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WO2017118466A1 - Echtheitsprüfung von wertdokumenten - Google Patents

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Info

Publication number
WO2017118466A1
WO2017118466A1 PCT/EP2016/002155 EP2016002155W WO2017118466A1 WO 2017118466 A1 WO2017118466 A1 WO 2017118466A1 EP 2016002155 W EP2016002155 W EP 2016002155W WO 2017118466 A1 WO2017118466 A1 WO 2017118466A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
test
emission
value
spectral
radiation
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/002155
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Erich KERST
Thomas Happ
Original Assignee
Giesecke & Devrient Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Giesecke & Devrient Gmbh filed Critical Giesecke & Devrient Gmbh
Priority to ES16819439T priority Critical patent/ES2974688T3/es
Priority to US16/067,917 priority patent/US11830329B2/en
Priority to RU2018127833A priority patent/RU2710766C1/ru
Priority to EP16819439.7A priority patent/EP3400583B1/de
Publication of WO2017118466A1 publication Critical patent/WO2017118466A1/de

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    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/06—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using wave or particle radiation
    • G07D7/12—Visible light, infrared or ultraviolet radiation
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07F—COIN-FREED OR LIKE APPARATUS
    • G07F7/00—Mechanisms actuated by objects other than coins to free or to actuate vending, hiring, coin or paper currency dispensing or refunding apparatus
    • G07F7/08—Mechanisms actuated by objects other than coins to free or to actuate vending, hiring, coin or paper currency dispensing or refunding apparatus by coded identity card or credit card or other personal identification means
    • G07F7/10—Mechanisms actuated by objects other than coins to free or to actuate vending, hiring, coin or paper currency dispensing or refunding apparatus by coded identity card or credit card or other personal identification means together with a coded signal, e.g. in the form of personal identification information, like personal identification number [PIN] or biometric data
    • G—PHYSICS
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    • 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
    • G07D7/16—Testing the dimensions
    • G07D7/162—Length or width

Definitions

  • the present invention relates to a method and a test sensor and a test device for checking a value document for authenticity.
  • counterfeit checks which are often based on the evaluation of emission radiation of a luminescence feature present in or on the document of value, are realized by combined test methods or probing sensors, which are used in addition to counterfeit parts the actual luminescence also make a remission or reflection measurement.
  • Such a test sensor in which a spectrally resolving luminescence sensor comprises a spectral detector with diffraction grating, for example, describes the DE 10 2004035 494 AI.
  • a separate detector is used there, whereby the test sensor has a high space requirement and its production requires a high design effort.
  • DE 10 2008 028 689 A1 and DE 10 2008 028 690 A1 disclose a spectrally resolving luminescence sensor which can be used for calibration
  • a reference radiation source and a light scanner used to determine the position of a value document to be tested.
  • the reference radiation is designed so that it lies within the spectral range of the luminescence sensor, so that no separate detector is needed as a light scanner.
  • the reference radiation is switched off as soon as an edge of the value document is detected.
  • this has the disadvantage that either no remission measurement can take place within the value document or only a small spatial resolution of the luminescence measurement is achieved at the usual transport speeds of the value documents to be tested.
  • the value document to be checked here has a security area which extends over the entire extent of the value document to be checked in the transport direction and in which or on which a substantially homogeneous shared luminescence feature is present.
  • the luminescent feature here is introduced into the volume of the value document as homogeneously as possible or evenly distributed in the security area, or it is applied in the security area as a coating or coating of the value document, for example in the form of a luminescent color or lacquer.
  • the security area extends over the entire value document, so that the luminescence feature is substantially uniformly distributed in or on the entire value document.
  • the luminescence feature present in or on the security area can here be excited by means of an excitation radiation for luminescence, ie for phosphorescence and / or fluorescence.
  • the value document is checked by a scanning sequence which repeatedly repeats itself on the test sensor during the transport of the value document, in the context of which the value document is irradiated and scanned.
  • the repeatability scan sequence is then preferably followed by the actual check for integrity and / or authenticity, in which the previously scanned spectral values are suitably evaluated.
  • the repetitive sampling sequence here comprises a first irradiation phase and an adjoining second irradiation phase.
  • the security area of the value document is irradiated with a test radiation and an excitation radiation in a detection or test area of the test sensor.
  • the test radiation is designed in such a way that the proportion of the test radiation remitted by the safety area lies at least partially in a detection spectral range of the test sensor.
  • the excitation radiation is designed, an emission radiation of the luminescence feature which also at least partially emits in the detection spectral range of the test sensor.
  • a spatially resolved reflectance spectral value is sampled, which on the one hand shares the remitted test radiation and on the other hand shares the emission radiation of the emission radiation emitted by the excitation radiation Luminescence feature comprises.
  • the security area in a second irradiation phase in the test area of the test sensor is only irradiated with the excitation radiation and, preferably at the end of the second irradiation phase, at least one spatially dependent emission spectral value is scanned spectrally resolved.
  • the examination of the value document preferably takes place on its authenticity.
  • a classification takes place as genuine or spurious on the basis of the spatially resolved multiple sampled, in particular at different locations, at least one location-dependent reflectance spectral value and the spatially resolved multiple scanned, in particular at different locations, at least one location-dependent emission spectral values.
  • an intensity of the reflectance spectral value comprises, on the one hand, intensity components of the reflected test radiation and, on the other hand, also intensity components of an emission radiation of the luminescence feature excited by the excitation radiation, since the safety region during the first irradiation phase coincides both with the
  • Test radiation is irradiated as well as with the excitation radiation.
  • a spatially resolved remission curve is formed for checking, in particular, the authenticity of the value document from the location-dependent reflectance spectral values acquired in the course of the plurality of scanning sequences, which reproduces the remission spectral values sampled along the safety area in the transport direction.
  • a spatially resolved emission curve is formed from the spatially dependent emission spectral values acquired in the course of the plurality of scanning sequences, which reflects the emission spectral values sampled along the safety zone in the transport direction.
  • Each remission / emission spectral value of the remission / emission curve thus reflects the remitted / emitted radiation intensity at a dedicated position of the security area of the value document caused by the first or second irradiation phase.
  • the remission curve represents the extent of the value document in the transport direction, while the emission curve represents that area of the value document in the transport direction in which the luminescence feature could be detected.
  • the value document after it has passed completely past the test sensor, is finally classified as complete and / or genuine if the remission curve and the emission curve have a qualitatively comparable curve, since this means that the luminescence feature is along the entire extension the value document is present in the transport direction.
  • a corresponding test sensor according to the invention is used. This comprises a test radiation source which generates a test radiation which is at least partially remitted from the value document in the detection spectral range of the test sensor, and an excitation radiation source which generates an excitation radiation which excites the luminescence feature to emission radiation which also at least partially in the detection spectral range of the test sensor emitted.
  • the test sensor comprises a scanning unit which scans test radiation remitted from the value document and emission radiation emitted by the luminescence feature as location-dependent reflectance spectral values and location-dependent emission spectral values in the detection spectral range.
  • the detection of the emission spectral values and the reflectance spectral values takes place spectrally resolved with preferably more than two spectral channels, in particular more than eight spectral channels and particularly preferably with more than sixteen spectral channels.
  • a control unit of the inspection sensor coordinates the radiation sources and the scanning unit such that the scanning sequence is continuously repeated as the value document passes the inspection sensor.
  • the test sensor forms the remission curve and the emission curve in the manner described above and qualitatively compares their curves.
  • the invention offers the advantage that no additional scanning or detection channel is required for the acquisition of the reflectance spectral values, since both the emission spectral values and the reflectance spectral values are at least partially in the same detection spectral range of the test sensor lie. This allows a comparatively compact test sensor with reduced constructive Her position effort.
  • the invention enables a maximum spatial resolution and intensity of the emission curve, since the luminescence feature is already excited to emit during the irradiation of the value document with the test radiation in the first irradiation phase, and not only after switching off the test radiation with the onset of the second irradiation phase.
  • the spatial / temporal spacing of successive emission spectral values is thereby reduced by the length of the first irradiation phase compared to conventional solutions. Since, according to the invention, the first irradiation phase is also used for excitation of the luminescence feature, the intensities or amplitudes of the emission spectral values also fall more clearly since the luminescence feature can be optically pumped over the maximum time available.
  • the emission and remission curves are checked for qualitative comparability. This means in particular that no quantitative comparison or a signal-theoretical correlation of the curves is made, but that the two curves are compared only in terms of their local / temporal widths, which in a genuine value document in each case substantially its extension along the transport direction or the duration of Pre-transport on the test sensor correspond.
  • the two curves can be subjected to edge detection, for example by edge or high-pass filtering, if appropriate after suitable noise correction or local / temporal low-pass filtering.
  • the two curves can be processed by means of suitable intensity threshold values in order to obtain significant or suprathreshold remission / emission spectral values of noise-abatement. separate spectral values which are not due to a remission of the test radiation or an emission of the luminescence feature.
  • the evaluation unit preferably determines the number of significant or suprathreshold remission / emission spectral values or the corresponding pixels under the preferably smoothed remission / emission curve.
  • the emission curve and the remission curve are considered qualitatively comparable if the emission curve has significant intensities essentially at those position / time positions or pixels at which the remission curve also forms significant intensities.
  • the quotient of the pixels with significant intensities can be formed in the remission curve and in the emission curve, so that a qualitative comparability of the two curves can be assumed if this quotient is approximately one.
  • a suitable interval can be selected for the quotient, depending on the spatial resolution of the two curves, for example an interval between 0.9 and 1.1 or, preferably, an interval between 0.95 and 1.05 ,
  • the evaluation unit determines the number of pixels in which, although the reflectance curve has significant intensities, the emission curve has subliminal values.
  • the value document is classified as spurious if this number of fake suspect pixels exceeds a certain threshold value of eg 0, 1, 2, etc.
  • the time period of the first irradiation phase is set between 0.5 and 500 ⁇ , more preferably between ⁇ and 50 ⁇ .
  • the ratio between the duration of the first irradiation phase and the duration of the entire scanning sequence is preferably between 1: 1000 and 1: 4, more preferably between 1: 100 and 1: 5.
  • the proportion of the first irradiation phase, in which the value document is irradiated both with the test radiation and with the excitation radiation, in the entire duration of the scanning sequence, ie the total duration of the irradiation with the excitation radiation, between about 0.1% and 25 % is and is preferably between about 1% and 20%.
  • the transport speed with which a value document to be tested is guided past the test sensor is between 1 m / s and 13 m / s, preferably in the range of 4-12 m / s.
  • the scanning sequence is configured in such a way that the excitation irradiation can take place interruption-free by the first irradiation phase of a scanning sequence directly following the second irradiation phase of the preceding scanning sequence.
  • the irradiation with the test radiation then takes place in pulses during the first irradiation phase, in each case interrupted by the second irradiation phase.
  • the at least one remission spectral value is scanned towards the end of the first irradiation phase, preferably at the end of the first irradiation phase, during which the at least one emission spectral value is scanned toward the end of the second irradiation phase, preferably at the end of the second irradiation phase.
  • this embodiment of the sampling sequence ensures maximum spatial resolution of the emission curve and, on the other hand, achieves maximum intensity of the emission spectral values.
  • a rest phase immediately follows the second irradiation phase, in which neither irradiation by the test radiation nor by excitation radiation takes place.
  • the irradiation by the excitation radiation pulsed in each case during the first and second irradiation phase and interrupted by the resting phase.
  • the first irradiation phase of a scanning sequence then immediately follows the quiescent phase of the preceding scanning sequence.
  • emission spectral values can also be detected during the idle phase, preferably towards the end of the idle phase, so that a maximum intensity of the emission spectral values can be ensured if the luminescent marker still emits after the excitation radiation has been switched off.
  • the pulsed irradiation with the excitation radiation allows the multiple sampling of emission spectral values within a scanning sequence during and / or after the excitation radiation pulse so that the temporal decay / decay behavior of the luminescence feature can also be determined as a function of location by comparing the emission spectra scanned within a scanning sequence.
  • This location-dependent attack / decay behavior can then be taken into account in the authenticity check, since the time profile of the emission spectral values within a scanning sequence provides information about the emission properties and the exact nature of the tested luminescence feature.
  • the multi-sampled emission spectral values may be compared to corresponding location-dependent reference spectral values previously determined for the particular value document.
  • the value document is irradiated with a spectrally narrow-band test radiation, so that it is detected only in one or a few spectral channels of the detector.
  • the test radiation is preferably not suitable to stimulate appreciable Lur incarnation in the document of value.
  • the value document is irradiated with preferably narrow-band excitation radiation, wherein the excitation radiation takes place in the ultraviolet (UV), in the visible (VIS) and / or in the infrared spectral range (IR).
  • UV ultraviolet
  • VIS visible
  • IR infrared spectral range
  • This can also include several different wavelength ranges. This ensures that the test radiation causes no or only a small emission radiation of the luminescence feature in the detection spectral range, so that the sampled emission spectral values are exclusively due to the excitation radiation and as little as possible to the test irradiation.
  • the test radiation source comprises an LED or semiconductor laser radiation source, e.g. an edge emitter laser diode.
  • the test radiation source comprises a narrow-band VCSEL or surface emitter radiation source.
  • the excitation radiation source preferably comprises an LED or semiconductor laser radiation source, more preferably a narrowband VCSEL or surface emitter radiation source.
  • the reflectance spectral values and / or emission spectral values are preferably corrected with regard to noise and interference influences.
  • scattered radiation components or electronic or electromagnetic interference radiation components can be eliminated by offset correction from the reflectance spectral values and / or emission spectral values
  • the corresponding correction parameters are determined either beforehand by scanning a reference substrate with the test sensor or, preferably, by sampling during the authenticity check at times when no value document is passed past the test sensor (dark measurement), for example before the beginning of the test
  • the remission spectral values are preferably further corrected in such a way that they only include those sampled spectral components which are actually due to the test irradiation and their remission by the value document. Accordingly, those sampled spectral components and / or intensity components or intensities are filtered out or eliminated from the scanned remission spectral values, which are due to emission radiation of the luminescence feature as a consequence of the excitation radiation.
  • a narrow-band test radiation is particularly suitable, so that the spectrally resolved scanned remission / emission spectral values can be effectively filtered.
  • each of the emission spectral values measured at a later point in time and its time course can be interpolated for the contribution expected at the earlier time of the scanning of the remission spectral value and thus be subtracted to a good approximation.
  • a non-negligible local or temporal offset can form between the reflectance curve and the emission curve at higher transport speeds, since the value document to be tested is moved between the scanning of the reflectance spectral values and the scanning of the emission spectral values. This offset can be compensated as part of the authenticity check by shifting the emission curve by exactly that time interval relative to the remission curve, which lies between the scanning of the reflectance spectral values and the scanning of the emission spectral values.
  • the test sensor according to the invention together with the transport device, which guides the value document past the test sensor during the authenticity check in such a way that the test area of the test sensor continuously travels over the security area of the value document, forms a test device according to the invention.
  • the transport speed of the document of value and the duration of a scanning sequence are preferably matched to one another in such a way that the resulting spatial resolution of the remission curve and / or emission curve is sufficiently high in order to enable a reliable authenticity check.
  • a sufficient spatial resolution exists, for example, if the boundaries of the value document or the security area can be detected accurately or if the spatial resolution is sufficient to map important details of the appearance or an imprint of the value document.
  • FIG. 1 shows the steps of the method sequence of the test method according to the invention
  • FIG. 2 shows an illustration of a true value document (FIG. 2 a) and of a forged value document (FIG. 2 b);
  • 3 shows two embodiments of a sampling sequence with continuous
  • FIG. 4 shows quantitative representations of the emission and remission curves for the real value document according to FIG. 2a (FIG. 4a) and the forged value document according to FIG. 2b (FIG. 4b); and
  • FIG. 5 shows two preferred embodiments of the invention
  • FIG. 1 shows the steps of a method for checking the authenticity of a value document 1 with one of the test sensors 10 shown in FIG. 5, comprising a sampling sequence A repeating steps S1 to S4 and a concluding evaluation step S5.
  • the sampling sequence A is illustrated in FIG. 3, while FIG. 4 illustrates the evaluation.
  • a document of value 1 which can be checked by this method is shown in FIG. 2.
  • FIG. 2 a illustrates a genuine value document 1 with a security area 2, in which or on which one or more luminescent features 3 are present, which are illuminated by a suitable excitation radiation L for fluorescence or fluorescence be excited to phosphorescence.
  • the luminescent feature 3 with longer wavelengths (Stokes luminescence) or shorter wavelengths (anti-Stokes luminescence or upconverter) can be excited to emit in a certain emission spectral range.
  • the luminescence feature 3 is in this case as homogeneously or evenly distributed over preferably as wide as possible areas of the volume of the document of value 1 introduced, which may consist of paper or plastic (polymer), or, alternatively, printed over the entire area on the security area 2 or painted.
  • the security area 2 is preferably equipped along the complete extent of the value document 1 in a transport direction T with the luminescence feature 3. Notwithstanding Figure 2a, the security area 2 may extend over the entire surface of the value document 1 or assume almost any contiguous geometric shapes. These preferably extend over the entire extent of the value document 1 in the transport direction.
  • FIG. 2b illustrates a forged value document 1 in which there is a so-called "snapping forgery" in a counterfeit area F, which affects the security area 2 in relation to that of FIG. 2a such that the luminescence feature 3 no longer extends over the entire extent of the value document 1 in the transport direction T is detectable.
  • the inventive method according to FIG. 1 is based, on the one hand, on the consideration that a remission caused by a test radiation P on the value document 1 is significantly faster for detection or scanning and can be evaluated than a
  • the method according to the invention is based on the knowledge that irradiation of the value document 1 by the test radiation P can also be realized in parallel with the irradiation of the value document 1 by the excitation radiation L in a time-parallel manner. to optically inflate the luminescence feature 3 significantly more effective and to stimulate luminescence emission, as in a sequential irradiation with the test radiation P and the excitation radiation L.
  • the optical inflation of the luminescence feature 3 already during the irradiation of the value document 1 with the test radiation P is useful in particular with phosphorescence features since their excitation or decay times can range from a few microseconds to a few milliseconds.
  • the steps S1 to S4 of the scanning sequence A are repeated several times.
  • a first step S1 the value document 1 is first irradiated in the course of a first irradiation phase AI with both the test radiation P and the excitation radiation L.
  • a correspondingly arranged scanning unit 14 of the test sensor 10 then scans spectral components of both the remitted test radiation P and the emission radiation emitted by the luminescence feature 3, which result from the first irradiation phase AI in step S2. Instead of spectral components, spectrally superimposed intensity components can be scanned by the scanning unit 14.
  • FIG. 3 illustrates two different variants of a scanning sequence A according to the invention in the respective dashed area.
  • the value document 1 is irradiated with both the test radiation P and with the excitation radiation L during the first irradiation phase AI, while at the end of the first irradiation phase AI the reflection of reflectance spectral values R according to step S2 takes place, which both remitted intensity components of the test radiation P and emitted intensity components of the emission radiation of the Luminescence feature 3 include.
  • test radiation P is remitted directly from the value document 1, so that in addition to the pure time of light no waiting or integration times are needed, but the sampling of the remission spectral R in step S2 can take place directly against or at the end of the first irradiation phase AI.
  • the reflectance spectral values R are sampled synchronously and very rapidly, so that the intensities attributable to the individual spectral channels of the scanning unit 14 can be evaluated in parallel.
  • the fast scan prevents a restriction of the relevant spectral channels while the value document 1 moves in the transport direction T.
  • the sampling step S2 can be carried out here by means of photodiodes and suitable sample-and-hold circuits or by CCD or CMOS detectors with charge accumulation and a suitable array architecture with synchronous displacement of the charges of a whole spectral line in a darkened memory area of the test sensor 10.
  • step S3 the sampling unit 14 is read again to acquire emission spectral values E. determine that due to the optical pumping of the luminescence feature 3 already during the first irradiation phase AI sufficiently strong emission intensities.
  • step S4 allows a particularly accurate and reliable testing of the luminescence feature 3, since otherwise erroneous or deviating emission radiations, which are caused for example by fake luminescence features, may not be reliably detected, when the emission spectral values E are not sampled with sufficient intensity or by the
  • the scanning sequence A is continuously and continuously repeated at least until the document of value 1 has been completely guided past the test sensor 10, so that for the
  • Authenticity check in step S5 reflectance spectral values R and emission spectral values E along the entire extent of the document of value 1 in the transport direction T in a spatial resolution, which depends on the one hand on the total duration of the sampling sequence A and on the other hand on the transport speed of the value document 1.
  • FIG. 3 a further illustrates that the first irradiation phase AI is of considerably shorter duration than the second irradiation phase A 2.
  • the test radiation P is directed to the value document 1 with very short pulse lengths so that the emission spectral values E decisive for the authenticity check are disturbed as little as possible by remitted test radiation P and also the highest possible spatial resolution is achieved.
  • the temporal portion of the first illumination phase AI on the entire scanning sequence A is therefore between 0.1% and 25%, and preferably between 1% and 20%.
  • the duration of the entire sampling sequence A is formed here by the sum of the durations of the first illumination phase AI and the second illumination phase A2.
  • the absolute time duration of the first irradiation phase AI that is to say the pulse length of the test irradiation P, is in the range from 0.5 to 500 ⁇ , preferably in the range from 1 ⁇ to 50 ⁇ s.
  • step S2 With such short pulse lengths of the test radiation P, depending on the specific design of the scanning unit 14 and an evaluation unit 17 of the test sensor 10, it may be necessary to perform the sampling of the reflectance spectral values R (step S2) only after completion of the first irradiation phase AI, by the time constant an account either parasitically occurring or deliberately built low-pass filtering of the scanning unit 14, because then a certain time has to wait until the caused by the short pulse length of the test radiation P remission spectral R also have formed electronically and can be effectively scanned.
  • step S3 After the test radiation P has been switched off in the second irradiation phase A2 (step S3), the value document 1 is continuously irradiated further with the excitation radiation L in order to further optically pump up the luminescence feature 3.
  • emission spectral values E can then be sampled (step S4) which are essentially exclusively due to the emission radiation of the optically excited or maximally excited luminescence feature 3.
  • step S4 Immediately following the sampling of the emission spectral values E in step S4, the sampling sequence A then starts again with the first irradiation tion phase AI, by a further pulsed irradiation with the test radiation P takes place (step Sl), as shown in Figure 3a.
  • FIG. 3 a provides only one sampling of emission spectral values E per sampling sequence (step 4), a plurality of emission spectral values E can also be scanned offset in time (step S 4 ') in the course of the second irradiation phase A 2, in order thereby also to image the on / off behavior of the luminescence feature 3 and to be usable for a location-dependent authenticity check.
  • This is shown, for example, by the alternative embodiment of the sampling sequence A according to FIG. 3b, in which a rest phase A3 follows the second irradiation phase A2 before another sampling sequence A begins again with the first irradiation phase AI.
  • Irradiation with pulsed excitation radiation L allows a simple (step S4) or multiple (steps S4 ', S4) sampling of emission spectral values E during and / or after the pulsed irradiation with the excitation radiation L, ie within the second irradiation phase A2 and / or the rest phase A3 ,, so for example once within and once at the end of the second irradiation phase A2 (step S4 ') and finally towards or at the end of the rest phase (step S4), just before the first irradiation phase AI of the next sample sequence A begins.
  • a location-dependent evaluation of the arrival / decay behavior of the luminescence feature 3 can be carried out and thus lead to an improved authenticity check, which takes into account not only the mere presence of a luminescence feature 3 over the entire extent of the value document along the transport direction T, but also the time behavior depending on location the issue
  • sampling of emission spectral values E occurs relatively shortly after the end of the first irradiation phase AI or the scanning of the reflectance spectral values R, so that the contribution to the reflectance spectral values R can be estimated more accurately.
  • the temporal portion of the first illumination phase AI on the entire scanning sequence A is therefore between 0.1% and 25%, and preferably between 1% and 20%.
  • the absolute time duration of the first irradiation phase AI that is to say the pulse length of the test irradiation P, is in the range from 0.5 ⁇ to 500 ⁇ , preferably in the range from 1 to 50 ⁇ .
  • the duration of the entire sampling sequence A is determined by the sum of the durations of the phases A1 + A2 + A3, thereby being dominated by the duration of the second illumination phase A2, i. also the duration of the resting phase A3 is relatively short.
  • the absolute duration of the resting phase A3 is preferably in the range of 0.1 to 500 ⁇ , in particular in the range of ⁇ to 100 ⁇ . This allows a particularly good inflation of relatively slow luminescence features 3 with good spatial resolution.
  • the scanning of the reflectance spectral values R can also take place only after termination of the irradiation by the test radiation P, ie only within the irradiation phase A 2, in order to compensate for any electronics run times of the scanning unit 14.
  • first correction and compensation methods are used.
  • the two spectral values R, E are subjected to an offset or background correction, in the event of any effects caused by scattered radiation or by electronic / electromagnetic radiation Spectral components are eliminated.
  • the correction parameters used in this case can either be permanently predefined in the evaluation unit 17, or can only be determined during the course of the test method according to the invention, for example by dark measurements without test irradiation P and excitation irradiation L at times at which no value document 1 is present.
  • Test radiation of the intensity contribution of the emission radiation to the corresponding spectral channels of the reflectance R values are corrected.
  • estimated values for the time profile of the intensity of the emission radiation are determined on the basis of a linear or exponential model, which model the temporal emission behavior of the luminescence feature 3.
  • noise components are eliminated which result from / Abkling binen the emission radiation during the first irradiation phase AI result.
  • a luminescence feature 3 is tested with a short on / off time compared to the duration of the first irradiation time AI, those spectral components which are due to emission radiation of the luminescence feature 3 during the first irradiation phase AI can be at least approximately directly eliminated, ie without a temporal modeling of the arrival / decay behavior of the luminescence feature 3.
  • the remission spectral values R corrected in this way are then stored in a memory of the test sensor 10 for evaluation by the evaluation unit 17 together with the associated measurement positions in the value document 1.
  • the corrected emission spectral values E are stored together with the associated measurement positions.
  • the location-dependent, optionally corrected reflectance spectral values R or emission spectral values E are then combined in each case to form a spatially resolved remission curve RC or emission curve EC over the time axis t.
  • one or both curves RC, EC are smoothed, for example by calculating a moving average, a moving median or a sliding percentile from a plurality of adjacent spectral values R, E of the respective curve RC, EC.
  • the curves RC, EC can be normalized in addition to a suitable intensity value, for example, to the respective intensity maximum or the respective intensity median, but in particular in the case of the emission curve EC an additional test for exceeding a absolute lower intensity threshold, in order to be able to reliably identify any counterfeits with too low feature intensity.
  • motion compensation can additionally be carried out.
  • the two curves EC, RC are shifted from one another within the scope of the time interval between the scanning of the reflectance spectral values R (step S2) and the sampling of the emission spectral values E (step S4).
  • a local / temporal offset between the reflectance spectral values R recorded somewhat earlier in time and the emission spectral values E recorded somewhat later can be corrected with regard to the qualitative comparison of the curves RC, EC.
  • the actual local dimension of the value document 1 along the transport direction T is determined by an edge detection of the remission curve RC, for example by digital edge or high-pass filtering.
  • edge detection of the remission curve RC for example by digital edge or high-pass filtering.
  • a suitable intensity quantum eg 75%, which is almost white
  • a minimum of the remission curve RC or an intensity quantile of about 5% and from that to determine those (two) positions of the remission curve RC at which the remission curve RC intersects the intensity quantiles of 50% (or alternatively the average of 5% and 75% quantiles).
  • the difference between the two positions then results in the extension of the value document 1 along the trans- Portion direction T.
  • the intensity quantiles are in this case determined as a function of the respective appearance or the expected, remitted intensity distribution of the value document 1 to be tested.
  • a measure of the completeness of the value document 1 is the quotient of the number of curve points (or pixels) with significant or suprathreshold emission spectral values E and the number of curve points (or pixels) with significant or suprathreshold reflectance spectral values R, which are essentially correspond to the extent of the value document 1 along the transport path T.
  • the significant emission spectral values E are then those whose intensity lies between predefined or lower and upper threshold values determined during the test.
  • FIG. 1 The inventive method according to Figure 1 is realized by using a test sensor 10 according to the invention.
  • Figures 5a and 5b show two preferred embodiments of such a test sensor 10, the scanning unit 14 is designed with the scanning sensor 19, the test area 4, under which the value document to be tested 1 in the transport direction T with a transport speed between 1 m / s and 13 m / s, before- is passed between 4m / s and 11 m / s, is passed, spectrally resolved scan.
  • the scanning unit 14 detects an emission radiation emitted by the luminescence feature 3 in a specific detection spectral range of the scanning sensor 19 and supplies emission spectral values E which reproduce spectral properties of the sampled emission radiation.
  • an excitation radiation source 13 irradiates the test area 4 with the excitation radiation L.
  • the excitation radiation L is tuned to the luminescence feature 3 such that emission radiation is effected in the optical range, for example in the ultraviolet (UV), visible (VIS) or infrared Spectral range (IR).
  • the excitation radiation L is preferably spectrally narrow band, but may also be broadband or comprise a superposition of different narrowband and / or broadband radiation components.
  • the test area 4 is also irradiated by an irradiation source 12 with the test radiation P in order to determine the presence of a value document 1 in the test area 4 at the time of scanning on the basis of the remitted remission spectral values R or to determine its extent in the transport direction T by evaluating the resulting remission curve RC ,
  • the test radiation source 12 generates a test radiation P with a spectral distribution which partially or completely overlaps the detection spectral range of the scanning unit 14 or of the scanning sensor 19.
  • the test radiation P is spectrally narrow-band, and is detectable only in one or in a few spectral channels of the scanning sensor 19.
  • the generated test radiation P is preferably spectrally designed so that it does not stimulate the luminescence feature 3 to a significant emission radiation.
  • the proportion of emission radiation caused by the luminescence feature 3 is preferably less than 10% of the intensity of the scanned remission spectral values R.
  • the test radiation source 12 generates the test radiation P with a suitable light source, for example a light-emitting diode or laser diode, particularly preferably with an edge emitter or a VCSEL or a VCSEL array. If required, additional optical units, filters or phosphor converters are introduced into the beam path of the test sensor 10 in order to ensure a desired, optionally narrowband spectrum of the test radiation P with a corresponding spectral overlap with the spectrum of the emission radiation emanating from the luminescence feature 3 in the detection spectral range of the scanning sensor 19.
  • a suitable light source for example a light-emitting diode or laser diode, particularly preferably with an edge emitter or a VCSEL or a VCSEL array.
  • additional optical units, filters or phosphor converters are introduced into the beam path of the test sensor 10 in order to ensure a desired, optionally narrowband spectrum of the test radiation P with a corresponding spectral overlap with the spectrum of the emission radiation emanating from the luminescence feature 3 in the
  • the optics of the test sensor 10 is designed so that the test radiation P is coupled by remission or scattering on the surface of a value document 1 in a beam path to the scanning unit 14 as soon as the document of value 1 moves into the test area 4.
  • the test sensor 10 comprises a control / evaluation unit 17, which controls the test radiation source 12 and the excitation radiation source 13 in such a way that a scanning sequence A according to FIG. 3a or 3b is realized.
  • the control / evaluation unit 17 also checks the value document 1 on the basis of the determined remission curve RC and emission curve EC for authenticity or completeness.
  • the test sensor 10 directs the test radiation P directly onto the test area 4, and thus onto the document of value 1, wherein additionally diaphragms or illumination optics may also be used.
  • Test area 4 locally overlapping with the test radiation P, the excitation radiation L is coupled from the excitation radiation source 13 via a dichroic tables radiator divider 16 and directed with the optics 15 to the transported past value document 1.
  • the excitation radiation source 13 comprises, for example, a light-emitting diode or a semiconductor laser, in particular a VCSEL or VCSEL array.
  • Both the test radiation P remitted by the value document 1 and the emission radiation emitted by the luminescence feature 3 are coupled into the scanning unit 14 via the optics 15 and detected there by the scanning sensor 19 in a spectrally resolved manner.
  • the scanning unit 14 comprises a spectrographic device 18 and the scanning sensor 19, which detects the spectral components and spectrally resolved spectral components which are generated by the spectrographic unit 18.
  • the irradiation of the document of value 1 can alternatively take place by means of a combined irradiation unit 11 which comprises suitable irradiation sources 12, 13 for generating the test radiation P and the excitation radiation L.
  • a combined irradiation unit 11 which comprises suitable irradiation sources 12, 13 for generating the test radiation P and the excitation radiation L.
  • both radiations are coupled together via the dichroic radiation splitter 16 into the beam path of the test sensor 10 in the direction of the test area 4.
  • the typical polarization dependence in the spectral edge region of dielectric interference filters on dichroic mirrors can be exploited, for example by deflecting a linearly polarized radiation (in particular test radiation) at a dichroic mirror with high reflectivity (preferably greater than 80%), while the diffuse from the value document 1 remitted radiation and spectral components of to vertical polarization component, which are thus sufficiently well transmitted, for example in a range of greater than 40%.
  • a linearly polarized radiation in particular test radiation
  • high reflectivity preferably greater than 80%

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Abstract

Zum Prüfen eines Wertdokuments (1), welches in einer Transportrichtung T an einem Prüfsensor (10) vorbeigeführt wird und bei dem in einem sich in Transportrichtung (T) über das Wertdokument (1) erstreckenden Sicherheitsbereich (2) ein Lumineszenzmerkmal (3) im Wesentlichen homogen verteilt vorliegt, wird eine Abtastsequenz (A) mehrfach wiederholt (S1-S4) und eine anschließende Echtheitsprüfung (S5) vorgenommen. Die Abtastsequenz A umfasst hierbei (1.) die Bestrahlung (S1) eines, den Sicherheitsbereich (2) zumindest teilweise überlappenden Prüfbereichs (4) des Prüfsensors (10) mit einer Anregungsstrahlung (L) und einer Prüfstrahlung (P) in einer ersten Bestrahlungsphase (A1), wobei die Prüfstrahlung (P) ausgelegt ist, von dem Wertdokument (1) wenigstens teilweise in einem Detektionsspektralbereich des Prüfsensors (10) remittiert zu werden, und die Anregungsstrahlung (L) ausgelegt ist, eine Emissionsstrahlung des Lumineszenzmerkmals (3) in dem Detektionsspektralbereich zu bewirken, (2.) die Abtastung (S2) zumindest eines ortsabhängigen Remissionsspektralwerts (R) in dem Prüfbereich (P) in der ersten Bestrahlungsphase (A1), (3.) die Bestrahlung (S3) des Prüfbereichs (4) nur mit der Anregungsstrahlung (L) in einer zweiten Bestrahlungsphase (A2) und (4.) das Abtasten (S4) zumindest eines ortsabhängigen Emissionsspektralwerts € in dem Prüfbereich (4) nach der ersten Bestrahlungsphase (A1). Bei der Echtheitsprüfung (S5) wird das Wertdokument (1) schließlich auf der Basis der ortsaufgelöst mehrfach abgetasteten, zumindest einen ortsabhängigen Remissionsspektraiwerte (R) sowie der ortsaufgelöst mehrfach abgetasteten, zumindest einen ortsabhängigen Emissionsspektralwerte (E) als echt oder unecht klassifiziert.

Description

Echtheitsprüfung von Wertdokumenten
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie einen Prüfsensor und eine Prüfeinrichtung zum Prüfen eines Wertdokuments auf Echtheit.
Bei der Echtheitsprüfung von Wertdokumenten, wie beispielsweise Banknoten, Ausweisdokumenten, Wertpapieren oder dergleichen, ist es insbesondere wichtig, auch deren Unversehrtheit bzw. Vollständigkeit zu prüfen, um so genannte„Schnipselfälschungen" oder Composed-Fälschungen auszuschließen. Bei denen ist das Wertdokument aus mehreren, gegebenenfalls gefälschten Teildokumenten zusammengesetzt oder bestimmte Abschnitte des Wertdokuments sind durch gefälschte Abschnitte ersetzt worden. Derartige Echtheitsprüfungen, die häufig auf der Auswertung einer Emissionsstrahlung eines Lumineszenzmerkmals basieren, das in oder auf dem Wertdokument vorliegt, werden durch kombinierte Prüfverfahren bzw. Prüf sensoren realisiert, die neben der eigentlichen Lumineszenzmessung auch eine Remissions- oder Reflektionsmessung vornehmen.
Einen solchen Prüfsensor, bei dem ein spektral auflösender Lumineszenz- sensor einen Spektraldetektor mit Beugungsgitter umfasst, beschreibt beispielsweise die DE 10 2004035 494 AI. Zur Remissionsmessung wird dort ein separater Detektor verwendet, wodurch der Prüfsensor einen hohen Platzbedarf aufweist und seine Herstellung einen hohen konstruktiven Aufwand erfordert.
Daneben ist aus DE 10 2008 028 689 AI und der DE 10 2008 028 690 AI ein spektral auflösender Lumineszenzsensor bekannt, der zu Kalibrierungs- zwecken zusätzlich eine Referenzstrahlungsquelle und zur Ermittlung der Lage eines zu prüfenden Wertdokuments einen Lichttasters verwendet. Die Referenzstrahlung ist derart ausgelegt, dass sie innerhalb des Spektralbereichs des Lumineszenzsensors liegt, so dass kein separater Detektor als Lichttaster benötigt wird. Um die spektralen Eigenschaften eines zu prüfenden Wertdokuments störungsfrei ermitteln zu können, wird die Referenzstrahlung abgeschaltet, sobald eine Kante des Wertdokuments erkannt wird. Dies hat jedoch den Nachteil, dass entweder keine Remissionsmessung innerhalb des Wertdokuments erfolgen kann oder bei den üblichen Transportgeschwindigkeiten der zu prüfenden Wertdokumente lediglich eine geringe Ortsauflösung der Lumineszenzmessung erreicht wird.
Insofern ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Prüfung von Wertdokumenten vorzuschlagen, die einerseits die Verwendung eines Prüf sensors mit geringem Platzbedarf und konstruktivem Aufwand ermöglicht und andererseits eine ausreichend hohe Ortsauflösung bietet.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und einen Prüfsensor sowie einer Prüfeinrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. In den davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
Zum Prüfen eines Wertdokuments, insbesondere auf dessen Unversehrtheit bzw. Vollständigkeit, wird das Wertdokument in einer Transportrichtung an dem erfindungsgemäßen Prüfsensor vorbeigeführt. Das zu prüfende Wertdokument weist hierbei einen Sicherheitsbereich auf, der sich über die gesamte zu prüfende Ausdehnung des Wertdokuments in Transportrichtung erstreckt, und in dem oder auf dem ein im Wesentlichen homogen ver- teiltes Lumineszenzmerkmal vorliegt. Das Lumineszenzmerkmal ist hierbei in dem Sicherheitsbereich möglichst homogen bzw. gleichverteilt in das Volumen des Wertdokuments eingebracht, oder es ist in dem Sicherheitsbereich als Beschichtung oder Lackierung des Wertdokuments aufgebracht, beispielsweise in Form einer lumineszierende Farbe oder Lacks. Vorzugsweise erstreckt sich der Sicherheitsbereich über das gesamte Wertdokument, so dass das Lumineszenzmerkmal in oder auf dem gesamten Wertdokument im Wesentlichen gleichverteilt vorliegt. Das in oder auf dem Sicherheitsbereich vorliegende Lumineszenzmerkmal kann hierbei mittels einer Anregungsstrahlung zur Lumineszenz, also zur Phosphoreszenz und/ oder Fluoreszenz, angeregt werden.
Erfindungsgemäß wird das Wertdokument geprüft durch eine sich während des Vorbeitransports des Wertdokuments an dem Prüfsensor mehr- fach wiederholende Abtastsequenz, in deren Rahmen das Wertdokument bestrahlt und abgetastet wird. An die mehrfach wiederholte Abtastsequenz schließt sich vorzugsweise dann die eigentliche Prüfung auf Unversehrtheit und/ oder Echtheit an, bei der die zuvor abgetasteten Spektral werte geeignet ausgewertet werden.
Die sich mehrfach wiederholende Abtastsequenz umfasst hierbei eine erste Bestrahlungsphase und eine sich daran anschließende zweite Bestrahlungsphase. In der ersten Bestrahlungsphase wird der Sicherheitsbereich des Wertdokuments in einem Erfassungs- bzw. Prüfbereich des Prüfsensors mit einer Prüfstrahlung und einer Anregungsstrahlung bestrahlt. Die Prüfstrahlung ist hierbei derart ausgelegt, dass der von dem Sicherheitsbereich remittierte Anteil der Prüfstrahlung wenigstens teilweise in einem Detekti- onsspektralbereich des Prüfsensors liegt. Entsprechend ist die Anregungsstrahlung ausgelegt, eine Emissionsstrahlung des Lumineszenzmerkmals zu bewirken, die ebenfalls zumindest teilweise in dem Detektionsspektral- bereich des Prüfsensors emittiert.
Während der ersten Bestrahlungsphase, in der der Sicherheitsbereich gleichzeitig mit der Prüfstrahlung und der Anregungsstrahlung bestrahlt wird, vorzugsweise gegen Ende der ersten Bestrahlungsphase, wird ein ortsabhängiger Remissionsspektralwert spektral aufgelöst abgetastet, der einerseits Anteile der remittierten Prüfstrahlung und andererseits Anteile der aufgrund der Anregungsstrahlung emittierten Emissionsstrahlung des Lumineszenzmerkmals umfasst. Nach der ersten Bestrahlungsphase wird der Sicherheitsbereich in einer zweiten Bestrahlungsphase in dem Prüfbereich des Prüfsensors nur noch mit der Anregungsstrahlung bestrahlt und es wird, vorzugsweise am Ende der zweiten Bestrahlungsphase, zumindest ein ortsabhängiger Emissionsspektralwert spektral aufgelöst abgetastet.
Vorzugsweise erfolgt die Prüfung des Wertdokuments auf deren Echtheit. Dabei erfolgt eine Klassifikation als echt oder unecht auf der Basis der ortsaufgelöst mehrfach abgetasteten, insbesondere an verschiedenen Orten, zumindest einen ortsabhängigen Remissionsspektralwert sowie der orts- aufgelöst mehrfach abgetasteten, insbesondere an verschiedenen Orten, zumindest einen ortsabhängigen Emissionsspektralwerte.
Hierbei ist zu beachten, dass eine Intensität des Remissionsspektralwerts einerseits Intensitätsanteile der remittierten Prüfstrahlung und andererseits auch Intensitätsanteile einer durch die Anregungsstrahlung angeregten Emissionsstrahlung des Lumineszenzmerkmals umfasst, da der Sicherheitsbereich während der ersten Bestrahlungsphase sowohl mit der
Prüfstrahlung als auch mit der Anregungsstrahlung bestrahlt wird. In einer Ausführungsform wird zur Prüfung insbesondere der Echtheit des Wertdokuments aus den im Laufe der mehreren Abtastsequenzen erf assten, ortsabhängigen Remissionsspektral werten eine ortsaufgelöste Remissionskurve gebildet, die die entlang des Sicherheitsbereichs in Transportrichtung abgetasteten Remissionsspektralwerte wiedergibt. Entsprechend wird aus den im Laufe der mehreren Abtastsequenzen erfassten, ortsabhängigen Emissionsspektralwerten eine ortsaufgelöste Emissionskurve gebildet, die die entlang des Sicherheitsbereichs in Transportrichtung abgetasteten Emissionsspektralwerte wiedergibt. Jeder Remissions-/ Emissionsspektral wert der Remissions-/ Emissionskurve gibt somit die remittierte/ emittierte Strahlungsintensität an einer dezidierten Position des Sicherheitsbereichs des Wertdokuments wieder, die durch die erste oder zweite Bestrahlungsphase bewirkt wird. Die Remissionskurve gibt die Ausdehnung des Wertdokuments in Transportrichtung wieder, während die Emissionskurve denjenigen Bereich des Wertdokuments in Transportrichtung wiedergibt, in dem das Lumineszenzmerkmal detektiert werden konnte. In einer Ausführungsform wird das Wertdokument, nachdem es vollständig an dem Prüfsensor vorbeigeführt wurde, schließlich als vollständig und/ oder echt klassifiziert, wenn die Remissionskurve und die Emissionskurve einen qualitativ vergleichbaren Kurvenverlauf aufweisen, denn dies bedeutet, dass das Lumineszenzmerkmal entlang der gesamten Ausdeh- nung des Wertdokuments in Transportrichtung vorhanden ist. Falls die beiden Kurven Verläufe aufweisen, die qualitativ nicht vergleichbar sind, ist von einer Fälschung auszugehen, da das Lumineszenzmerkmal in einem Fälschungsbereich des Wertdokuments, der sich aus der Emissionskurve ergibt ist, nicht vorhanden ist. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein entsprechender erfindungsgemäßer Prüfsensor verwendet. Dieser umfasst eine Prüfstrahlungsquelle, die eine Prüfstrahlung erzeugt, welche von dem Wertdokument wenigstens teilweise in dem Detektionsspektralbereich des Prüfsensors remittiert wird, sowie eine Anregungsstrahlungsquelle, die eine Anregungsstrahlung erzeugt, welche das Lumineszenzmerkmal zu einer Emissionsstrahlung anregt, die auch wenigstens teilweise in dem Detektionsspektralbereich des Prüfsensors emittiert. Ferner umfasst der Prüfsensor eine Abtasteinheit, die von dem Wertdokument remittierte Prüf Strahlung und von dem Lumineszenzmerkmal emittierte Emissionsstrahlung als ortsabhängige Remissionsspektralwerte und ortsabhängige Emissionsspektralwerte in dem Detektionsspektralbereich abtastet. Die De- tektion der Emissionsspektralwerte und der Remissionsspektralwerte er- folgt spektral aufgelöst mit bevorzugt mehr als zwei Spektralkanälen, insbesondere mehr als acht Spektralkanälen und besonders bevorzugt mit mehr als sechzehn Spektralkanälen. Eine Steuereinheit des Prüfsensors koordiniert die Strahlungsquellen und die Abtasteinheit derart, dass die Abtastsequenz kontinuierlich wiederholt wird, während das Wertdokument an dem Prüfsensor vorbeigeführt wird. Eine Auswerteeinheit des
Prüfsensors bildet schließlich in der zuvor beschriebenen Weise die Remissionskurve und die Emissionskurve und vergleicht deren Kurvenverläufe qualitativ. Die Erfindung bietet einerseits den Vorteil, dass für die Erfassung der Remissionsspektralwerte kein zusätzlicher Abtast- bzw. Detektionskanal benötig wird, da sowohl die Emissionsspektralwerte als auch die Remissionsspektralwerte wenigstens teilweise in demselben Detektionsspektralbereich des Prüfsensors liegen. Dies ermöglicht einen vergleichsweise kompakten Prüf sensor bei reduziertem konstruktivem Her Stellungsaufwand.
Ferner ermöglicht die Erfindung eine maximale Ortsauflösung und Intensi- tät der Emissionskurve, da das Lumineszenzmerkmal bereits während der Bestrahlung des Wertdokuments mit der Prüfstrahlung in der ersten Bestrahlungsphase zur Emission angeregt wird, und nicht etwa erst nach Abschalten der Prüfstrahlung mit der einsetzenden zweiten Bestrahlungsphase. Der örtliche/ zeitliche Abstand aufeinanderfolgender Emissionsspekt- ral werte wird dadurch gegenüber herkömmlichen Lösungen um die Länge der ersten Bestrahlungsphase reduziert. Da erfindungsgemäß auch die erste Bestrahlungsphase für die Anregung des Lumineszenzmerkmals genutzt wird, fallen auch die Intensitäten bzw. Amplituden der Emissionsspektralwerte deutlicher aus, da das Lumineszenzmerkmals über die maximal zur Verfügung stehende Zeit optisch aufgepumpt werden kann.
Bei der Auswertung werden die Emissions- und Remissionskurve auf qualitative Vergleichbarkeit geprüft. Dies bedeutet insbesondere, dass kein quantitativer Vergleich oder eine signaltheoretische Korrelation der Kurven vorgenommen wird, sondern dass die beiden Kurven lediglich hinsichtlich ihrer örtlichen/ zeitlichen Breiten verglichen werden, die bei einem echten Wertdokument jeweils im Wesentlichen dessen Ausdehnung entlang der Transportrichtung bzw. der Dauer des Vorbeitransports an dem Prüfsensor entsprechen. So können die beiden Kurven beispielsweise, gegebenenfalls nach einer geeigneten Rauschkorrektur bzw. örtlichen/ zeitlichen Tiefpass- filterung, einer Kantendetektion unterzogen werden, zum Beispiel mittels Kanten- bzw. Hochpassfiltern. Vorher können die beiden Kurven mittels geeigneter Intensitätsschwellenwerte bearbeitet werden, um signifikante bzw. überschwellige Remissions-/ Emissionsspektral werte von rauschab- hängigen oder störungsbedingten Spektralwerten zu trennen, die nicht auf eine Remission der Prüfstrahlung oder eine Emission des Lumineszenzmerkmals zurückzuführen sind.
Vorzugsweise ermittelt die Auswerteeinheit die Anzahl der signifikanten bzw. überschwelligen Remissions-/ Emissionsspektralwerte bzw. der entsprechenden Pixel unter der vorzugsweise geglätteten Remissions-/ Emissionskurve. Die Emissionskurve und die Remissionskurve werden dann als qualitativ vergleichbar angesehen, wenn die Emissionskurve im Wesentlichen an denjenigen Orts-/ Zeitpositionen bzw. Pixeln signifikante Intensitäten aufweist, an denen auch die Remissionskurve signifikante Intensitäten ausbildet.
Hierbei kann der Quotient aus den Pixeln mit signifikanten Intensitäten in der Remissionskurve und in der Emissionskurve gebildet werden, so dass von einer qualitativen Vergleichbarkeit der beiden Kurven ausgegangen werden kann, wenn dieser Quotient etwa Eins ist. Um rausch- oder erfassungsbedingte Messfehler auszugleichen, kann für den Quotient abhängig von der Ortsauflösung der beiden Kurven ein geeignetes Intervall gewählt werden, beispielsweise ein Intervall zwischen 0,9 und 1,1 oder, bevorzugt, ein Intervall zwischen 0,95 und 1,05.
Alternativ dazu ermittelt die Auswerteeinheit die Anzahl der Pixel, bei denen zwar die Remissionskurve signifikante Intensitäten aufweist aber die Emissionskurve unterschwellige Werte aufweist. Hier wird dann das Wertdokument als unecht klassifiziert wenn diese Anzahl der fälschungsverdächtigen Pixel einen bestimmten Schwell wert von z.B. 0, 1, 2, etc. übersteigt. Vorzugsweise wird die Zeitdauer der ersten Bestrahlungsphase zwischen 0,5 und 500 μβ angesetzt, besonders bevorzugt zwischen Ιμβ und 50 μβ. Das Verhältnis zwischen der Zeitdauer der ersten Bestrahlungsphase und der Zeitdauer der gesamten Abtastsequenz liegt vorzugsweise zwischen 1:1000 und 1:4, besonders bevorzugt zwischen 1:100 und 1:5. Dies bedeutet, dass der Anteil der ersten Bestrahlungsphase, in der das Wertdokument sowohl mit der Prüfstrahlung als auch mit der Anregungsstrahlung bestrahlt wird, an der gesamten Zeitdauer der Abtastsequenz, also der Gesamtdauer der Bestrahlung mit der Anregungsstrahlung, zwischen etwa 0,1% und 25% liegt und bevorzugt zwischen etwa 1% und 20% liegt. Die Transportgeschwindigkeit, mit der ein zu prüfendes Wertdokument an dem Prüf sensor vorbeigeführt wird, liegt zwischen 1 m/ s und 13 m/s, vorzugsweise liegt sie im Bereich von 4-12 m/ s. Vorzugsweise ist die Abtastsequenz derart ausgestaltet, dass die Anregungsbestrahlung unterbrechungsfrei erfolgen kann, indem sich die erste Bestrahlungsphase einer Abtastsequenz unmittelbar an die zweite Bestrahlungsphase der vorhergehenden Abtastsequenz anschließt. Die Bestrahlung mit der Prüfstrahlung erfolgt dann pulsweise während der ersten Bestrah- lungsphase, jeweils unterbrochen durch die zweite Bestrahlungsphase.
Der zumindest eine Remissionsspektralwert wird hierbei gegen Ende der ersten Bestrahlungsphase, vorzugsweise mit dem Ende der ersten Bestrahlungsphase abgetastet, während der zumindest eine Emissionsspektralwert gegen Ende der zweiten Bestrahlungsphase abgetastet wird, vorzugsweise mit dem Ende der zweiten Bestrahlungsphase. Durch diese Ausgestaltung der Abtastsequenz kann einerseits eine maximale Ortsauflösung der Emissionskurve sichergestellt und andererseits eine maximale Intensität der Emissionsspektralwerte erreicht werden. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Abtastsequenz schließt sich an die zweiten Bestrahlungsphase unmittelbar eine Ruhephase an, in der weder eine Bestrahlung durch die Prüfstrahlung noch durch die Anregungsstrah- lung erfolgt. Bei dieser Ausführungsform erfolgt also auch die Bestrahlung durch die Anregungsstrahlung pulsweise, jeweils während der ersten und zweiten Bestrahlungsphase und unterbrochen durch die Ruhephase. Die erste Bestrahlungsphase einer Abtastsequenz schließt sich dann unmittelbar an die Ruhephase der vorhergehenden Abtastsequenz an. Hierbei können Emissionsspektralwerte auch während der Ruhephase erfasst werden, vorzugsweise gegen Ende der Ruhephase, so dass eine maximale Intensität der Emissionsspektralwerte sichergestellt werden kann, wenn der Lumines- zenzmarker noch emittiert, nachdem die Anregungsstrahlung abgeschaltet wurde.
Die gepulste Bestrahlung mit der Anregungsstrahlung erlaubt die mehrfache Abtastung von Emissionsspektralwerten innerhalb einer Abtastsequenz während und/ oder nach dem Anregungsstrahlungspuls, so dass durch Vergleich der innerhalb einer Abtastsequenz abgetasteten Emissionsspekt- raiwerte auch das zeitliche An-/ Abklingverhalten des Lumineszenzmerkmals ortsabhängig ermittelt werden kann. Dieses ortsabhängige An-/ Abklingverhalten kann dann bei der Echtheitsprüfung berücksichtigt werden, da der zeitliche Verlauf der Emissionsspektralwerte innerhalb einer Abtastsequenz Aufschluss über die Emissionseigenschaften und die genaue Art des geprüften Lumineszenzmerkmals erlaubt. Die mehrfach abgetasteten Emissionsspektralwertekönnen beispielsweise mit entsprechend ortsabhängigen Referenzspektralwerten verglichen werden, die für das betreffende Wertdokument vorab ermittelt wurden. Vorzugsweise wird das Wertdokument mit einer spektral schmalbandigen Prüf Strahlung bestrahlt, so dass diese nur in einem oder wenigen Spektralkanälen des Detektors nachgewiesen wird. Die Prüfstrahlung ist bevorzugt nicht geeignet um nennenswert Lur ineszenz im Wertdokument anzuregen.
Weiterhin wird das Wertdokument mit einer vorzugsweise schmalbandigen Anregungsstrahlung bestrahlt, wobei die Anregungsstrahlung im ultravioletten (UV), im sichtbaren (VIS) und/ oder im infraroten Spektralbereich (IR) stattfindet. Diese kann auch mehrere unterschiedliche Wellenlängenbereiche umfassen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Prüfstrahlung keine oder nur eine geringe Emissionsstrahlung des Lumineszenzmerkmals in dem Detektionsspektralbereich bewirkt, so dass die abgetasteten Emissionsspektralwerte möglichst ausschließlich auf die Anregungsbestrahlung und möglichst wenig auf die Prüfbestrahlung zurückzuführen sind.
Vorzugsweise umfasst die Prüfstrahlungsquelle eine LED- oder Halbleiterlaser-Strahlungsquelle, z.B. eine Kantenemitter-Laserdiode. Besonders bevorzugt umfasst die Prüfstrahlungsquelle eine schmalbandige VCSEL- bzw. Oberflächenemitter-Strahlungsquelle. Entsprechend umfasst die Anre- gungsstrahlungsquelle vorzugsweise eine LED- oder Halbleiterlaser- Strahlungsquelle, besonders bevorzugt eine schmalbandige VCSEL- bzw. Oberflächenemitter-Strahlungsquelle .
Um eine möglichst gute Auswertung der Remissions- und Emissionswerte zu erlauben, werden die Remissionsspektral werte und/ oder Emissionsspektralwerte vorzugsweise hinsichtlich von Rausch- und Störeinflüssen korrigiert. So können Streustrahlungsanteile oder elektronische bzw. elektromagnetische Störstrahlungsanteile durch eine Offset-Korrektur aus den Remissionsspektralwerten und/ oder Emissionsspektral werten eliminiert werden, wobei die entsprechenden Korrekturparameter entweder vorab durch die Abtastung eines Referenzsubstrats mit dem Prüfsensor ermittelt werden oder, bevorzugt, durch eine Abtastung während der Echtheitsprüfung zu Zeitpunkten, an denen kein Wertdokument an dem Prüfsensor vorbeigeführt wird (Dunkelmessung), beispielsweise vor Beginn der
Echtheitsprüfung oder zwischen zwei aufeinanderfolgenden, zu prüfenden Wertdokumenten.
Die Remissionsspektralwerte werden vorzugsweise weiterhin derart korrigiert, dass in sie nur diejenigen abgetasteten Spektralanteile eingehen, die tatsächlich auf die Prüfbestrahlung und deren Remission durch das Wertdokument zurückzuführen sind. Entsprechend werden aus den abgetasteten Remissionsspektralwerten diejenigen abgetasteten Spektralanteile und/ oder Intensitätsanteile bzw. Intensitäten herausgefiltert bzw. eliminiert, die auf eine Emissionsstrahlung des Lumineszenzmerkmals in Folge der Anregungsbestrahlung zurückzuführen sind. Zur effizienten Differenzierung zwischen den jeweiligen Spektralanteilen der remittierten Remissionsbestrahlung und der von dem Lumineszenzmerkmal emittierten Emissionsstrahlung eignet sich besonders eine schmalbandige Prüf Strahlung, so dass die spektral aufgelöst abgetasteten Remissions-/ Emissionsspektral- werte wirksam gefiltert werden können.
Anstelle von Spektralanteilen können auch Intensitätsanteile bzw. Intensitäten zur der remittierten Strahlung ermittelt werden. Alternativ kann aus jeweils den zum späteren Zeitpunkt gemessenen Emissionsspektralwerten und deren zeitlichem Verlauf der zu dem früheren Zeitpunkt der Abtastung des Remissionsspektralwerts erwartete Beitrag interpoliert werden und so in guter Näherung abgezogen werden. Zwischen der Remissionskurve und der Emissionskurve kann sich bei höheren Transportgeschwindigkeiten ein nicht vernachlässigbarer örtlicher bzw. zeitlicher Versatz ausbilden, da das zu prüfende Wertdokument zwischen dem Abtasten der Remissionsspektralwerte und dem Abtasten der Emissionsspektral werte weiterbewegt wird. Dieser Versatz kann im Rahmen der Echtheitsprüfung kompensiert werden, indem die Emissionskurve um genau dasjenige Zeitintervall gegenüber der Remissionskurve verschoben wird, das zwischen dem Abtasten der Remissionsspektralwerte und dem Abtasten der Emissionsspektralwerte liegt.
Der erfindungsgemäße Prüfsensor bildet zusammen mit der Transporteinrichtung, die das Wertdokument während der Echtheitsprüfung derart an dem Prüfsensor vorbeiführt, dass der Prüfbereich des Prüfsensors kontinuierlich über den Sicherheitsbereich des Wertdokuments wandert, eine erfindungsgemäße Prüfeinrichtung. Hierbei werden die Transportgeschwindigkeit des Wertdokuments und die Zeitdauer einer Abtastsequenz vorzugsweise derart aufeinander abgestimmt, dass die resultierende Ortsauflösung der Remissionskurve und/ oder Emissionskurve ausreichend hoch ist, um eine zuverlässige Echtheitsprüfung zu ermöglichen. Eine ausreichende Ortsauflösung liegt zum Beispiel dann vor, wenn die Grenzen des Wertdokuments oder des Sicherheitsbereichs genau detektiert werden können oder wenn die Ortsauflösung ausreicht, um wichtiges Detail des Erscheinungsbildes oder eines Aufdrucks des Wertdokuments abzubilden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der vorliegenden Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele sowie weiterer Ausführungsalternativen in Zusammenhang mit den folgenden Zeichnungen, die zeigen: Figur 1 die Schritte des Verfahrensablaufs des erfindungsgemäßen Prüfverfahrens;
Figur 2 eine Illustration eines echten Wertdokuments (Fig. 2a) sowie ei- nes gefälschten Wertdokuments (Fig. 2b);
Figur 3 zwei Ausgestaltungen einer Abtastsequenz mit kontinuierlicher
Anregungsstrahlung (Fig. 3a) und gepulster Anregungsstrahlung (Fig. 3b);
Figur 4 quantitative Darstellungen der Emissions- und Remissionskurve für das echte Wertdokument gemäß Figur 2a (Fig. 4a) und das gefälschte Wertdokument gemäß Figur 2b (Fig. 4b); und Figur 5 zwei bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Prüfsehsors mit getrennten Bestrahlungswegen (Fig. 5a) und einem gemeinsamen Bestrahlungsweg (Fig. 5b).
Figur 1 zeigt die Schritte eines Verfahrens zur Echtheitsprüfung eines Wertdokuments 1 mit einem der in Figur 5 gezeigten Prüfsensoren 10, umfassend eine die Schritte Sl bis S4 mehrfach wiederholende Abtastsequenz A und einen abschließenden Auswertungsschritt S5. Die Abtastsequenz A wird in Figur 3 veranschaulicht, während Figur 4 die Auswertung illustriert. Ein mit diesem Verfahren prüfbares Wertdokument 1 zeigt die Figur 2.
Figur 2a illustriert ein echtes Wertdokument 1 mit einem Sicherheitsbereich 2, in dem oder auf dem ein oder mehrere Lumineszenzmerkmale 3 vorliegen, die durch eine geeignete Anregungsstrahlung L zur Fluoreszenz oder zur Phosphoreszenz angeregt werden. Insbesondere kann das Lumineszenzmerkmal 3 mit längeren Wellenlängen (Stokes-Lumineszenz) oder kürzeren Wellenlängen (Anti-Stokes-Lumineszenz bzw. Upconverter) angeregt werden, in einem bestimmten Emissionsspektralbereich emittieren. Das Lumineszenzmerkmal 3 ist hierbei möglichst homogen bzw. gleichverteilt über bevorzugt möglichst weite Bereiche des Volumens des Wertdokuments 1 eingebracht, welches aus Papier oder Kunststoff (Polymer) bestehen kann, oder, alternativ, vollflächig auf den Sicherheitsbereich 2 aufgedruckt oder auflackiert ist.
Der Sicherheitsbereich 2 ist hierbei bevorzugt entlang der vollständigen Ausdehnung des Wertdokuments 1 in einer Transportrichtung T mit dem Lumineszenzmerkmal 3 ausgestattet. Abweichend von Figur 2a kann sich der Sicherheitsbereich 2 auch über die gesamte Fläche des Wertdokuments 1 erstrecken oder nahezu beliebige zusammenhängende geometrische Formen annehmen. Diese erstrecken sich bevorzugt über die gesamte Ausdehnung des Wertdokuments 1 in Transportrichtung.
Figur 2b illustriert demgegenüber ein gefälschtes Wertdokument 1, bei dem in einem Fälschungsbereich F eine so genannte„Schnipselfälschung" vorliegt, die den Sicherheitsbereich 2 gegenüber demjenigen der Figur 2a derart beeinträchtigt, dass das Lumineszenzmerkmal 3 nicht mehr über die gesamte Ausdehnung des Wertdokuments 1 in Transportrichtung T detek- tierbar ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß Figur 1 basiert einerseits auf der Überlegung, dass eine durch eine Prüfstrahlung P am Wertdokument 1 hervorgerufene Remission deutlich schneller zur Detektion bzw. Abtastung zur Verfügung steht und ausgewertet werden kann, als eine durch die An- regungsstrahlung L hervorgeruf ene Lurruneszenzemission des Lumineszenzmerkmals 3. Andererseits liegt dem erfindungsgemäßen Verfahren die Erkenntnis zugrunde, dass eine Bestrahlung des Wertdokuments 1 durch die Prüf Strahlung P auch zeitlich parallel und störungsfrei mit der Bestrah- hing des Wertdokuments 1 durch die Anregungsbestrahlung L realisiert werden kann, um das Lumineszenzmerkmal 3 deutlich wirkungsvoller optisch aufzupumpen und zur Lumineszenzemission anzuregen, als bei einer sequentiellen Bestrahlung mit der Prüf Strahlung P und der Anregungsstrahlung L. Das optische Aufpumpen der Lumineszenzmerkmals 3 bereits während der Bestrahlen des Wertdokuments 1 mit der Prüfstrahlung P ist insbesondere bei Phosphoreszenzmerkmalen sinnvoll, da deren Anre- gungs- bzw. An- oder Abklingzeiten im Bereich von wenigen Mikrosekun- den bis hin zu einigen Millisekunden liegen kann. Während das Wertdokument 1 entlang der Transportrichtung T und über einer Zeitachse t an dem Prüfsensor 10 vorbeigeführt wird, werden die Schritte Sl bis S4 der Abtastsequenz A mehrfach wiederholt. In einem ersten Schritt Sl wird das Wertdokument 1 zunächst im Rahmen einer ersten Bestrahlungsphase AI sowohl mit der Prüfstrahlung P als auch mit der An- regungsstrahlung L bestrahlt. Eine entsprechend eingerichtete Abtasteinheit 14 des Prüfsensors 10 tastet dann in Schritt S2 Spektralanteile sowohl der remittierten Prüfstrahlung P als auch der von dem Lumineszenzmerkmal 3 emittierten Emissionsstrahlung ab, die aus der ersten Bestrahlungsphase AI resultieren. Anstatt Spektralanteile können spektral überlagerte Intensitätsanteile durch die Abtasteinheit 14 abgetastet werden.
Diese Situation ist auch in Figur 3 dargestellt, die zwei verschiedene Varianten einer erfindungsgemäßen Abtastsequenz A in dem jeweils strichlinierten Bereich illustriert. Dort ist gezeigt, dass das Wertdokument 1 wäh- rend der ersten Bestrahlungsphase AI sowohl mit der Prüfstrahlung P als auch mit der Anregungsstrahlung L bestrahlt wird, während am Ende der ersten Bestrahlungsphase AI die Abtastung von Remissionsspektralwerten R gemäß Schritt S2 erfolgt, die sowohl remittierte Intensitätsanteile der Prüfstrahlung P als auch emittierte Intensitätsanteile der Emissionsstrahlung des Lumineszenzmerkmals 3 umfassen. Die Prüfstrahlung P wird hierbei unmittelbar von dem Wertdokument 1 remittiert, so dass neben der reinen Lichtlaufzeit keine Warte- oder Integrationszeiten nötig sind, sondern die Abtastung der Remissionsspektralwerte R im Schritt S2 direkt gegen oder am Ende der ersten Bestrahlungsphase AI erfolgen kann.
Vorzugsweise werden die Remissionsspektralwerte R synchron und sehr schnell abgetastet, so dass die auf die einzelnen Spektralkanäle der Abtasteinheit 14 entfallenden Intensitäten parallel ausgewertet werden können. Die schnelle Abtastung verhindert ein Verschrnieren der betreffenden Spektralkanäle während sich das Wertdokument 1 in Transportrichtung T bewegt. Der Abtastungsschritt S2 kann hierbei mittels Photodioden und geeigneten Sample-and-Hold-Schaltungen bzw. durch CCD- oder CMOS- Detektoren mit Ladungsakkumulation und einer geeignete Array- Architektur mit synchroner Verschiebung der Ladungen einer ganzen Spektralzeile in einen abgedunkelten Speicherbereich des Prüfsensors 10 erfolgen.
Am Übergang zwischen der ersten Bestrahlungsphase AI und der zweiten Bestrahlungsphase A2, also unmittelbar nach dem Abtastschritt S2, wird die Prüfstrahlung P abgeschaltet, während die Bestrahlung mit der Anregungsstrahlung L fortgesetzt wird und während der gesamten zweiten Bestrahlungsphase A2 andauert (Schritt S3). In Schritt S4 wird schließlich die Abtasteinheit 14 erneut ausgelesen, um Emissionsspektralwerte E zu ermitteln, die aufgrund des optischen Aufpumpens des Lumineszenzmerkmals 3 bereits während der ersten Bestrahlungsphase AI ausreichend starke Emissionsintensitäten aufweisen. Die separate Abtastung der Emissionsspektralwerte E ohne überlagerte Spektralanteile der remittierten Prüfstrahlung P in Schritt S4 erlaubt eine besonderes genaue und zuverlässige Prüfung des Lumineszenzmerkmals 3, da andernfalls fehlerhafte oder abweichende Emissionsstrahlungen, die beispielsweise von gefälschten Lurnineszenzmerkmalen hervorgerufen werden, unter Umständen nicht zuverlässig erkannt werden können, wenn die Emissionsspektralwerte E nicht mit ausreichender Intensität abgetastet werden oder von der
Prüfstrahlung P überdeckt werden.
Wie in Figur 3a gezeigt, wird die Abtastsequenz A kontinuierlich und fortdauernd mindestens so lange wiederholt, bis das Wertdokument 1 voll- ständig an dem Prüfsensor 10 vorbeigeführt wurde, so dass für die
Echtheitsprüfung in Schritt S5 Remissionsspektralwerte R und Emissionsspektralwerte E entlang der gesamten Ausdehnung des Wertdokuments 1 in Transportrichtung T in einer Ortsauflösung vorliegen, die einerseits von der Gesamtdauer der Abtastsequenz A und andererseits von der Trans- portgeschwindigkeit des Wertdokuments 1 abhängt.
Figur 3a illustriert außerdem, dass die erste Bestrahlungsphase AI von wesentlich kürzerer Dauer ist, als die zweite Bestrahlungsphase A2. Die Prüfstrahlung P wird mit sehr kurzen Pulslängen auf das Wertdokument 1 gerichtet, damit die für die Echtheitsprüfung entscheidenden Emissionsspektralwerte E möglichst wenig durch remittierte Prüf Strahlung P gestört werden und auch eine möglichst hohe Ortsauflösung erreicht wird. Der zeitliche Anteil der ersten Beleuchtungsphase AI an der gesamten Abtastsequenz A liegt deshalb zwischen 0,1% und 25%, Und bevorzugt zwischen 1 % und 20%. Bevorzugt wird hier die Dauer der gesamten Abtastsequenz A durch die Summe der Dauern der ersten Beleuchtungsphase AI und der zweiten Beleuchtungsphase A2 gebildet. Die absolute Zeitdauer der ersten Bestrahlungsphase AI, also die Pulslänge der Prüfbestrahlung P liegt hier- bei im Bereich von 0,5 bis 500 μβ, bevorzugt im Bereich von 1 μβ bis 50 is.
Bei derartig kurzen Pulslängen der Prüfstrahlung P kann es abhängig von der konkreten Ausgestaltung der Abtasteinheit 14 und einer Auswerteein- heit 17 des Prüfsensors 10 erforderlich sein, die Abtastung der Remissionsspektralwerte R (Schritt S2) erst nach Beendigung der ersten Bestrahlungsphase AI vorzunehmen, um die Zeitkonstante einer entweder parasitär auftretenden oder gezielt eingebauten Tiefpassfilterung der Abtasteinheit 14 zu berücksichtigen, weil dann eine gewissen Zeit abgewartet werden muss, bis sich die durch die kurze Pulslänge der Prüf Strahlung P hervorgerufenen Remissionsspektralwerte R auch elektronisch ausgebildet haben und wirksam abgetastet werden können.
Das Wertdokument 1 wird nach Abschalten der Prüfstrahlung P in der zweiten Bestrahlungsphase A2 (Schritt S3) kontinuierlich weiter mit der Anregungsstrahlung L bestrahlt, um das Lumineszenzmerkmal 3 weiter optisch aufzupumpen. Gegen oder mit dem Ende dieser Phase des optischen Auf pumpens, also am Ende der zweiten Bestrahlungsphase A2, können dann Emissionsspektralwerte E abgetastet werden (Schritt S4), die im Wesentlichen ausschließlich auf die Emissionsstrahlung des optisch auf epumpten bzw. maximal angeregten Lumineszenzmerkmals 3 zurückgehen.
Unmittelbar an die Abtastung der Emissionsspektral werte E in Schritt S4 anschließend beginnt die Abtastsequenz A erneut mit der ersten Bestrah- lungsphase AI, indem eine weitere gepulste Bestrahlung mit der Prüfstrahlung P erfolgt (Schritt Sl), wie in Figur 3a gezeigt ist.
Obwohl Figur 3a nur eine Abtastung von Emissionsspektralwerten E pro Abtastsequenz vorsieht (Schritt 4), können im Verlauf der zweiten Bestrahlungsphase A2 auch mehrere Emissionsspektralwerte E zeitlich versetzt abgetastet werden (Schritt S4'), um dadurch auch das An-/ Abklingverhalten des Lumineszenzmerkmals 3 abzubilden und für eine ortsabhängige Echtheitsprüfung nutzbar zu machen. Dies zeigt beispielsweise die alterna- tive Ausgestaltung der Abtastsequenz A gemäß Figur 3b, bei der auf die zweite Bestrahlungsphase A2 eine Ruhephase A3 folgt, bevor eine weitere Abtastsequenz A wieder mit der ersten Bestrahlungsphase AI beginnt.
Bei der Abtastsequenz A gemäß Figur 3b ist nicht nur die Prüfstrahlung P gepulst, sondern auch die Anregungsstrahlung L, wenn auch mit einer wesentlich längeren Pulslänge. Die Bestrahlung mit gepulster Anregungsstrahlung L erlaubt eine einfache (Schritt S4) oder mehrfache (Schritte S4', S4) Abtastung von Emissionsspektral werten E während und/ oder nach der gepulsten Bestrahlung mit der Anregungsstrahlung L, das heißt innerhalb der zweiten Bestrahlungsphase A2 und/ oder der Ruhephase A3,, also zum Beispiel einmal innerhalb und einmal am Ende der zweiten Bestrahlungsphase A2 (Schritt S4') sowie schließlich gegen oder am Ende der Ruhephase (Schritt S4), kurz bevor die erste Bestrahlungsphase AI der nächsten Abtastsequenz A einsetzt. Auch hierbei kann eine ortsabhängige Auswertung des An-/ Abklingverhaltens des Lumineszenzmerkmals 3 vorgenommen werden und so zu einer verbesserten Echtheitsprüfung führen, die nicht nur das bloße Vorhandensein eines Lumineszenzmerkmals 3 über die gesamte Ausdehnung des Wertdokuments entlang der Transportrichtung T berücksichtigt, sondern auch ortsabhängig das Zeitverhalten der Emission des Lumineszenzmerkmals 3. In einer bevorzugten Ausführung erfolgt eine Abtastung von Emissionsspektralwerten E relativ kurz nach dem Ende der ersten Bestrahlungsphase AI bzw. der Abtastung der Remissionsspektralwerte R, so dass der Lurnineszenzbeitrag zu den Remissionsspektralwerten R genauer abgeschätzt werden kann.
Der zeitliche Anteil der ersten Beleuchtungsphase AI an der gesamten Abtastsequenz A liegt deshalb zwischen 0,1% und 25%, und bevorzugt zwischen 1% und 20%. Die absolute Zeitdauer der ersten Bestrahlungsphase AI, also die Pulslänge der Prüfbestrahlung P liegt hierbei im Bereich von 0,5 μβ bis 500 μβ, bevorzugt im Bereich von 1 bis 50 μβ. Bevorzugt wird die Dauer der gesamten Abtastsequenz A durch die Summe der Dauern der Phasen A1+A2+A3 bestimmt und dabei durch die Dauer der zweiten Beleuchtungsphase A2 dominiert, d.h. auch die Dauer der Ruhephase A3 ist relativ kurz bemessen. Die absolute Zeitdauer der Ruhephase A3 liegt be- vorzugt im Bereich von 0,1 bis 500 μβ, insbesondere im Bereich von ΙΟμβ bis 100 μβ. Dies ermöglicht ein besonders gutes Aufpumpen auch relativ langsamer Lumineszenzmerkmale 3 bei gleichzeitig guter Ortsauflösung.
Abweichend von Figur 3b kann die Abtastung der Remissionsspektralwerte R, wie bereits im Zusammenhang mit der Figur 3a beschrieben, auch erst nach Beendigung der Bestrahlung durch die Prüfstrahlung P erfolgen, also erst innerhalb der Bestrahlungsphase A2, um etwaige Elektroniklaufzeiten der Abtasteinheit 14 zu kompensieren. Zur Auswertung der gemessenen Remissions- R und Emissionsspektralwerte E in Schritt S5 werden zunächst Korrektur- und Kompensationsverfahren angewandt. Dazu werden die beiden Spektralwerte R, E einer Offset- bzw. Untergrundkorrektur unterzogen, bei der etwaige durch Streustrahlung oder elektronische/ elektromagnetische Strahlung hervorgerufene Spektralanteile eliminiert werden. Die dabei verwendeten Korrekturparameter können entweder in der Auswerteeinheit 17 fest vorgegeben sein, oder erst im Verlauf des erfindungsgemäßen Prüfverfahrens ermittelt werden, beispielsweise durch Dunkelmessungen ohne Prüfbestrahlung P und Anregungsbestrahlung L zu Zeitpunkten, an denen kein Wertdokument 1 vorhanden ist. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, die abgetasteten Remissions-/ Emissionsspektral werte R, E auf vorgegebene oder aktuell detektierte Intensitäten oder auf anhand eines Kalibriersubstrats gemessenen Referenzspektralwerten zu normieren.
Im Falle der Remissionsspektralwerte R wird bei schmalbandiger Prüfbestrahlung P bevorzugt nur ein Spektralkanal der Abtasteinheit 14 ausgelesen und im Falle eines breiteren Spektrums der remittierten Prüfbestrahlung P werden mehrere Spektralkanäle zeitgleich ausgelesen. Dabei werden nur diejenigen Spektralkanäle der Abtasteinheit 14 ausgewertet, die dem Spektrum der remittierten Prüfbestrahlung P entsprechen, indem Spektralanteile aus den Remissionsspektralwerten R eliminiert werden, die aus der während der ersten Bestrahlungsphase AI angeregten Emissionsstrahlung resultieren. Die betreffenden Parameter dieser Spektralfilterung können wiederum entweder in der Auswerteeinheit 17 fest vorgegeben sein oder im Verlauf des Prüfverfahrens ermittelt werden. Ebenso kann im Fall von spektraler Überlappung zwischen der Emissionsstrahlung und der
Prüfstrahlung der Intensitätsbeitrag der Emissionsstrahlung an den entsprechenden Spektralkanälen der Remissionsspektralwerte R korrigiert werden. In diesem Fall werden Schätzwerte für den zeitlichen Verlauf der Intensität der Emissionsstrahlung auf Basis eines linearen oder exponentiel- len Modells ermittelt, die das zeitliche Emissionsverhalten des Lumineszenzmerkmals 3 modellieren. Auf diese Weise werden aus den abgetasteten Remissionsspektralwerten R Störanteile eliminiert, die aus An- / Abklingeffekten der Emissionsstrahlung während der ersten Bestrahlungsphase AI resultieren.
Sofern ein Lumineszenzmerkmal 3 mit einer im Vergleich zur Zeitdauer der ersten Bestrahlungsdauer AI kurzen An-/ Abklingzeit geprüft wird, kön- ' nen diejenigen Spektralanteile, die auf eine Emissionsstrahlung des Lumineszenzmerkmals 3 während der ersten Bestrahlungsphase AI zurückzuführen sind, zumindest näherungsweise direkt eliminiert werden, also ohne eine zeitliche Modellierung des An-/ Abklingverhaltens des Lumineszenz- merkmals 3.
Die auf diese Weise korrigierten Remissionsspektralwerte R werden dann in einem Speicher des Prüfsensors 10 zur Auswertung durch die Auswer- teeinheit 17 zusammen mit den zugehörigen Messpositionen im Wertdo- kument 1 abgespeichert. Ebenso werden die korrigierten Emissionsspektralwerte E zusammen mit den zugehörigen Messpositionen abgespeichert. Die ortsabhängigen, gegebenenfalls korrigierten Remissionsspektralwerte R bzw. Emissionsspektralwerte E werden dann jeweils zu einer ortsaufgelösten Remissionskurve RC bzw. Emissionskurve EC über der Zeitachse t zu- sammengefasst.
Anschließend erfolgt eine Glättung einer oder beider Kurven RC, EC, beispielsweise durch Berechnung eines gleitenden Mittelwerts, eines gleitenden Medians oder einer gleitenden Perzentile aus mehreren benachbarten Spektralwerten R, E der jeweiligen Kurve RC, EC. Gegebenenfalls können die Kurven RC, EC zusätzlich auf einen geeigneten Intensitätswert normiert werden, beispielsweise auf das jeweilige Intensitätsmaximum oder den jeweiligen Intensitätsmedian, wobei aber insbesondere im Fall der Emissionskurve EC eine zusätzliche Prüfung hinsichtlich des Überschreitens einer absoluten unteren Intensitätsschwelle sinnvoll ist, um etwaige Fälschungen mit zu geringer Merkmalsintensität sicher identifizieren zu können .
Abhängig von der örtlichen Auflösung des Abtastsensors 19 und der Transportgeschwindigkeit des Wertdokuments 1 entlang der Transportrichtung T kann zusätzlich eine Bewegungskompensation durchgeführt werden. Dazu werden die beiden Kurven EC, RC im Umfang des Zeitintervalls zwischen der Abtastung der Remissionsspektralwerte R (Schritt S2) und der Abtastung der Emissionsspektralwerte E (Schritt S4) gegeneinander ver- schoben. Insbesondere bei einer hohen Ortsauflösung kann dadurch ein örtlicher/ zeitlicher Versatz zwischen den zeitlich etwas früher aufgezeichneten Remissionsspektralwerten R und den zeitlich etwas später aufgezeichneten Emissionsspektralwerten E im Hinblick auf den qualitativen Vergleich der Kurven RC, EC korrigiert werden.
Anschließend wird die tatsächliche örtliche Abmessung des Wertdokuments 1 entlang der Transportrichtung T durch eine Kantendetektion der Remissionskurve RC bestimmt, beispielsweise durch digitale Kanten- bzw. Hochpassfilterung. Im einfachsten Fall können diejenigen extremen Positi- onen der Remissionskurve RC bestimmt werden, an denen die Remissionsspektralwerte R über den Intensitätsmedian steigen bzw. wieder unter den Intensitätsmedian fallen. Weniger rauschanfällig ist es jedoch, zwischen einer geeigneten Intensitätsquantile (z.B. 75%, entspricht nahezu weiß) und einem Minimum der Remissionskurve RC oder einer Intensitätsquantile von etwa 5% linear zu interpolieren und daraus diejenigen (beiden) Positionen der Remissionskurve RC zu ermitteln, an denen die Remissionskurve RC die Intensitätsquantile von 50% (oder alternativ den Mittelwert aus 5 % und 75%-Quantile) schneidet. Aus der Differenz der beiden Positionen ergibt sich dann die Ausdehnung des Wertdokuments 1 entlang der Trans- portrichtung T. Die Intensitätsquantilen werden hierbei in Abhängigkeit des jeweiligen Erscheinungsbildes bzw. der zu erwartenden, remittierten Intensitätsverteilung des zu prüfenden Wertdokuments 1 bestimmt. Die Echtheit des geprüften Wertdokuments 1 bzw. dessen Unversehrtheit oder Vollständigkeit wird zum Ausschluss einer Schnipselfälschung schließlich dann festgestellt, wenn die Breite der korrigierten Remissionskurve RC qualitativ vergleichbar ist mit der Breite der korrigierten Emissionskurve EC. Eine Maßzahl für die Vollständigkeit des Wertdokuments 1 ist hierbei der Quotient aus der Anzahl der Kurvenpunkte (bzw. Pixel) mit signifikanten bzw. überschwelligen Emissionsspektralwerten E und der Anzahl der Kurvenpunkten (bzw. Pixel) mit signifikanten bzw. überschwelligen Remissionsspektralwerten R, die im Wesentlichen der Ausdehnung des Wertdokuments 1 entlang des Transportpfades T entsprechen. Die sig- nifikanten Emissionsspektral werte E sind dann solche, deren Intensität zwischen vorgegebenen oder während der Prüfung ermittelten unteren und oberen Schwellenwerten liegen.
Anhand der Kurvenverläufe der Figur 4 ergibt sich auf diese Weise eine Maßzahl (Quotient) von etwa 1 für die echte Banknote gemäß Figur 2a (vgl. Fig. 4a) und eine Maßzahl (Quotient) von etwa 0,82 für das gefälschte Wertdokument gemäß Figur 2b (vgl. Fig. 4b).
Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß Figur 1 wird durch Verwendung eines erfindungsgemäßen Prüfsensors 10 realisiert. Die Figuren 5a und 5b zeigen zwei bevorzugte Ausführungsformen eines solchen Prüfsensors 10, deren Abtasteinheit 14 mit dem Abtastsensor 19 ausgelegt ist, den Prüf bereich 4, unter dem das zu prüfende Wertdokument 1 in Transportrichtung T mit einer Transportgeschwindigkeit zwischen 1 m/s und 13 m/ s, bevor- zugt zwischen 4m/ s und 11 m/ s, vorbeigeführt wird, spektral aufgelösten abzutasten.
Die Abtasteinheit 14 erfasst eine von dem Lumineszenzmerkmal 3 emittier- te Emissionsstrahlung in einem bestimmten Detektionsspektralbereich des Abtastsensors 19 und liefert Emissionsspektralwerte E, die spektrale Eigenschaften der abgetasteten Emissionsstrahlung wiedergeben. Zur Anregung des Lumineszenzmerkmals 3 bestrahlt eine Anregungsstrahlungsquelle 13 den Prüfbereich 4 mit der Anregungsstrahlung L. Die Anregungsstrahlung L ist auf das Lumineszenzmerkmal 3 derart abgestimmt, dass eine Emissionsstrahlung im optischen Bereich bewirkt wird, beispielsweise im ultravioletten (UV), sichtbaren (VIS) oder infraroten Spektralbereich (IR). Die Anregungsstrahlung L ist hierbei vorzugsweise spektral schmalbandig, kann aber auch breitbandig sein oder eine Überlagerung aus verschiedenen schmalbandigen und/ oder breitbandigen Strahlungsanteilen umfassen.
Der Prüf bereich 4 wird außerdem von einer Bestrahlungsquelle 12 mit der Prüfstrahlung P bestrahlt, um anhand der remittierten Remissionsspektralwerte R die Anwesenheit eines Wertdokuments 1 im Prüfbereich 4 zum Zeitpunkt der Abtastung festzustellen bzw. dessen Ausdehnung in Transportrichtung T durch Auswertung der resultierenden Remissionskurve RC zu ermitteln.
Die Prüfstrahlungsquelle 12 erzeugt hierbei eine Prüfstrahlung P mit einer spektralen Verteilung, die den Detektionsspektralbereich der Abtasteinheit 14 bzw. des Abtastsensors 19 teilweise oder möglichst vollständig überlappt. Besonders bevorzugt ist die Prüfstrahlung P spektral schmalbandig, und ist nur in einem oder in wenigen Spektralkanälen des Abtastsensors 19 nachweisbar. Die erzeugte Prüfstrahlung P ist vorzugsweise derart spektral ausgelegt, dass sie das Lumineszenzmerkmal 3 nicht zu einer nennenswerten Emissionsstrahlung anregt. Vorzugsweise beträgt der Anteil einer von dem Lumineszenzmerkmal 3 bewirkten Emissionsstrahlung an der Intensität der abgetasteten Remissionsspektralwerte R weniger als 10%.
Die Prüf Strahlungsquelle 12 erzeugt die Prüf Strahlung P mit einer geeigneten Lichtquelle, beispielsweise einer Leuchtdiode oder Laserdiode, besonders bevorzugt mit einem Kantenemitter oder einem VCSEL bzw. einem VCSEL-Array. Falls erforderlich sind zusätzliche optische Einheiten, Filter oder Leuchtstoffkonverter in den Strahlengang des Prüfsensor 10 eingebracht, um ein gewünschtes, gegebenenfalls schmalbandiges Spektrum der Prüfstrahlung P mit entsprechendem spektralem Überlapp mit dem Spektrum der von dem Lumineszenzmerkmal 3 ausgehenden Emissionsstrahlung im Detektionsspektralbereich des Abtastsensors 19 sicherzustellen. Hierbei ist die Optik des Prüfsensors 10 so ausgestaltet, dass die Prüfstrahlung P durch Remission bzw. Streuung an der Oberfläche eines Wertdokuments 1 in einen Strahlengang zur Abtasteinheit 14 eingekoppelt wird, sobald sich das Wertdokument 1 in den Prüfbereich 4 bewegt. Ferner umfasst der Prüfsensor 10 eine Steuer-/ Auswerteeinheit 17, die die Prüfstrahlungsquelle 12 und die Anregungsstrahlungsquelle 13 derart ansteuert, dass eine Abtastsequenz A gemäß Figur 3a oder 3b realisiert wird. Die Steuer-/ Auswerteeinheit 17 prüft auch das Wertdokument 1 anhand der ermittelten Remissionskurve RC und Emissionskurve EC auf Echtheit bzw. Vollständigkeit.
Der Prüfsensor 10 gemäß Figur 5a richtet die Prüfstrahlung P direkt auf den Prüfbereich 4, und somit auf das Wertdokument 1, wobei zusätzlich auch Blenden oder Beleuchtungsoptiken zum Einsatz kommen können. In dem Prüfbereich 4 örtlich überlappend mit der Prüfstrahlung P wird die Anregungsstrahlung L von der Anregungsstrahlungsquelle 13 über einen dich- roi tischen Strahlungsteiler 16 eingekoppelt und mit der Optik 15 auf das vorbeitransportierte Wertdokument 1 gerichtet. Die Anregungsstrahlungsquelle 13 umfasst hierbei beispielsweise eine Leuchtdiode oder einen Halbleiterlaser, insbesondere ein VCSEL oder VCSEL-Array. Sowohl die vom Wertdokument 1 remittierte Prüfstrahlung P als auch die von dem Lumineszenzmerkmal 3 emittierte Emissionsstrahlung wird über die Optik 15 in die Abtasteinheit 14 eingekoppelt und dort von dem Abtastsensor 19 spektral aufgelöst detektiert. Zu diesem Zweck umfasst die Abtasteinheit 14 eine spektrographische Einrichtung 18 und den Abtastsensor 19, der die Spektralanteile und Spektralkomponenten spektral aufgelösten erfasst, die durch die spektrographische Einheit 18 erzeugt werden.
Bei dem Prüfsensor 10 nach Figur 5b kann die Bestrahlung des Wertdokuments 1 alternativ mittels einer kombinierten Bestrahlungseinheit 11 erfolgen, die geeignete Bestrahlungsquellen 12, 13 zur Erzeugung der Prüfstrahlung P und der Anregungsstrahlung L umfasst. Bei dieser Ausführungsform des Prüf sensors 10 werden beide Strahlungen gemeinsam über den dichroitischen Strahlungsteiler 16 in den Strahlengang des Prüfsensors 10 in Richtung des Prüfbereichs 4 eingekoppelt.
Die typische Polarisationsabhängigkeit im spektralen Kantenbereich von dielektrischen Interferenzfiltern auf dichroitischen Spiegeln kann ausgenutzt werden, zum Beispiel indem eine linear polarisierte Strahlung (insbesondere Prüfstrahlung) an einem dichroitischen Spiegel mit hoher Reflekti- vität (vorzugsweise größer als 80%) umgelenkt wird, während die diffus von dem Wertdokument 1 remittierte Strahlung auch spektrale Anteile der dazu senkrechten Polarisationskomponente umfasst, die somit ausreichend gut transmittiert werden, zum Beispiel in einem Bereich von größer 40%.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Prüfen eines Wertdokuments (1), welches in einer Transportrichtung (T) an einem Prüfsensor (10) vorbeigeführt wird, wobei in oder auf einem sich in Transportrichtung (T) über das Wertdokument (1) erstreckenden Sicherheitsbereich (2) ein Lumineszenzmerkmal (3) im Wesentlichen homogen verteilt vorliegt, gekennzeichnet durch eine sich beim Vorbeiführen des Wertdokuments (1) an dem Prüfsensor (10) mehrfach wiederholende Abtastsequenz (A), umfassend die Schritte:
Bestrahlen (Sl) eines, den Sicherheitsbereich (2) zumindest teilweise überlappenden Prüfbereichs (4) des Prüfsensors (10) mit einer Anregungsstrahlung (L) und einer Prüfstrahlung (P) in einer ersten Bestrahlungsphase (AI), wobei die Prüfstrahlung (P) ausgelegt ist, von dem Wertdokument (1) wenigstens teilweise in einem Detektions- spektralbereich des Prüfsensors (10) remittiert zu werden, und die Anregungsstrahlung (L) ausgelegt ist, eine Emissionsstrahlung des Lumineszenzmerkmals (3) in dem Detektionsspektralbereich zu bewirken;
Abtasten (S2) zumindest eines ortsabhängigen Remissionsspektralwerts (R) in dem Prüfbereich (4) in der ersten Bestrahlungsphase (AI); Bestrahlen (S3) des Prüfbereichs (4) nur mit der Anregungsstrahlung (L) in einer zweiten Bestrahlungsphase (A2); und
Abtasten (S4) zumindest eines ortsabhängigen Emissionsspektralwerts (E) in dem Prüfbereich (4) nach der ersten Bestrahlungsphase (AI).
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Schritt zur Echtheitsprüfung (S5), wonach das Wertdokument (1) auf der Basis des ortsaufgelöst mehrfach abgetasteten, zumindest einen ortsabhängigen Remissionsspektralwerts (R) sowie des ortsaufgelöst mehrfach abgetasteten, 2 zumindest einen ortsabhängigen Emissionsspektralwerts (E) als echt oder unecht klassifiziert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessung des Wertdokuments (1) in Transportrichtung (T) anhand der Anzahl der signifikanten Remissionsspektralwerte (R) ermittelt wird, wobei eih Emissionsspektralwert (E) und/ oder ein Remissionsspektral wert (R) als signifikant angesehen wird, wenn er über einem unteren Schwellenwert und optional unter einem oberen Schwellenwert liegt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Echtheitsprüfung (S5) die Anzahl der signifikanten Remissionsspektralwerte (R) zu der Anzahl der signifikanten Emissionsspektralwerte (E) geprüft wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wertdokument (1) als echt klassifiziert wird, wenn eine aus den mehrfach abgetasteten, zumindest einen ortsabhängigen Remissionsspektralwert (R) gebildete, ortsaufgelöste Remissionskurve (RC) und eine aus den mehrfach abgetasteten, zumindest einen ortsabhängigen Emissionsspektralwert (E) gebildete, ortsaufgelöste Emissionskurve (EC) einen qualitativ vergleichbaren Kurvenverlauf aufweisen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ab- messung des Wertdokuments (1) in Transportrichtung (T) anhand der Anzahl der signifikanten Remissionsspektralwerte (R) unter der, vorzugsweise geglätteten, Remissionskurve (RC) ermittelt wird, und die Remissionskurve (RC) und die Emissionskurve (EC) als qualitativ vergleichbar angesehen werden (S5), wenn die Emissionskurve (EC) im Wesentlichen an solchen 3
Stellen signifikante Emissionsspektralwerte (E) aufweist, an denen auch die Remissionskurve (RC) signifikante Remissionsspektralwerte (R) aufweist,
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich- net, dass die Zeitdauer der ersten Bestrahlungsphase (AI) zwischen 0,5 μβ und 500 liegt, vorzugsweise zwischen 1 und 50 μβ, und das Verhältnis zwischen der Zeitdauer der ersten Bestrahlungsphase (AI) und der Zeitdauer der Abtastsequenz (A) zwischen 1 : 1000 und V. 4 liegt, vorzugsweise zwischen 1 : 100 und 1 : 5, wobei die Transportgeschwindigkeit, mit der das Wertdokument (1) an dem Prüfsensor (10) vorbeigeführt wird, zwischen 1 m/s und 13 m/ s beträgt, vorzugsweise zwischen 4 und 11 m/ s beträgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtasten (S2) des zumindest einen Remissionsspektralwerts (R) gegen Ende der ersten Bestrahlungsphase (AI) erfolgt, wobei sich die zweite Bestrahlungsphase (A2) unmittelbar an die erste Bestrahlungsphase (AI) anschließt, und dass das Abtasten (S4) des zumindest eines Emissionsspektralwerts (E) gegen Ende der zweiten Bestrahlungsphase (A2) erfolgt, wobei die Abtastsequenz (A) nach Beendigung der zweiten Bestrahlungs- phase (A2) erneut beginnt,
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastsequenz (A) eine sich an die zweite Bestrahlungsphase (A2) anschließende Ruhephase (A3) umfasst, in der das Wertdokument (1) nicht durch den Prüfsensor (10) bestrahlt wird, wobei die Abtastsequenz ( A) nach Beendigung der Ruhephase (A3) erneut beginnt und das Abtasten (S4) des zumindest einen ortsabhängigen Emissionsspektral werts (E) in der Ruhephase (A3) erfolgt, vorzugsweise gegen Ende der Ruhephase (A3). 4
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch mehrmaliges Abtasten (S4', S4) zumindest eines ortsabhängigen Emissionsspektralwerts (E) innerhalb der Abtastsequenz (A), wobei anhand der mehreren abgetasteten, zumindest einen Emissionsspektral werte (E) ein An-/ Abklingverhalten des Luminszenzmerkmals (3) ermittelt wird, welches bei der Prüfung berücksichtigt wird (S5).
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass anhand von innerhalb einer einzelnen Abtastsequenz (A) abgetasteten (S4; S4'), zumindest einen Emissionsspektralwerten (E) eine ortsabhängige Echtheitsprüfung durchgeführt wird, indem die abgetasteten (S4) zumindest einen Emissionsspektralwerte (E) mit Referenzspektralwerten verglichen werden und/ oder indem anhand von mehreren abgetasteten (S4, S4'), zumindest einen Emissionsspektralwerten (E) ein An-/ Abkling- verhalten des Lumineszenzmerkmals (3) ermittelt wird, welches mit einem Referenzan-/ abklingverhalten verglichen wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Wertdokument (1) mit einer schmalbandigen Prüf Strahlung (P) bestrahlt wird (Sl), die ausgelegt ist, keine oder nur eine geringe Emissionsstrahlung des Lumineszenzmerkmals (3) in dem Detektionsspektral- bereich zu bewirken, und mit einer, vorzugsweise schmalbandigen, Anregungsstrahlung (L) im ultravioletten, sichtbaren und/ oder infraroten Spektralbereich bestrahlt wird (S3).
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfstrahlung (P) von einer Prüfstrahlungsquelle (12) erzeugt wird, die eine LED- oder Halbleiterlaser-Strahlungsquelle umfasst, vorzugsweise eine schmalbandige VCSEL-Strahlungsquelle, und dass die An- regungsstrahlung (L) von einer Anregungsstrahlungsquelle (13) erzeugt wird, die eine LED- oder Halbleiterlaser-Strahlungsquelle umfasst, vorzugsweise einer schmalbandige VCSEL-Strahlungsquelle.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die abgetasteten Remissionsspektral werte (R) und/ oder Emissionsspektralwerte (E) korrigiert werden, insbesondere bevor soweit vorgesehen die Remissionskurve (RC) und/ oder Emissionskurve (EC) gebildet werden (S5), indem Streustrahlungsanteile oder elektronische Störstrahlungsanteile durch eine Offset-Korrektur aus den Remissionsspektralwerten (R) und/ oder den Emissionsspektral werten (E) im Wesentlichen eliminiert werden, wobei Korrekturparameter der Offset-Korrektur durch ein Abtasten eines Referenzsubstrats durch den Prüfsensor (10) ermittelt werden oder durch ein Abtasten durch den Prüfsensor (10) vor einer ersten Abtastsequenz (A) oder zwischen zwei an dem Prüfsensor (10) vorbeigeführten Wertdokumenten (1).
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die abgetasteten Remissionsspektralwerte (R) korrigiert werden, insbesondere bevor soweit vorgesehen die Remissionskurve (RC) gebildet wird (S5), indem diejenigen Spektralanteile der Remissionsspektralwerte (R) extrahiert werden, die aus remittierten Strahlungsanteilen der Prüf bestrahlung (P) resultieren und/ oder diejenigen Spektralanteile aus den Remissionsspektralwerten (R) eliminiert werden, die aus der Emissionsstrahlung des Lumineszenzmerkmals (3) resultieren.
16. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus dem Vorbeiführen des Wertdokuments (1) an dem Prüfsensor (10) resultierender Versatz zwischen der Remissionskurve (RC) und der Emissi- onskurve (EC) kompensiert wird, indem die Emissionskurve (EC) um die Zeitdauer zwischen dem Abtasten (S2) des zumindest einen Remissionsspektralwerts (R) und dem Abtasten (S4) des zumindest einen Emissionsspektralwerts (E) gegenüber er Remissionskurve (RC) verschoben wird.
17. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportgeschwindigkeit, mit der das Wertdokument (1) an dem Prüfsensor (10) vorbeigeführt wird, und die Zeitdauer der Abtastsequenz (A) derart aufeinander abgestimmt werden, dass die Remissionskurve (RC) und/ oder die Emissionskurve (EC) eine für eine zuverlässige Echtheitsprüfung (S5) ausreichende Ortsauflösung aufweist.
18. Prüfsensor (10) zur Prüfung eines Wertdokuments (1) auf Echtheit, umfassend
eine Prüfstrahlungsquelle (12), die eingerichtet ist, eine Prüfstrahlung (P) zu erzeugen, die von dem Wertdokument (1) wenigstens teilweise in einem Detektionsspektralbereich des Prüfsensors (10) remittiert wird;
eine Anregungsstrahlungsquelle (13), die eingerichtet ist, eine Anregungsstrahlung (L) zu erzeugen, die bewirkt, dass ein in oder auf dem Wertdokument (1) vorliegendes Lumineszenzmerkmal (3) eine Emissionsstrahlung in dem Detektionsspektralbereich emittiert;
eine Abtasteinheit (14), die eingerichtet ist, von dem Wertdokument (1) remittierte Prüfstrahlung (P) und emittierte Emissionsstrahlung in dem Detektionsspektralbereich abzutasten;
wobei der Prüf sensor (10) eingerichtet ist, während das Wertdokument (1) an dem Prüfsensor (10) vorbeigeführt wird eine Abtastsequenz (A) mehrfach zu wiederholen, in deren Rahmen das Wertdokument (1) in einer ersten Bestrahlungsphase (AI) durch die Prüfstrahlungsquelle (12) und die Anregungsstrahlenquelle (13) bestrahlt wird und in einer zweiten Bestrah- 7 lungsphase (A2) nur durch die Anregungsstrahlenquelle (13) bestrahlt wird, wobei die Abtasteinheit (14) zumindest einen ortsabhängigen Remissionsspektralwert (R) in der ersten Bestrahlungsphase (AI) abtastet und zumindest einen ortsabhängigen Emissionsspektralwert (E) nach der ersten Bestrahlungsphase (AI) abtastet.
19. Prüfsensor (10) nach Anspruch 18, weiterhin umfassend eine Auswerteeinheit (17), die eingerichtet ist, das Wertdokument (1) auf der Basis der ortsaufgelöst mehrfach abgetasteten, zumindest einen ortsabhängigen Remissionsspektral werte (R) sowie der ortsaufgelöst mehrfach abgetasteten, zumindest einen ortsabhängigen Emissionsspektralwerte (E) als echt oder unecht zu klassifizieren.
20. Prüf sensor (10) nach Anspruch 19 dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (17) das Wertdokument (1) als echt klassifiziert wenn eine aus dem mehrfach abgetasteten, zumindest einen ortsabhängigen Remissionsspektralwert (R) gebildete, ortsaufgelöste Remissionskurve (RC) und eine aus dem mehrfach abgetasteten, zumindest einen ortsaufgelösten Emissionsspektralwert (E) gebildete Emissionskurve (EC) einen qualitativ vergleichbaren Kurvenverlauf aufweisen.
21. Prüfsensor (10) nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfsensor (10) ausgestaltet und eingerichtet ist, ein an dem Prüfsensor (10) vorbeigeführtes Wertdokument (1) gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17 auf Echtheit und/ oder Vollständigkeit zu prüfen.
22. Prüfeinrichtung, umfassend einen Prüfsensor (10) nach einem der Ansprüche 18 bis 21 sowie eine Transporteinrichtung (20), die eingerichtet ist, ein Wertdokument (1) in Transportrichtung (T) an dem Prüf sensor (10) derart vorbeizuführen, dass das Wertdokument (1) gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17 auf Echtheit und/ oder Vollständigkeit geprüft werden kann.
23. Verwendung eines Prüfsensors (10) nach Anspruch 18 bis 21 zum Prüfen eines Wertdokuments (1) gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17 auf Echtheit und/ oder Vollständigkeit.
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