PrüfanordnunσTest arrangement
Die Erfindung betrifft eine Prüfanordnung und ein zugehö¬ riges Betriebsverfahren gemä3 dem Oberbegriff des Pa¬ tentanspruchs 1 und 11.The invention relates to a test arrangement and an associated operating method according to the preamble of claims 1 and 11.
Die Erfindung der genannten Art wird zur Prüfung von Wert¬ papieren, Zahlungsmitteln, Kreditkarten, Dokumenten usw. eingesetzt und kommt daher z. B. im Dienstleistungsbereich bei der Prüfung von Banknoten auf Echtheit bzw. Originali¬ tät zur Anwendung.The invention of the type mentioned is used for checking securities, means of payment, credit cards, documents etc. and therefore comes, for. B. in the service sector when checking banknotes for authenticity or originality for use.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung bzw. ein zugehöriges Betriebsverfahren zu realisieren, mittels dem die Prüfung der Echtheit/Originalität von
z. B. Zahlungsmitteln und anderen Objekten durch Messung der äu3eren Geometrie, der Strukturierung des Querschnitts und der Oberfläche sowie der dielektrischen Eigenschaften und deren Vergleich der Meßergebnisse mit vorhandenen Kennwerten, die überwiegend durch die Vermessung von Kali¬ brierstücken ermittelt werden, ermöglicht ist.The invention is based on the object of realizing an arrangement or an associated operating method by means of which the authenticity / originality of z. B. means of payment and other objects by measuring the outer geometry, the structuring of the cross section and the surface as well as the dielectric properties and their comparison of the measurement results with existing characteristic values, which are determined predominantly by the measurement of calibration pieces, is made possible.
Die erfindtmgsgemäße Lösung der Aufgabe ist in Anspruch 1 und ii beschrieben. In den Unteransprüchen sind vorteil¬ hafte Aus- und Weiterbildungen sowie bevorzugte Anwendun¬ gen der Erfindung ausgeführt.The inventive solution to the problem is described in claim 1 and ii. Advantageous training and further developments as well as preferred applications of the invention are set out in the subclaims.
Der erfindungsgemäße Lösungsgedanke besteht darin, daß bei der Herstellung von Objekten, die für Nachahmungen inter¬ essant sind, optische und dielektrische Strukturen ge¬ schaffen werden, die chrakteristische, meßbare Kennwerte besitzen, die zu einer späteren Identifizierung eingesetzt werden können und aufgrund deren eine Aussage über die Originalität möglich ist. Diese Kennwerte sind z.B. die Geometrie, die elektrischen Eigenschaften, die Struk¬ turierung der Querschnitte bzw. Oberflächen des zu prüfen¬ den Objektes, auch Prüfstück genannt.The idea of the solution according to the invention is that optical and dielectric structures are created in the production of objects which are interesting for imitations, which have characteristic, measurable characteristic values which can be used for later identification and, based on this, a statement about the originality is possible. These parameters are e.g. the geometry, the electrical properties, the structuring of the cross sections or surfaces of the object to be tested, also called the test piece.
Hierdurch besteht die Möglichkeit der automatisierten Se¬ lektion aufgrund der gemessenen Werte, ohne das äußere, in der Regel für Nachahmungen interessante Erscheinungsbild zu berücksichtigen sondern Werkstoffeigenschaften diffe¬ renziert und/oder integral zu messen, die sich aufgrund der chemischen Zusammensetzung und der in der Regel durch den Herstellungsprozeß bedingten physikalischen Struktu¬ rierung der zu prüfenden Objekte ergeben.
Die erfindungsgemäße Anordnung und die zugehörige Meßtech¬ nik haben den Vorteil, daß der Einsatz der Einrichtung und der Meßtechnik weitgehend unabhängig von den Herstellungs¬ bedingungen der zu prüfenden Objekte lediglich deren Fer¬ tigungsstand und die Herstellungstoleranzen messen und do¬ kumentieren und daraus die Rahmenbedingungen für die spä¬ tere Vergleichsmessung ableiten.As a result, there is the possibility of automated selection on the basis of the measured values, without taking into account the external appearance, which is generally of interest for imitations, but instead differentiating and / or integrally measuring material properties, which are based on the chemical composition and generally resulting from the manufacturing process physical structuring of the objects to be tested. The arrangement according to the invention and the associated measurement technology have the advantage that the use of the device and the measurement technology largely measure and document only the production status and the production tolerances of the objects to be inspected, independently of the production conditions, and from this the framework conditions for derive the later comparison measurement.
Deshalb ist das System, z.B. zur Prüfung von Zahlungsmit¬ teln, weitgehend unabhängig von den verschiedenen Wäh¬ rungen weil es lernfähig ist, da z. B. der Fertigungsstan¬ dard durch die Messung der Toleranzgrenzen automatisch dokumentiert und bei einer Steigerung der Herstellungsqua¬ lität fortgeschrieben wird.Therefore the system, e.g. for checking payment means, largely independent of the various currencies because it is capable of learning, e.g. For example, the production standard is automatically documented by measuring the tolerance limits and is updated when the production quality increases.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung be¬ steht darin, daß sowohl die Montagetoleranzen, als auch Verschleißerscheinungen dadurch weitgehend kompensiert sind, daß in vorgebbaren Intervallen oder bei entsprechen¬ der Unschlüssigkeit einer Messung eine Nachkalibrierung durch das einführen und vermessen eines Kalibrierstückε erfolgt mit dem sowohl der Justage, als auch der Ver¬ schleißzustand geprüft wird und durch eine Korrekturpro¬ gramm über den Vergleich mit der, in der Auswerteschaltung vorliegenden Kennlinie der Grundkalibrierung im Aus¬ werterechner kompensiert wird.A further advantage of the arrangement according to the invention is that both the assembly tolerances and also signs of wear are largely compensated for by the fact that a recalibration by inserting and measuring a calibration piece is carried out with the both of the predeterminable intervals or if a measurement is undecided Adjustment, as well as the state of wear, is checked and is compensated for by a correction program by means of a comparison with the characteristic curve of the basic calibration present in the evaluation circuit in the evaluation computer.
Weitere Vorteile der beschriebenen Technik sind, daß mit¬ tels eines relativ einfachen Aufbaus eine Prüfung der Ob¬ jekte durch jedermann erfolgen kann, wobei weder das/die Verfahren noch die zu prüfenden Objekte einer besonderen Geheimhaltung bedürfen, weil die visuelle Information des
Prüfstücks bei der Messung nicht oder nur im Sinne einer Geometrieerfassung berücksichtigt wird, die eigentliche Entscheidung über die Echtheit durch die Messung von Daten gewonnen wird, die visuell nicht erfaßbar sind sondern sich aus der Summe der Eigenschaften des zu prüfenden Ob¬ jekts ergeben.Further advantages of the technology described are that, by means of a relatively simple construction, the objects can be checked by anyone, neither the method / methods nor the objects to be checked requiring particular secrecy, because the visual information of the If the test piece is not taken into account during the measurement or is taken into account only in the sense of a geometry detection, the actual decision about the authenticity is made by the measurement of data which cannot be detected visually but which result from the sum of the properties of the object to be tested.
Eine Manipulation des Systems kann dadurch ausgeschlossen werden, daß die Kalibrierung und deren Ergebnis im Aus¬ werterechner zu definierten Ergebnissen führen muß, anson¬ sten bei Nichtschlüssigkeit des Ergebnisses eine Sperrung des Systems erfolgt.Manipulation of the system can be ruled out in that the calibration and its result in the evaluation computer must lead to defined results, otherwise the system is blocked if the result is not conclusive.
Da Kreditkarten zu einem großen Teil über Banken direkt ausgegeben werden, besteht hier die Möglichkeit, die Cha¬ rakteristik der bei der Ausgabe geleisteten Unterschrift zu messen und als Merkmal in der Kartenkennzeichnung zu speichern. Spätere Veränderungen werden auf diese Weise erfaßt und führen zum Einzug der Karte.Since credit cards are largely issued directly by banks, it is possible here to measure the characteristics of the signature made when issuing them and to save them as a feature in the card identification. Later changes are recorded in this way and lead to the withdrawal of the card.
Bei entsprechender Dimensionierung des Meßkopfes, etwa als Meßzange und durch den Ausbau der geräteinternen Lerntech¬ nik kann/können auch die Originalität von anderen Gegen¬ ständen aus dielektrischen Werkstoffen usw. geprüft wer¬ den, Kennlinien ermittelt werden und diese zu späteren Zeitpunkten bei Verdacht auf Nachahmung oder Verfälschung vergleichen werden.With appropriate dimensioning of the measuring head, for example as measuring clamps and by expanding the device-internal learning technology, the originality of other objects made of dielectric materials etc. can also be checked, characteristic curves can be determined and these at later times if suspected Imitation or falsification can be compared.
Dadurch besteht auch die Möglichkeit, spezifische Merkmale von Nachahmungen durch eine Meßreihe zu "erlernen", wäh¬ rend des Lernvorgangs durch die Messung von Objekten mit unterschiedlichen Fertigungsstandards/-merkmalen den Tole-
ranzbereich bzw. die Akzeptanzgrenzen zu definieren und diese Merkmale in Form eines Datensatzes durch Datentrans¬ fer an weitere Meßgeräte zu übergeben bzw. am Markt be¬ findliche Keßgeräte durch einen entsprechenden Service (DFÜ u.a.) zu aktualisieren.As a result, there is also the possibility of “learning” specific features of imitations by means of a series of measurements, while the learning process takes the tolerance by measuring objects with different manufacturing standards / features. to define the range or the acceptance limits and to transfer these features in the form of a data record to other measuring devices by data transfer or to update measuring devices available on the market by means of a corresponding service (EDI, etc.).
Hierbei können auch Banknoten und Wertpapiere die aus dem Verkehr gezogen werden/wurden oder deren Wertänderung in obigen Service einbezogen werden.Banknotes and securities that are / have been withdrawn from circulation or their value changes can also be included in the above service.
Aufgrund der Ermittlung nicht visueller Eigenschaften des Prüflinges kann die Echtheit bzw. Unechtheit des Prüflin- ges mit einer außerordentlich hoher Trefferquote ermittelt werden. Die erfindungsgemäße Anordnung, welche weiter un¬ ten detailiert beschrieben ist, fällt kompakt aus und ist materialsparend preiswert und leicht herstellbar.On the basis of the determination of non-visual properties of the test object, the authenticity or inauthenticity of the test object can be determined with an extraordinarily high hit rate. The arrangement according to the invention, which is described in more detail below, is compact and is inexpensive and easy to manufacture in terms of material.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von FIG. l bis 13 näher erläutert. Es zeigen:In the following the invention with reference to FIG. l to 13 explained in more detail. Show it:
FIG. 1 die Au3enansicht einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemä/3en Anordnung; FIG. 1 shows the external view of a possible embodiment of the arrangement according to the invention ;
FIG. 2 einen Teil der Innenansicht in das Gerätemodul nach FIG. 1FIG. 2 shows a part of the interior view in the device module according to FIG. 1
FIG. 3 den Schnitt durch eine Transportwalze nach FIG. 2; FIG. 3 shows the section through a transport roller according to FIG. 2 ;
FIG. 4 die AuJenansicht einer weiteren vorteilhaften Aus¬ führungsform der erfindungsgemä3en Anordnung/ FIG. 4 the external view of a further advantageous embodiment of the arrangement according to the invention /
FIG. 5 die Innenansicht der Anordnung nach FIG. 4;
Fig. 6 ein Schnittbild durch die Sensorik nach Fig. 5 in Gleich- bzw. Wechselstromtechnik,FIG. 5 the interior view of the arrangement according to FIG. 4 ; 6 shows a sectional view through the sensor system according to FIG. 5 in direct or alternating current technology,
Fig. 7 eine Einzelteilzeichnung einer alternativen Sensorik in Millimeter- oder Mikrometerwellentechnik,7 shows an individual part drawing of an alternative sensor system using millimeter or micrometer wave technology,
Fig. 8 die teilweise zusammengesetzte Sensorik nach Fig. 78 shows the partially assembled sensor system according to FIG. 7
Fig. 9 die zusammengebaute Sensorik nach Fig. 8,9 shows the assembled sensor system according to FIG. 8,
Fig. 10 eine alternative elektroakustische Sensorik,10 shows an alternative electroacoustic sensor system,
Fig. 11 eine alternative elektrooptische Sensorik,11 shows an alternative electro-optical sensor system,
Fig. 12 eine weitere alternative Sensorik zur Prüfung der spektralen Reflexionscharakteristik von Hologrammen,12 shows a further alternative sensor system for testing the spectral reflection characteristic of holograms,
Fig. 13 eine weitere alternative Sensorik in Holo¬ grammtechnik nach Fig. 12 in einer anderen PerspektiveFIG. 13 shows a further alternative sensor system using hologram technology according to FIG. 12 in a different perspective
Der Prüfvorgang sei exemplarisch anhand der Ausfüh¬ rungsform von Fig. 1 bis 3 beschrieben. Die Vorrichtung hat am Anfang und am Ende der Prüfstrecke Transport¬ walzen 30, 31. Zur Prüfung wird das Prüfstück 70 durch eine oder zwei, mit einer Einrichtung zur Messung des Transportweges versehene Walzen 30 in die Vorrichtung 10, die im betrachteten Beispiel einen Kondensator 20 und Zeilenkameras 40 aufweist, eingezogen. Alternativ kann dies ohne Walzen manuell erfolgen. Durch den Anhebeweg der Walzen 30 beim Einzug wird die Dicke des Prüfstücks 70 gemessen. Dadurch, daß die Einzugwalze 30 nach Figur 3 mit ihrem auf der Welle 39 sitzenden Walzenkörper 38 in der Länge segmentiert ist
und die Segmente koaxial auf, z.B. piezoelektrischen Drucksensoren 37 montiert sind, besteht die Möglichkeit, sowohl Strukturierungen der Oberfläche zu messen, als auch Beschädigungen oder umgefaltete Prüfstücke in die Prüfung mit einzubeziehen.The test procedure is described by way of example with reference to the embodiment from FIGS. 1 to 3. The device has transport rollers 30, 31 at the beginning and at the end of the test section. For testing, the test piece 70 is inserted into the device 10 by one or two rollers 30 provided with a device for measuring the transport path, which in the example under consideration has a capacitor 20 and line scan cameras 40, retracted. Alternatively, this can be done manually without rolling. The thickness of the test piece 70 is measured by the lifting movement of the rollers 30 during the drawing-in. Characterized in that the feed roller 30 is segmented in length with its roller body 38 seated on the shaft 39 and the segments are mounted coaxially on, for example, piezoelectric pressure sensors 37, it is possible to measure surface structuring as well as to include damage or folded test pieces in the test.
Das Prüfstück 70 wird also durch eine und/oder zwei, einander gegenüberliegende Walzen 30 bzw. 31 eingezogen und/oder transportiert. Auf einer oder beiden Walzen 30 bzw. 31 sind ein oder mehrere ringförmige Sensor¬ bereiche montiert. Die Sensoren 37 nach Fig. 3 enthalten z.B. Piezosensoren, mit denen die Oberflächenstruktur des Prüfstückes 70 beim Durchlauf abgetastet wird. Die Breite und Anzahl der zu einem Ring angeordneten Sensoren 37, auch Sensorring genannt, ist von der geforderten Auflösung abhängig. Auf den gefedert gelagerten Sensorringen sind Tastringe 36 kon¬ zentrisch montiert und erfassen Dicken- und Struk¬ turänderungen, die sich durch den Aufbau des zu prüfenden Objekts ergeben.The test piece 70 is thus drawn in and / or transported by one and / or two rollers 30 and 31 located opposite one another. One or more ring-shaped sensor areas are mounted on one or both rolls 30 and 31. The sensors 37 of Fig. 3 contain e.g. Piezo sensors with which the surface structure of the test piece 70 is scanned during the passage. The width and number of the sensors 37 arranged in a ring, also called a sensor ring, depends on the required resolution. Touch rings 36 are mounted concentrically on the spring-mounted sensor rings and detect changes in thickness and structure which result from the structure of the object to be tested.
Gemessen wird die, durch die Oberflachenstrukturierung der Banknoten (Papier, Wasserzeichen, Druckfarbe, Paginierung usw.) sich ergebende Welligkeit der Prüf¬ signale beim Durchlauf.The ripple of the test signals resulting from the surface structuring of the bank notes (paper, watermark, printing ink, pagination etc.) is measured.
Alternativ besteht die Möglichkeit, bei einander gegen¬ überliegenden Walzen 30 und/oder 31 die Ringe auf einer Walze durch die integrierten Piezoringe oszillierend anzuregen und die Ringe der gegenüberliegenden Walze als Empfangssensoren zu betreiben.
Gemessen wird dabei das Übertragungsverhalten der Prüf¬ stücke 70, das durch deren Strukturierung eine charakteri¬ stische, wertabhängige Welligkeit für die Prüfstücke 70 ergibt, die mit Kennlinien, die im Rechner vorliegen, verglichen werden.As an alternative, there is the possibility, in the case of rollers 30 and / or 31 lying opposite one another, to oscillate the rings on one roller by means of the integrated piezo rings and to operate the rings of the opposite roller as receiving sensors. The transmission behavior of the test ¬ is measured while pieces 70, which results through their structuring a charakteri¬ STIC, value-dependent ripple for the test pieces 70, which are compared with characteristics that are present in the computer.
Bei abgegriffenen oder stark gebrauchten Banknoten ist das Übertragungsverhalten zwar in der Summe verändert, jedoch bleiben die charakteristischen Welligkeiten in gedämpfter Form erhalten da beim normalen Gebrauch eine Banknote auf der ganzen Flächen etwa gleichmäßig verschlissen wird.In the case of worn or heavily used banknotes, the transmission behavior is changed in total, but the characteristic ripples are retained in a damped form, since in normal use a banknote is worn approximately evenly over the entire surface.
Nach bzw. während des Einzugs passiert das Prüfstück 70 eine Anordnung von einer oder zwei, mit einer Hintergrundbeleuchtung versehenen Zeilenkameras 40 (Figur 2) , welche den Beginn und die Breite, den Verlauf der Breite und/oder die Länge des Prüfstücks sowie die Abmessungen und/oder Lage der auf dem Prüfstück befindlichen Aufdrucke auch in deren Position zur Außenkontur, also die äußere Geometrie und die Verteilung des Druckbildes, messen und an die Auswerteschaltung übergeben. Die Längenmessung erfolgt durch eine und/oder mehrere in Längsrichtung montierte Zeilenkameras mit einer Flächenbeleuchtung, z.B. Lumineszenzfolie, während des Durchlaufs, wobei die Lage und Verteilung eines Aufdrucks gemessen wird.After or during the drawing in, the test piece 70 passes through an arrangement of one or two line cameras 40 provided with a backlight (FIG. 2), which show the start and the width, the course of the width and / or the length of the test piece as well as the dimensions and / or measure the position of the imprints on the test piece also in their position relative to the outer contour, that is to say the outer geometry and the distribution of the printed image, and transfer them to the evaluation circuit. The length is measured by one and / or several line cameras mounted in the longitudinal direction with area lighting, e.g. Luminescent film, during the run, the position and distribution of an imprint being measured.
Die Zeilenkameras 40 erlauben in Verbindung mit einer entsprechenden Auswerteschaltung auch die Erfassung der Seriennummern von Banknoten während des Einzugs, hierbei kann bei Bedarf eine entsprechende Markierung vor Rückweisung erfolgen.
Gleichzeitig wird das Prüfstück 70 zur Kapazitäts¬ messung zwischen zwei ober- und unterhalb des Durch¬ laufes angeordneten Kondensatorplatten 20 hindurch¬ geführt, womit in erster Linie der Feuchtigkeitsgehalt des Prüfstücks 70 bestimmt und an den Auswerterechner übergeben wird. Der Wassergehalt hat bei den meisten Papieren eine Aenderung der äußeren Geometrie zur Folge.The line scan cameras 40, in conjunction with a corresponding evaluation circuit, also allow the serial numbers of banknotes to be recorded during the drawing-in; if necessary, a corresponding marking can be carried out before rejection. At the same time, the test piece 70 for capacitance measurement is passed between two capacitor plates 20 arranged above and below the passage, which primarily determines the moisture content of the test piece 70 and transfers it to the evaluation computer. The water content of most papers changes the outer geometry.
Gemäss einer Varianten kann in der Vorrichtung 10 nach den Fig. 1 bis 3 anstelle der Kondensatorplatten 20 auch eine HF-Messeinrichtung vorgesehen sein, die vor¬ zugsweise im Mikrowellenbereich arbeitet und eine HF- Antenne (das ist z.B. der obere, mit 20 bezeichnete Teil nach Figur 2) und einen entsprechenden Empfänger (das ist z.B. der darunter liegende Teil nach Figur 2) aufweist (siehe auch Figuren 7 bis 9) .According to a variant, instead of the capacitor plates 20, an HF measuring device can also be provided in the device 10 according to FIGS. 1 to 3, which preferably works in the microwave range and an HF antenna (this is the upper part, for example, designated 20) according to FIG. 2) and a corresponding receiver (that is, for example, the part underneath according to FIG. 2) (see also FIGS. 7 to 9).
Die Messung erfolgt in diesem Falle dadurch, daß das Prüfstück 70 an der als Schlitzantenne ausgeführten HF- Antenne vorbeigeführt wird, mit der die dielektrischen Werte des Prüfstücks 70 und deren Aenderung während des Durchlaufs gemessen werden. Die Meßwerte und deren Aenderungen werden an den Auswerterechner übergeben. Die Prüfung erfolgt hierbei durch Messung der Trans¬ mission und/oder Reflexion der abgestrahlten elektro¬ magnetischen Wellen.In this case, the measurement is carried out by passing the test piece 70 past the RF antenna designed as a slot antenna, with which the dielectric values of the test piece 70 and their change during the run are measured. The measured values and their changes are transferred to the evaluation computer. The test is carried out by measuring the transmission and / or reflection of the emitted electromagnetic waves.
Anstelle der Antennenanordnung kann auch eine zellen¬ förmige, ggf. aus mehreren versetzt angeordneten Zeilen bestehende Anordnung von Resonatoren vorgesehen sein.
Vorzugsweise ist die Vorrichtung sowohl mit Konden¬ satoren als auch mit einer HF-Messeinrichtung der vor¬ stehend beschriebenen Art ausgerüstet, so dass das Prüfstück 70 nacheinander den Kondensator und die HF- Messeinrichtung durchläuft.Instead of the antenna arrangement, a cell-shaped arrangement of resonators, possibly consisting of a plurality of staggered lines, can also be provided. The device is preferably equipped both with capacitors and with an HF measuring device of the type described above, so that the test piece 70 passes through the capacitor and the HF measuring device in succession.
Durch die Anordnung besteht die Möglichkeit, in die Prüf¬ stücke sowohl als z.B. wertspezifisches Merkmal, dielek¬ trische Strukturen einzubringen, als auch Unterschiede der dielektrischen Eigenschaften, die sich durch die Struktu¬ rierung des Materials (Wasserzeichen) oder Farbsättigung ergeben zu messen und zur Prüfung der Echtheit zu verwen¬ den.By the arrangement it is possible in the test ¬ pieces both worth specific than, for example feature to incorporate dielek¬-symmetrical structures, and to measure differences in the dielectric properties, the turing through the Struktu¬ of the material (watermark) or give color saturation and Authenticity check to be used.
Die Meßergebnisse der Zeilenkamera(s) 40 werden mit den Meßergebnissen der Kapazitätsänderungsmessung(en) im Aus¬ werterechner (nicht gezeigt) verrechnet und damit die Geo¬ metrieänderung des Papiers z.B. durch Feuchtigkeitseinwir¬ kung kompensiert.The measurement results of the line camera (s) 40 are offset against the measurement results of the change in capacitance measurement (s) in the evaluation computer (not shown) and thus the change in geometry of the paper, e.g. compensated by the effect of moisture.
Die beschriebene Meßtechnik erlaubt in Verbindung mit den entsprechenden Sensoranordnungen relative und/oder abso¬ lute Messungen, sowohl der geometrischen Strukturen als auch der werkstoffbedingten Eigenschaften der Prüfstücke 70.The measurement technique described, in conjunction with the corresponding sensor arrangements, permits relative and / or absolute measurements, both of the geometric structures and of the material-related properties of the test pieces 70.
Die Entscheidung über die Originalität beruht jedoch auf dem Ergebnis einer Reihe von relativen Messungen, die cha-
rakteristische Merkmale der Struktur des zu prüfenden Ob¬ jekts erfassen und deren Änderungsparameter, im Rahmen ei¬ nes bestimmungsgemäßen Gebrauchs soweit erfaßbar, in Kenn¬ linien erfaßt werden. Aus der Kombination der verschie¬ denen Kennlinien auf die Originaltät der zu messenden Ob¬ jekte wird geschlossen und/oder dieselben aus der Kombina¬ tion ihrer charakteristischen Kennwerte erkannt und daraus z.B. in einem Wechselautomaten der Wert einer beliebigen Banknote an den Auswerterechner übermittelt.However, the decision about originality is based on the result of a series of relative measurements, which Record characteristic features of the structure of the object to be checked and their change parameters, as far as can be determined within the scope of intended use, are recorded in characteristic curves. From the combination of the different characteristic curves on the originality of the objects to be measured, conclusions are drawn and / or the same is recognized from the combination of their characteristic characteristic values and the value of any banknote is transmitted to the evaluation computer, for example in an automatic change machine.
Das Sensorsystem besitzt Eigenschaften die es erlauben, das Gerät im Lernbetrieb in Verbindung mit einem Rechner auch zur Erfassung der. Daten und der Eigenschaften von Prüfstücken 70 zu verwenden. Es besteht gleichzeitig die Möglichkeit das Gerät zur Qualitätsüberwachung der Prüf¬ stücke 70 einzusetzen.The sensor system has properties that allow the device to be recorded in learning mode in connection with a computer. Data and properties of test pieces 70 to use. It is also possible to use the device for quality monitoring of test pieces 70.
Die Gehäusegeometrie 10 ist den Einsatzbedingungen der An¬ ordnung angepaßt. Das heißt z.B., daß zusätzliche Halte¬ rungen ausgebildet sein müssen zur Montage etwa in Bankau¬ tomaten. Hierbei ist u.a. darauf zu achten, daß das Prüf¬ stück 70 ungehindert transportiert werden kann.The housing geometry 10 is adapted to the conditions of use of the arrangement. This means, for example, that additional brackets must be designed for installation in ATMs, for example. Among other things, to ensure that the test piece 70 can be transported unhindered.
Auch Kreditkarten können mittels der Anordnung geprüft werden.Credit cards can also be checked using the arrangement.
Die Messung der dielektrischen Werte der Karten erlaubt eine sehr differenzierte von den einzelnen Kartenorganisa¬ tionen vorgebbare verwendungszweckorientierte Markierung durch die feste oder variable dielektrische Strukturierung der Oberfläche, des Volumens und ggf. in das Kartenmate¬ rial eingebrachte Texturen sowie die Möglichkeit, gleich¬ zeitig metallische Strukturen in der Form von Schaltungen, Antennen usw. auf und/oder in der Oberfläche unterzubrin¬ gen die auch Speicherschaltungen die in die Karte inte¬ griert sind mit Strom versorgen und/oder ein-/auslesen können.
Da Kredit- oder Scheckkarten in der Regel aus Kunststoffen bestehen, bietet sich die Möglichkeit an, bei der Ausstel¬ lung der Karte eine variable, mit den Kennwerten der Karte in Verbindung stehenden thermische Paginierung durch Quer¬ schnittsänderung und/oder Verformung oder ausstanzen ein¬ zubringen, die durch das Prüfgerät detektiert und zur Echtheitsprüfung mit den Kennwerten der Karte verglichen wird.The measurement of the dielectric values of the cards allows a very differentiated use-oriented marking, which can be predetermined by the individual card organizations, through the fixed or variable dielectric structuring of the surface, the volume and, if appropriate, textures introduced into the card material and the possibility of simultaneously metallic To accommodate structures in the form of circuits, antennas, etc. on and / or in the surface, which can also supply and / or read in / read out memory circuits which are integrated in the card. Since credit or check cards generally consist of plastics, it is possible to issue a variable pagination by changing the cross-section and / or deformation or punching out which is related to the characteristics of the card when the card is issued bring, which is detected by the tester and compared for authenticity with the characteristics of the card.
Da das Maß der Kartendeformation bei der Erstellung der Kennwerte etwa durch einen ^ufallsgenerator festgelegt wird und z.B. als Zahlenfolge auf der Magnetspur der Karte oder in deren Speicherbaustein abgespeichert wird, stehen die beiden Informationen unabhängig voneinander.Since the extent of the map deformation is determined by a random generator when creating the characteristic values and e.g. the two pieces of information are independent of one another as a sequence of numbers on the magnetic track of the card or in its memory module.
Bei der Messung wird die Magnetspurinformation in den Aus¬ werterechner eingelesen und im Gerät durch die Hochfre¬ quenz-Messung mit dem physikalischen (dielektrischen) Zu¬ stand der Karte verglichen.During the measurement, the magnetic track information is read into the evaluation computer and compared in the device by means of the high-frequency measurement with the physical (dielectric) state of the card.
Eine Verschlüsselung der Kenndaten ist in diesem Fall nicht erforderlich, da eine Nachahmung, die mit den Ma¬ gnetspurkennwerten der Karte in Verbindung zu bringen ist aufgrund der fehlenden Reproduzierbarkeit und damit eines weitgehenden Ausschlusses der Nachahmbarkeit der Ur- sprungspaginierung weitestgehend auszuschließen ist.Encryption of the characteristic data is not necessary in this case, since imitation, which is to be associated with the magnetic track characteristic values of the card, can largely be ruled out due to the lack of reproducibility and thus a largely exclusion of the imitability of the original pagination.
Fig. 4 bis 6 zeigen ein Gerät 11 in transportabler Aus¬ führung, das als Monitorgerät zum Anschluß an einen Rechner oder in Verbindung mit einem angekoppelten Rechner zur Prüfung der Originalität verwendet werden kann. Bei eigenständigem Betrieb ist an der Oberseite ein Display und eine Bedientastatur angebracht.
Das in Fig. 4 und 5 dargestellte Gerät 11 ist aufklappbar, etwa in der Größe eines Taschenrechners ausgeführt und weist ein Bodenteil 13 und einen Deckel 12 auf. Das Gerät enthält im Bodenteil 13 und im Deckel 12 gegenüberliegende Arrays 41, 42 aus Plattenkonden¬ satoren, zwischen welche die Prüfstücke z.B. durch auf- und zuklappen eingebracht werden. Die Messung wird durch das Schließen des Geräts bei eingelegtem Prüf¬ stück eingeleitet und umfaßt die zuvor auf der Tastatur eingegebenen Parameter.4 to 6 show a device 11 in a portable version which can be used as a monitor device for connection to a computer or in connection with a connected computer for checking the originality. For independent operation, a display and an operating keyboard are attached to the top. The device 11 shown in FIGS. 4 and 5 can be opened, approximately the size of a pocket calculator, and has a base part 13 and a cover 12. In the base part 13 and in the cover 12, the device contains opposing arrays 41, 42 made of plate capacitors, between which the test pieces are inserted, for example by opening and closing them. The measurement is initiated by closing the device with a test piece inserted and includes the parameters previously entered on the keyboard.
Die Prüfung erfolgt dadurch, daß an dem Prüfstück durch die einzelnen Kondensatoren 41, 42, auf die Fläche des Prüfstückes verteilt, Kapazitätsmessungen bei unter¬ schiedlichen Frequenzen durchgeführt werden.The test is carried out by carrying out capacitance measurements at different frequencies on the test piece through the individual capacitors 41, 42 distributed over the surface of the test piece.
Durch die Unterschiede in der Dichte der Bedruckung und des Trägermaterials ergeben sich innerhalb der Verteilung unterschiedliche Meßwerte, die für die einzelnen Nominal¬ werte bestimmte charakteristische Kennlinien ergeben.Due to the differences in the density of the printing and the carrier material, there are different measured values within the distribution, which give specific characteristic curves for the individual nominal values.
Die gemessenen Kennlinien werden im Auswerterechner mit vorliegenden Kennlinien verglichen und aus diesem Ver¬ gleich innerhalb vorgegebener Toleranzen.eine Entscheidung über die Originalität getroffen.The measured characteristic curves are compared in the evaluation computer with existing characteristic curves and a decision about the originality is made from this comparison within predetermined tolerances.
Ein weitere Anordnung enthält Arrays aus, durch die Kon¬ densatorflächen metallisch begrenzten dielektrisch gefüll¬ ten Resonatoren, deren Resonanzfrequenz durch die einge¬ legten Prüfstücke verstimmt wird.
Der Grad der Verstimmung der Resonanzfrequenz der einzel¬ nen Resonatoren innerhalb definierbarer Toleranzbereiche ist Maß für die Originalität des Prüflings.Another arrangement contains arrays, through the capacitor surfaces of metallically limited dielectric filled resonators, the resonance frequency of which is detuned by the inserted test pieces. The degree of detuning of the resonance frequency of the individual resonators within definable tolerance ranges is a measure of the originality of the test object.
Der in FIG. 5 gezeigte Aufbau kann auch zur akustischen Transmissionsmessung verwendet werden, wenn eine der Tast¬ spitzen durch einen Erreger, (ggf. mit einer entsprechen¬ den Modulation) , zu Längsschwinungen angeregt wird und der gegenüberliegende Sensor die Übertragung dieser Schwingun¬ gen durch das Prüfstück nach dem charakteristischen Ver¬ lauf des ÜbertragungsVerhaltens mißt und das Ergebnis an die Auswerteschaltung übermittelt (siehe Figur 10) .The in FIG. The structure shown in FIG. 5 can also be used for acoustic transmission measurement if one of the probe tips is excited to longitudinal vibrations by an exciter (possibly with a corresponding modulation) and the opposite sensor after the transmission of these vibrations by the test piece measures the characteristic course of the transmission behavior and transmits the result to the evaluation circuit (see FIG. 10).
Sind in FIG. 6 die Kondensatorplatten 40, 41 durch Leucht¬ dioden und fotoempfindliche Substanzen ersetzt, so wird in diesem Fall das stoffspezifische Reflektionsverhalten des Objekts gemessen. Der Reflektionsgrad am Meßort ist Maß für die Originalität des gemessenen Objekts und wird wäh¬ rend des Einzugs in die Prüfvorrichtung oder durch eine Abtast-Bewegung des Prüfgeräts über das zu prüfende Objekt erfaßt, mit einer bekannten Kennlinie verglichen und dar¬ aus die Entscheidung über die Originalität des zu prüfen¬ den Objekts abgeleitet.Are shown in FIG. 6 the capacitor plates 40, 41 are replaced by light-emitting diodes and photosensitive substances, the substance-specific reflection behavior of the object is measured in this case. The degree of reflection at the measurement location is a measure of the originality of the measured object and is detected during the move into the test device or by a scanning movement of the test device over the object to be tested, compared with a known characteristic curve and from this the decision about the Originality of the object to be checked is derived.
Figuren 7 bis 9 zeigen einen Mikrometerweilen-Sensor. In einem Hohlleiter 57 mit Mittelsteg 58 ist ein durchgehender Schlitz orthogonal zum Mittelsteg ausgebildet. Der Mittelsteg 58 ist
umgeben von einem Dielektrikum 59. Dieses kann einen keil¬ förmigen Übergang zur Anpassung an den Hohlleiter 57 auf¬ weisen. Zur Vereinfachung der Herstellbarkeit dieser An¬ ordnung kann der Hohlleiter 57 einen Wandungsaussparung aufweisen an der ein der Wandungsaussparung entsprechend großes Metallstück als Decke 50 ausgebildet ist. Je nach Abstand des Schlitzes vom Deckel 50 ist zusätzlich ein Di¬ elektrikum 53 auszubilden, dessen Geometrie dem des Di¬ elektrikums 59 entspricht.FIGS. 7 to 9 show a micrometer-long sensor. A continuous slot is formed orthogonally to the central web in a waveguide 57 with a central web 58. The central web is 58 surrounded by a dielectric 59. This can have a wedge-shaped transition for adaptation to the waveguide 57. To simplify the manufacture of this arrangement, the waveguide 57 can have a wall recess on which a piece of metal corresponding to the wall recess is formed as a ceiling 50. Depending on the distance of the slot from the cover 50, a dielectric 53 must also be formed, the geometry of which corresponds to that of the dielectric 59.
Fig. 10 zeigt eine elektroakustische Transmissionsmeß- strecke. Senkrecht zu zwei gegeneinander spitz zu¬ laufenden Kegelstümpfen 60 (Sensoren), die in einem Gehäuse 17 angebracht sind, ist das Prüfstück mit vor¬ zugsweise einer Andruckpia-te 70' als Träger ausge¬ bildet. Einer dieser Sensoren dient als Emitter, der andere als Empfänger. Beide Sensoren 60 können auch passiv nur als Empfänger ausgebildet sein. In dieser elektroakus- tischen Abtastvorrichtung kann das Prüfstück zwischen den beiden Sensoren 60 hindurchgeführt werden. Dabei ergibt sich eine, von der Struktur des Ob¬ jekts abhängige, ortsabhängige charakteristische Signal¬ folge, die als objektspezifische Kennlinie mit den, im Auswerterechner vorliegenden Kennlinien verglichen wird.10 shows an electroacoustic transmission measuring section. Perpendicular to two truncated cones 60 (sensors) which are mounted in a housing 17, the test piece is preferably designed with a pressure plate 70 'as a carrier. One of these sensors serves as an emitter, the other as a receiver. Both sensors 60 can also be designed passively only as receivers. The test piece can be passed between the two sensors 60 in this electroacoustic scanning device. This results in a location-dependent characteristic signal sequence which is dependent on the structure of the object and which is compared as an object-specific characteristic curve with the characteristic curves present in the evaluation computer.
Die Meßspitze der Abtastvorrichtung wird zur Prüfung von Banknoten einer bestimmten charakteristischen Herstel¬ lungsart zweckmäßig so dimensioniert, daß die Fläche der Meßspitze mit dem Druckraster des zu prüfenden Objekts ab¬ gestimmt wird.
Dadurch ergibt sich schon durch diese Dimensionierung eine Schlüsselfunktion hinsichtlich der Abtastmöglichkeiten. Objekte mit einem kleineren Raster werden durch die Me߬ spitze nicht erfaßt. Objekte mit einem größeren Raster er¬ geben bei der Messung signifikante Signale die auf eine fehlende Originaltiät oder Nachahmung schließen lassen.The measuring tip of the scanning device is appropriately dimensioned for checking banknotes of a certain characteristic type of production in such a way that the area of the measuring tip is coordinated with the printing pattern of the object to be checked. This dimensioning results in a key function with regard to the scanning options. Objects with a smaller grid are not detected by the measuring tip. Objects with a larger grid give significant signals during the measurement, which suggest a lack of originality or imitation.
Auch bei dieser Anordnung besteht die Möglichkeit eine Grund- und Nachkalibrierung durch ein entsprechend präpa¬ riertes Kalibrierstück durchzuführen, dessen Kennlinie im Speicher des Auswerterechners gespeichert ist.With this arrangement there is also the possibility of performing a basic and recalibration by means of a correspondingly prepared calibration piece, the characteristic of which is stored in the memory of the evaluation computer.
Die Messung, während der Prüfung, erfaßt sowohl die Struk¬ tur der Unebenheiten die durch das Druckbild entstehen als auch die Dichteunterschiede im Bereich der Wasserzeichen¬ zone, die in der Regel durch einen Ausbleichvorgang be¬ wirkt wird.The measurement, during the test, detects both the structure of the unevenness caused by the printed image and the density differences in the area of the watermark zone, which is generally effected by a bleaching process.
FIG. 11 zeigt einen elektrooptischen Sensor. Orthogonal zur Transportrichtung des Prüfstückes 70 ist in geringen Abstand hintereinander ein Linsensystem 83, ein zu einem Würfel ausgebildetes Prismensystem 82 aus mindestens zweiFIG. 11 shows an electro-optical sensor. Orthogonal to the direction of transport of the test piece 70 is a lens system 83, a prism system 82 made of a cube of at least two, one behind the other at a short distance
Prismen, eine Linse 81 und ein Photo empfindlicher Emitter 80 bzw. ein Detektor ausgebildet. Das Prismensystem 82 weist einen zusätzlichen Strahlengang vorzugsweise ortho¬ gonal zum oben angedeuteten Strahlengang auf. In ihm ist eine Linse und ein photoempfindlicher Detektor 92 ausge¬ bildet. Die Detekoren sind vorzugsweise an den Wandungen des Gerätegehäuses 18 ausgebildet, welches die oben be¬ schriebene Anordnung fast lichtdicht umschließt. Das heißt, daß Licht nur über das Linsensystem 83 in die An¬ ordnung einfallen kann.
In das System, z.B. in die Prüfstrecke nach den Figuren 1 bis 3 oder in das Gerät nach den Figuren 4 und 5 kann auch ein Detektor zur Messung des Reflexionsverhaltens von z.B. Prägehologramm integriert werden. Ein solcher Sensor ist in Fig. 12 und 13 dargestellt. Er besteht aus einer oder mehreren Lichtquellen 92, z.B. aus einer Anordnung von verschiedenfarbigen Leuchtdioden, die die Oberfläche des Hologramms während des Einzugs in das Gerät in einem definierten Winkel, mit entsprechend auf das Hologramm abgestimmten Wellenlängen, beleuchten, aus Linsen 90, 91 in Form von Stablinsen und aus einem oder mehreren Farbsensoren bzw. einer Halbleiterkamera 99, die, im Reflexionswinkel montiert, den von der Oberfläche des Prägehologramms reflektierten Lichtan¬ teil nach seiner charakteristischen spektralen Farb¬ verteilung detektiert und das Ergebnis an den Aus¬ werterechner übermittelt. Die Halbleiterkamera 99 und die vor ihr Okular montierte Linse ist im Reflexions¬ gang zur Lichtquelle 92 und einer vor dieser montierten Linse 91 angeordnet. Der zugehörige Lotmittelpunkt bildet vorzugsweise den Mittelpunkt des anordnungsmäßig ausbildbaren Prismas bzw. des ZylinderSegmentes, dessen Mittelpunktlinie mit der Lotlinie zusammenfällt. Diese Technik hat den Vorteil, daß bei Hologrammen, auch bei einer teilweisen Beschädigung der Oberfläche, die charakteristische Verteilung des Ref1e ionsSpektrums erhalten bleibt.Prisms, a lens 81 and a photosensitive emitter 80 or a detector are formed. The prism system 82 has an additional beam path, preferably orthogonal to the beam path indicated above. A lens and a photosensitive detector 92 are formed in it. The detectors are preferably formed on the walls of the device housing 18, which encloses the arrangement described above almost light-tight. This means that light can only enter the arrangement via the lens system 83. A detector for measuring the reflection behavior of, for example, embossing hologram can also be integrated into the system, for example into the test section according to FIGS. 1 to 3 or into the device according to FIGS. 4 and 5. Such a sensor is shown in FIGS. 12 and 13. It consists of one or more light sources 92, for example of an arrangement of differently colored light-emitting diodes, which illuminate the surface of the hologram at a defined angle while being drawn into the device, with wavelengths corresponding to the hologram, of lenses 90, 91 in the form rod lenses and one or more color sensors or a semiconductor camera 99, which, mounted at a reflection angle, detects the light component reflected by the surface of the embossing hologram according to its characteristic spectral color distribution and transmits the result to the evaluation computer. The semiconductor camera 99 and the lens mounted in front of its eyepiece are arranged in the reflection path to the light source 92 and a lens 91 mounted in front of it. The associated center of the solder preferably forms the center of the prism or cylinder segment which can be configured according to the arrangement, the center line of which coincides with the solder line. This technique has the advantage that with holograms, even if the surface is partially damaged, the characteristic distribution of the reflection spectrum is retained.
Jeder der oben beschriebenen Sensoren kann einzeln oder in Kombination mit einem oder mehreren anderen Sensoren in einer Prüfanordnung installiert sein. Somit ist eine flexible Detektion ermöglicht.Each of the sensors described above can be installed individually or in combination with one or more other sensors in a test arrangement. This enables flexible detection.
Verschiedene Sensoren können miteinander kombiniert sein.
Different sensors can be combined with each other.