodensegmente, Gitteranoden oder Ladungsmessungen direkt elektronisch ausgelesen werden. Da die elektronische Verarbeitung und Auswertung von Bilddaten ein sich dynamisch entwickelndes Technologiefeld ist, stehen immer leistungsfähigere und schnellere Bildauswertungsalgorithmen zur Verfügung. Elektrostatisch fokussierte Bildverstärker können den Vergrößerungsfaktor des Bildes elektronisch steuern.

Optische Vielkanalverstärker können Elektronen-, Ionen- und Röntgenstrahlen ohne Photokathode direkt in ein verstärktes sichtbares Bild umwandeln. Besonders interessante Ausführungsformen ergeben sich, indem schwache Kontraste im Röntgenbereich ausgewertet werden.

Das Bildfeld von einigen Quadratzentimetern entspricht den typischen Abmessungen eines Sicherheitsmerkmals. Im einfachsten Fall kann der optische Vielkanalverstärker mit der Photokathode ohne die Notwendigkeit einer Abbildungsoptik in Kontakt mit dem zu verifizierenden Dokument gebracht werden.

Optische Vielkanalverstärker sind kompakt, haben eine geringe Leistungsaufnahme und sind verschleißfrei.

Die Herstellung optischer Vielkanalverstärker ist ein außerordentlich komplizierter Prozeß. Werden solche Vielkanalverstärker beispielsweise in einer Sonderbauform entwickelt, lassen sich diese speziellen Sensoren einfach vor dem Zugriff von Fälschern schützen. Außerdem würde in vielen Ausführungsformen der Erfindung einem Fälscher nicht einmal der Original-Sensor nützen, da das Sicherheitsmerkmal nicht nachstellbar ist (statistisch verteilte Fluoreszenzkörner u.ä.).

Optische Vielkanalverstärker können auch verwendet werden, um Merkmale bereits existierender Wertdokumente nachzuweisen, bzw. um Merkmale von Stoffen, die ein Wertdokument als Fälschung enttarnen (falsche Papiere, Farben etc.), zu messen.

Zusammenfassend können die Vorteile der vorliegenden Erfindung durch die Verwendung optischer Vielkanalverstärker wie folgt zusammengefaßt werden.

Optische Vielkanalverstärker eignen sich aufgrund folgender Eigenschaften ideal als Sensoren für schwache leuchtdichte Verteilungen auf Wertdokumenten:

1) extrem hohe Empfindlichkeit (bis hin zum Nachweis einzelner Photonen)
2) extrem hohe räumliche Auflösung (bis 10 000 dpi)
3) extrem kurze Schaltzeiten (im Bereich von Nanosekunden)
4) Wellenlängenselektivität durch Wahl einer geeigneten Photokathode und aufgrund der Austrittsarbeit des Photoeffekts ("tageslichtblinde" Sensoren)
5) direkter Nachweis von Elektronen-, Ionen- und Röntgenstrahlen möglich
6) die Sensorfläche entspricht den charakteristischen Abmessungen eines Sicherheitsmerkmals (einige cm²)
7) der Bildausschnitt kann elektronisch vergrößert werden
8) die Leuchtdichteverteilung kann ohne Zwischenschritte elektronisch ausgelesen und ausgewertet werden
9) geringe Abmessungen und eine geringe Leistungsaufnahme
10) eine komplizierte, nur von wenigen Firmen beherrschte Herstellungstechnologie der Sensoren
11) gute Eignung zur Verwendung als "black box"-Sensor (Selbstzerstörung bei Manipulation der Box beispielsweise durch Zerstören der Vakuumversieglung oder durch Hochspannung).

Nachfolgend werden derartige optische Vielkanalverstärker auch mit dem Begriff MCPBV bezeichnet.

Deren Anwendungen in Verbindung mit einem Wert- und Sicherheitserzeugnis und dies wiederum in Verbindung mit einem schwach dimensionierten Sicherheitselement lassen sich wie folgt zusammenfassen:
MCPBV detektieren sehr schwache Leuchtdichteverteilungen, die über der Fläche des Wertdokuments variierende Absorption, Transmission, Reflexion, Beugung, Streuung, Emission der anderen Effekte entstehen. Aufgrund der hohen Empfindlichkeit von MCPBV sind schon geringste Konzentrationen von Kontrast- oder Leuchtstoffen, schwache Reflexionen, Beugungsordnungen o. ä. für eine sichere Verifikation ausreichend.

Die Konzentration der Kontrast- oder Leuchtstoffe bzw. die reflektierenden, absorbierenden oder beugenden Flächen (Sicherheitsmerkmal) können so gering gehalten werden, daß die erzeugten Leuchtdichten mit anderen Sensoren nicht nachweisbar sind. Schwache Intensitäten nichtlinearer optischer Effekte können als Sicherheitsmerkmal verwendet werden (mehrstufige Anregungsprozesse wie Zweiphotonen-Absorption o. ä. erschweren den Nachweis des Sicherheitsmerkmals).

Die sehr schwache Leuchtdichteverteilungen enthalten Code- oder Personalisierungs-Information. Nur MCPBV können solche Information auslesen, da kein anderer Detektor-Typ gleichzeitig über eine vergleichbar hohe räumliche Auflösung und Empfindlichkeit verfügt.

MCPBV werden so mit dem Anregungsprozeß synchronisiert, daß sie ein schwaches Meßsignal von einem starken Anregungsimpuls unterscheiden können. Andere Detektoren können solch ein Signal nicht nachweisen. Einfache Synchronisation mit Mehrschrittanregungen ist möglich.

Nur Teile eines Wertdokumentes (seitliche Kanten eines Stapels) werden für die Verifikation herangezogen. Die kurze Verschlußzeiten von MCPBV ermöglichen so eine Verifikation von bis zu einigen hundert Wertdokumenten/sec.

Tageslicht-"blinde" MCPBV werden mit dem Wertdokument in Kontakt gebracht. Sehr gute Unterdrückung von Hintergrundlicht, keine Abbildungsoptik nötig (Handgerät).

MCPBV werten Röntgenstrahlenkontraste aus. Hohe Empfindlichkeit und Ortsauflösung, keine fotografischen Emulsionen nötig.

In Verifikationsgeräten werden MCPBV Sonderbauformen mit speziellen Photokathoden, Kanal-Querschnitten oder anderen Parametern eingesetzt (Beispiel: ein zeilenförmiger MCPBV) Aufgrund der schwierigen Herstellungstechnologie sind solche Detektoren für Fälscher nicht zugänglich (daher kann die in einer Zeile enthaltene Information von Fälschern nicht ausgelesen werden).

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt nun darin, daß wegen der kurzen Detektionszeit eine Vielzahl von Dokumenten pro Sekunde verifiziert werden kann, wobei bis zu 2000 Dokumente pro Sekunde maschinell ausgewertet werden können.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.

Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung, offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

Es zeigen:

Fig. 1 Draufsicht auf ein Wert- und Sicherheitser zeugnis in einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 Schematisiert gezeichnete Seitenansicht der Verifikationseinrichtung;

Fig. 3 Schematisiert einen Schnitt durch einen Mikrokanalbildverstärker;

Fig. 4 Die Vergrößerung eines Kanals aus einem Mikrokanalbildverstärker mit Darstellung der Anregungsmechanismen in der Mikrokanalplatte;

Fig. 5 Die Gegenüberstellung von Anregeimpuls und Antwortimpuls bei der Verifikation des Sicherheitsdokumentes;

Fig. 6 Die Draufsicht auf ein Sicherheitsdokument mit Erfüllung noch höherer Sicherheitsanforderungen

Fig. 7 Eine weitere Ausführungsform im Vergleich zu Fig. 3 bei der Ausbildung eines Mikrokanal bildverstärkers.

In Fig. 1 sind auf einem Wertdokument 1 verschiedene Sicherheitselemente 2, 3 angeordnet, wobei deren Anordnung in beliebiger Weise erfolgen kann. Zusätzlich können noch ein oder mehrere Sicherheitsstreifen 6 und/oder einer oder mehrere graphische Elemente (Muster) 7 angeordnet werden.

Ein derartiges Sicherheitselement 2, 3 kann z. B. aus einer flächenhaften Verteilung von mehreren Pixeln 4, 5 bestehen, die in einer gewünschten oder zufälligen Verteilung das Sicherheitselement 2, 3 bilden.

Das Wertdokument 1 kann eine Banknote, eine Ausweiskarte oder dgl. sein, wobei die besagten Sicherheitselemente 2, 3 bzw. der Sicherheitsstreifen 6 und die graphischen Elemente 7 sowohl in dem Wertdokument 1 eingebettet sein können als auch auf dem Wertdokument selbst aufgebracht sein können.

Es wird nun eine neuartige Auswertung derartiger Sicherheitselemente zur Verifikation des Wertdokumentes 1 näher beschrieben.

Hierzu wird erfindungsgemäß ein sogenannter Mikrokanalbildverstärker 8 verwendet, wie er schematisiert in Fig. 2 dargestellt ist. Wichtig hierbei ist, daß die auf dem Wertdokument 1 angebrachten Sicherheitselemente 2, 3, 6 bei Anregung ein schwaches Signal aussenden, welches Signal in den Pfeilrichtungen 11-13 dem Mikrokanalbildverstärker 8 zugeführt wird, so daß dieses schwache Signal von hoch spezialisierten Auswertegeräten ausgewertet werden kann. Hierbei werden die angegebenen Sicherheitselemente 2, 3, 6 durch eine Anregungsquelle 9 angeregt, welche beispielsweise in Pfeilrichtung 10 das Wertdokument 1 bestrahlt.

Selbstverständlich ist die Art und Anordnung der Anregungsquelle 9 in Bezug zum Wertdokument 1 in freien Grenzen variabel. Die Anregungsquelle 9 kann hierbei seitlich am Wertdokument angeordnet sein, sie kann auch seitlich am Mikrokanalbildverstärker angeordnet werden und in der gleichen Richtung auf das Wertdokument 1 gerichtet sein, wie umgekehrt die Signale von dem Wertdokument 1 dem Mikrokanalbildverstärker 8 zugeführt werden; die Anregungsquelle kann aber auch unterhalb des Wertdokumentes angeordnet werden und durch dieses hindurchstrahlen.

Als Anregungsquellen 9 kommen verschiedene Anregungsmechanismen in Frage, wie z. B. die Anregung durch Elektronenstrahlen, durch Laserstrahlen, durch Licht, durch Röntgenstrahlen, durch ionisierende Strahlen, durch magnetische Wechselfelder und dgl. mehr.

Ebenso kommt eine thermische Anregung (IR-Strahlen) in Betracht, ebenso wie die Anregung durch UV-Strahlen. Im Durchlicht können auch schwache, durch ein Sicherheitserzeugnis transmittierte Intensitäten detektiert werden.

Die Sicherheitselemente bestehen aus geringsten Mengen von Kontrast-, Fluoreszenz- oder Lumineszenzstoffen, die entweder in der Druckfarbe selbst angeordnet sind oder im Substrat vorliegen.

Daneben können auch noch andere Anregungsmechanismen verwendet werden, wie z. B. extrem schwer nachweisbare bio- und chemoluminisierende Systeme oder fluoreszenzmarkierte Spezialchemikalien.

Anhand der Fig. 3 wird der grundsätzliche Aufbau eines Mikrokanalbildverstärkers näher erläutert.

In einem evakuierten Gehäuse 14 ist ein mit einer Photokathode beschichtetes Fenster angeordnet, wobei aus zeichnerischen Gründen die Photokathode 15 im Gehäuse 14 angeordnet wurde. Auf diese Photokathode 15 trifft in Pfeilrichtung 18 ein Strom von Lichtquanten 19, welche aus der Photokathode 15 Elektronen 35 herausschlagen, die in Pfeilrichtung 36 auf die Mikrokanalplatte 16 beschleunigt werden. Der Aufbau der Mikrokanalplatte 16 ist in Fig. 4 näher erläutert. Sie besteht im wesentlichen aus einem leeren Kanal 20, an dessen Innenwandungen 22, 23 die Elektronen in Pfeilrichtung 21 auftreten und zickzackförmig weitergeleitet werden, wodurch Sekundärelektronen aus der Beschichtung der Innenwandungen 22, 23 ausgelöst werden, die dann in Form einer Elektronenlawine 24 aus dem Mikrokanal 20 heraustreten und in Richtung auf den Leuchtschirm 17 beschleunigt werden. Auf diesem Leuchtschirm 17 wird der Elektronenstrom in eine entsprechende Leuchtdichteverteilung umgewandelt und weiter ausgewertet. Als Auswertegerät kommt z. B. ein CCD in Frage; der Elektronenstrom kann auch direkt ohne Vorhandensein eines Leuchtschirmes 17 ausgewertet werden.

Es können hierfür generelle bildverarbeitende Systeme verwendet werden.

In Fig. 5 ist eine derartige Anregung in Verbindung mit dem Antwortimpuls dargestellt. Es ist gezeigt, daß ein Anregeimpuls 25 extrem kurzer Dauer im Bereich von einigen Nanosekunden auf das Wertdokument auftrifft und das darauf angeordnete Sicherheitselement 2, 3, 6 anregt, welches mit einem entsprechenden Antwortimpuls 26 antwortet, zeitverzögert um Δt.

In Fig. 5 ist erkennbar, daß eine relativ kurze Auswertezeit 27 ebenfalls im Nanosekundenbereich nur zur Verfügung steht, was mit dem Vorteil verbunden ist, daß die Fälschungssicherheit eines derartigen Wert- und Sicherheitsdokumentes wesentlich verbessert ist, weil es nur wenige Geräte gibt, die in der Lage sind, innerhalb einer derartig kurzen Auswertezeit 27 eine Verifikation durchzuführen.

Die meisten Detektoren, die bisher bekannt sind, sind im übrigen nicht in der Lage, zwischen dem Signal des Anregeimpulses 25 und dem Signal des Antwortimpulses 26 zu unterscheiden, d. h. die Verifikation innerhalb der Auswertezeit 27 vorzunehmen.

Die Verifikationsmethode nach der Erfindung besteht also darin, daß man mit einem extrem kurzen Anregeimpuls 25 im Nanosekundenbereich anregt. Verwendet man nämlich einen längeren Anregeimpuls, dann verschwindet der später entstehende Antwortimpuls in dem Anregeimpuls 25 und es kann eine Auswertung nicht mehr stattfinden.

Die Verifikationsmethode besteht also auch darin, daß man eine Anregungsquelle 9 verwendet, die in der Lage ist, einen derartig kurzen Anregeimpuls zu erzeugen und im übrigen eine Verifikationseinheit (Mikrokanalbildverstärker 8) der in der Lage ist, innerhalb der darauffolgenden kurzen Auswertezeit 27 die Verifikation durchzuführen.

In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform eines Wertdokumentes gezeigt, welches noch weiter erhöhten Sicherheitsanforderungen Rechnung trägt.

Es sind auf einer kodierten Fläche 28, die durch Registermarken 30 begrenzt ist, eine Anzahl von Sicherheitselementen 2, 3 angeordnet, die z. B. durch Anregung zum Aufleuchten gebracht werden. Mit der vorbeschriebenen Auswerteeinheit werden nun die Koordinaten der leuchtenden und ggf. auch selbstleuchtenden Sicherheitselemente festgestellt. Neben der Koordinatenangabe (Lagebestimmung) der Sicherheitselemente sind selbstverständlich auch andere Eigenschaften dieser Sicherheitselemente auf dem Wertdokument 1 auslesbar, wie z. B. deren einzelne spezifische Leuchtdichte, deren Verteilung auf dem Dokument, deren Farbe, deren Abmessung und anderer Eigenschaften mehr.

Die so ausgelesenen Eigenschaften werden z. B. in ein Auslesefeld 29 eingeschrieben, welche sich ebenfalls auf dem Wertdokument 1 befindet.

Zur Verifikation des Wertdokumentes 1 wird nun das zu verifizierende Wertdokument mit der Anregungsquelle 9 angeregt und es werden die Eigenschaften der Sicherheitselemente 2, 3 in der codierten Fläche 28 ausgelesen und mit der im Auslesefeld 29 hinterlegten Information verglichen. Auf diese Weise kann ein Wertdokument mit hoher Fälschungssicherheit geschaffen werden, welches schnell verifizierbar ist.

Die Fälschungssicherheit wird im übrigen noch erhöht, wenn es sich um sehr viele Sicherheitselemente 2, 3 handelt, die in einer bestimmten Verteilung auf der codierten Flächen 28 verteilt sind.

Im übrigen ergibt sich hierdurch auch die Möglichkeit, daß man in einer genau vorgegebenen Codierung nur bestimmte Wertdokumente codiert, um diese von anderen, äußeren gleichartigen Wertdokumenten zu unterscheiden, um z. B. Geldscheine zu codieren, die bei einer Entführung gezahlt wurden und die dann später wieder erkannt werden sollen.

Es wird noch darauf hingewiesen, daß es nicht auf das Vorhandensein einer Anregungsquelle 9 ankommt, die genannten Sicherheitselemente 2, 3, 6 können auch selbstleuchtend ausgebildet sein. Eine derartige Emission kann z. B. dadurch erfolgen, daß die Sicherheitselemente 2, 3, 6 als selbststrahlende Quellen ausgebildet sind.

In Fig. 7 ist eine weitere Anregungsmöglichkeit durch eine weitere Ausführungsform zur Verifikation gezeigt, wobei die Anregung durch eine ionisierende Strahlungsquelle 31 erfolgt. Auf dem Wertdokument 1 sind hierbei in einer beliebigen Anzahl und Anordnung strahlungsdichte Barrieren 34 angeordnet, welche die auf das Wertdokument auftreffenden Röntgenstrahlen 32 nur in einem bestimmten Bereich 37 in Pfeilrichtung 38 hindurchlassen, während die anderen Bereiche durch die Barrieren 34 abgeschirmt werden. Auf diese Weise gelangt die für das Wertdokument 1 spezifische Emissionsstrahlung auf die Mikrokanalplatte 16, die in einem Gehäuse zusammen mit dem Leuchtschirm 17 angeordnet ist.

Im Falle, daß statt der ionisierenden Strahlungsquelle 31 eine Elektronenstrahlungsquelle gewählt wird, geltenden die gleichen Erläuterungen in Fig. 7, nur daß das Gehäuse 33 auch noch das Wertdokument 1 umfaßt und - um das Wertdokument 1 in das Gehäuse hineinzubringen - ist es vorgesehen, daß das Gehäuse mit einem inerten Gas gespült wird.

Auf diese Weise ist es möglich, in das Gehäuse schnell die Wertdokumente 1 einzutragen und wieder herauszubringen.

Das inerte Gas dient dazu, den Elektronentransport im Gehäuse zu ermöglichen.

Im folgenden werden noch nichtlineare optische Effekte in Verbindung mit dem neuartigen Verfahren beschrieben.

Eine derartige Anregung besteht z. B. darin, daß mit einer ersten Frequenz angeregt wird, daß aber die Sicherheitselemente 2, 3, 6 in einem anderen Frequenzbereich emittieren und diese Sekundärstrahlung dann von dem erfindungsgemäßen Mikrokanalbildverstärker ausgewertet wird.

Derartige nichtlineare Effekte sind im allgemeinen sehr schwach und eignen sich deshalb besonders gut für die Auswertung in dem erfindungsgemäßen Mikrokanalbildverstärker.

Hierzu kann es sogar vorgesehen sein, daß der Primärstrahl abgefiltert oder durch eine geeignete Ausbildung der Photokathode für diese nicht sichtbar ist. Es wird also nur das nichtlineare optische Signal ausgewertet.

Bezugszeichenliste

1

Wertdokument

2

Sicherheitselement

3

Sicherheitselement

4

Pixel

5

Pixel

6

Sicherheitsstreifen

7

graphisches Elemente (Muster)

8

Mikrokanalbildverstärker

9

Anregungsquelle

10

Pfeilrichtung

11

Pfeilrichtung

12

Pfeilrichtung

13

Pfeilrichtung

14

evakuiertes Gehäuse

15

Photokathode

16

Mikrokanalplatte

17

Leuchtschirm

18

Pfeilrichtung

19

Licht-Quant

20

Kanal

21

Pfeilrichtung

22

Innenraum

23

Innenraum

24

Elektronenlawine

25

Anregeimpuls

26

Antwortimpuls

27

Auswertezeit

28

codierte Fläche

29

Auslesefeld

30

Registermarke

31

Strahlungsquelle

32

Röntgenstrahlen

33

Gehäuse

34

Barriere

35

Elektron

36

Pfeilrichtung

37

Bereich

38

Pfeilrichtung

Claims

1. Verifikationssystem für ein Wert- und Sicherheitserzeugnis, auf dem ein oder mehrere Sicherheitselemente angeordnet sind, die aus schwach emittierenden, musterförmig aufgebrachten und mit definierten spektralen Eigenschaften anregbaren Stoffen bestehen, deren Emission mit einem optischen Abbildungsgerät sichtbar gemacht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Abbildungsgerät ein Vielkanalverstärker (MCBV) ist.

2. Verifikationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vielkanalverstärker eine räumliche Auflösung bedingt durch die Packungsdichte der Kanäle (20) aufweist, die im Bereich zwischen etwa 10 und 20 µm liegt.

3. Verifikationssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang des Vielkanalverstärkers der Eingang einer elektronischen Kamera angeordnet ist.

4. Verifikationssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Bildfeld des zu verifizierenden Wert- und Sicherheitsdokuments von 1-3 qcm der Ausgang des Vielkanalverstärkers direkt mit der Photokathode der elektronischen Kamera in lichtleitender Verbindung ist.

5. Wert- und Sicherheitserzeugnis, insbesondere mit Verifikationssystem nach einem der Ansprüche 1-4, auf dem eines oder mehrere Sicherheitselemente angeordnet und/oder eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitselemente (2, 3) als Beimengung geringster Mengen von Kontrast-, Fluoreszenz- oder Lumineszenzstoffen in die Druckfarbe und/oder das Substrat ausgebildet sind.

6. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine bestimmte flächenhafte Verteilung der Sicherheitselemente (2, 3) vorgesehen ist.

7. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Referenzfläche (28) vorgesehen ist, die von einer oder mehreren Registermarken (30) begrenzt ist.

8. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Auslesefeld (29) vorhanden ist, in dem eine Prüfsumme zu der Referenzfläche (28) abgelegt ist.

9. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitselemente als fremdleuchtende, eine Anregung bedürfender Markierungen ausgebildet sind.

10. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitselemente (2, 3) eine extrem kurze Ansprechzeit haben.

11. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitselemente (2, 3) eine hohe Anregungsenergie erfordern.

12. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitselemente (2, 3) ein extrem kurzes Antwortsignal abgeben.

13. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Antwortsignal in einem anderen Frequenzbereich liegt als das Anregungssignal.

14. Wert- und Sicherheitserzeugnis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Sicherheitselemente (2, 3) am Rand bzw. auf einer Kante des Wertdokuments (1) angebracht ist.

15. Verfahren zur Auswertung und Prüfung eines Wert- und Sicherheitserzeugnisses nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung eines optischen Vielkanalverstärkers.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine parallele Auswertung und Prüfung mehrerer Wert- und Sicherheitserzeugnisse (1) gleichzeitig erfolgt.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Vielkanalverstärker eine Sensorfläche aufweist, die in charakteristischen Abmessungen eines Sicherheitselementes zu 3 angepaßt ist.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Vielkanalverstärker eine hohe Empfindlichkeit, hohe Auflösung und kurze Schaltzeiten aufweist.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einstellung des optischen Vielkanalverstärkers auf eine bestimmte Wellenlänge durch Wahl einer geeigneten Fotokathode vorgesehen ist.