DE10122100A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Untersuchung von Objekten - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zur Untersuchung von ObjektenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein entsprechendes Verfahren zur Untersuchung von Objekten, insbesondere Wert-, Ausweis- oder Sicherheitsdokumenten, mit mindestens einer Detektoreinrichtung (1, 10-15) zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines zu untersuchenden Objekts (5) und zur Erzeugung mindestens eines der erfaßten Eigenschaft entsprechenden Detektorsignals (S), wobei die Detektoreinrichtung (1, 10-15) und das Objekt (5) relativ zueinander in einer Transportrichtung (T) bewegbar sind und sich die Detektoreinrichtung (1, 10-15) über zumindest einen Teilbereich des Objekts (5) erstreckt. DOLLAR A Zur zuverlässigen Untersuchung von Objekten, insbesondere zur zuverlässigen Bestimmung der Position und/oder Beschaffenheit von Merkmalen auf Objekten, bei gleichzeitig einfachem Aufbau und einfacher Auswertung ist vorgesehen, daß die Detektoreinrichtung (1, 10-15) mindestens zwei unterschiedlich große Ausdehnungen (A, B) in Transportrichtung (T) aufweist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein entsprechendes Verfahren
zur Untersuchung von Objekten, insbesondere Wert-, Ausweis- oder Sicher
heitsdokumenten, mit mindestens einer Detektoreinrichtung zur Erfassung
mindestens einer Eigenschaft eines zu untersuchenden Objekts und zur Er
zeugung mindestens eines der erfaßten Eigenschaft entsprechenden Detek
torsignals, wobei die Detektoreinrichtung und das Objekt relativ zueinander
in einer Transportrichtung bewegbar sind und sich die Detektoreinrichtung
über zumindest einen Teilbereich des Objekts erstreckt.
Eine Vorrichtung dieser Art ist beispielsweise aus der europäischen Offenle
gungsschrift EP 0 413 534 A1 bekannt. Zur Überprüfung eines auf einer
Banknote befindlichen codierten Sicherheitsfadens, entlang welchem magne
tische oder lumineszierende Code-Bereiche positioniert sind, wird die Bank
note mit einer Transporteinrichtung an einem länglichen Detektor vorbei
transportiert. Der Detektor schließt mit der Transportrichtung einen spitzen
Winkel ein, wodurch die einzelnen Code-Bereiche des Sicherheitsfadens
sukzessive in den Bereich des Detektors gebracht werden. Mit einer geeigne
ten Auswerteelektronik kann aus dem zeitlichen Verlauf der Detektorsignale
die codierte Information ermittelt werden.
Diese Vorrichtung ist jedoch hauptsächlich für Untersuchungen an Sicher
heitsfäden geeignet. Aussagen insbesondere über Position oder Beschaffen
heit anderer Arten von Sicherheitsmerkmalen, wie z. B. runden Hologram
men, sog. Patches, oder Flächenbereichen mit speziellen elektrischen, magne
tischen oder optischen Eigenschaften, sind mit der bekannten Vorrichtung
nicht ausreichend zuverlässig oder nur unter Einsatz einer aufwendigen
Auswerteelektronik möglich.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein entsprechendes
Verfahren anzugeben, welche bei einfachem Aufbau und einfacher Auswer
tung eine zuverlässige Untersuchung von Objekten, insbesondere eine zu
verlässige Bestimmung der Position und/oder Beschaffenheit von Merkma
len in oder auf Objekten, erlauben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Vorrichtung und das Ver
fahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1 bzw. 15 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den jeweils davon abhängigen
Ansprüchen.
Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, daß die sich über zumindest einen
Teilbereich des Objekts erstreckende Detektoreinrichtung mindestens zwei
unterschiedlich große Ausdehnungen in Transportrichtung aufweist. Unter
der Ausdehnung der Detektoreinrichtung ist hierbei die jeweilige Breite der
Detektoreinrichtung in Transportrichtung und/oder der jeweilige Abstand
von Detektoreinheiten, welche die Detektoreinrichtung umfassen kann, in
Transportrichtung zu verstehen.
Ein auf oder in dem Objekt befindliches Merkmal, insbesondere ein Sicher
heits- oder Echtheitsmerkmal, wird mit der Bewegung des Objekts in Trans
portrichtung an der Detektoreinrichtung bzw. an den Detektoreinheiten
vorbei transportiert. Das Merkmal durchläuft dann mit dem Objekt die De
tektoreinrichtung bzw. die Detektoreinheiten an einer Stelle, an welcher die
Detektoreinrichtung eine bestimmte Breite aufweist bzw. die Detektoreinhei
ten bestimmte Abstände aufweisen. Je nach Position und/oder Beschaffen
heit des Merkmals sind die durchlaufenden Ausdehnungen, d. h. Breiten
bzw. Abstände, unterschiedlich, so daß sich das Merkmal entsprechend un
terschiedlich lange im Bereich der Detektoreinrichtung bzw. der Detektoreinheiten
befindet. Die zeitliche Dauer, der zeitliche Abstand, die Signal
höhe bzw. die Signalform der erzeugten Detektorsignale enthalten daher
Informationen über die Position und/oder Beschaffenheit des Merkmals.
Die Detektoreinrichtung bzw. die Detektoreinheiten sind vorzugsweise zur
Erfassung von elektrischen und/oder magnetischen und/oder optischen
Eigenschaften ausgebildet. Neben Sicherheits- oder Echtheitsmerkmalen
können mit der Erfindung auch verschiedenste andere Merkmale, wie z. B.
Klebestreifen, Inhomogenitäten oder Verunreinigungen, auf oder in dem
Objekt untersucht werden. Prinzipiell eignet sich die Erfindung auch zur
Erkennung von Doppel- und Mehrfachabzügen oder zur Transportüberwa
chung in Banknotenbearbeitungsmaschinen. Darüber hinaus können mit der
erfindungsgemäßen Vorrichtung Codierungen erkannt werden, welche im
Druckbild eines bedruckten Dokuments, in der Dicke eines Dokuments, z. B.
in Form von Dickenmodulationen, oder in Sicherheitsmerkmalen auf oder in
einem Dokument enthalten sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in Figuren dargestellten Aus
führungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
a) eine erste Ausführungsform der Erfindung und
b) ein Diagramm mit dem zeitliche Verlauf von zwei Detektorsignalen;
a) eine erste Ausführungsform der Erfindung und
b) ein Diagramm mit dem zeitliche Verlauf von zwei Detektorsignalen;
Fig. 2
a) eine zweite Ausführungsform der Erfindung und
b) ein Diagramm mit entsprechenden Detektorsignalen;
a) eine zweite Ausführungsform der Erfindung und
b) ein Diagramm mit entsprechenden Detektorsignalen;
Fig. 3a) bis d) Beispiele für unterschiedliche Formen der
Detektoreinrichtung;
Fig. 4
a) eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung und
b) ein Diagramm mit entsprechenden Detektorsignalen;
a) eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung und
b) ein Diagramm mit entsprechenden Detektorsignalen;
Fig. 5
a) eine weitere Ausgestaltungsform und
b) ein Diagramm mit entsprechenden Detektorsignalen;
a) eine weitere Ausgestaltungsform und
b) ein Diagramm mit entsprechenden Detektorsignalen;
Fig. 6
a) eine Ausführungsform mit fünf Detektoreinheiten,
b) ein Diagramm mit entsprechenden Detektorsig nalen und
c) ein Diagramm mit einer Fourier-Transformation der De tektorsignale;
a) eine Ausführungsform mit fünf Detektoreinheiten,
b) ein Diagramm mit entsprechenden Detektorsig nalen und
c) ein Diagramm mit einer Fourier-Transformation der De tektorsignale;
Fig. 7
a) ein Beispiel für eine aus mehreren dreieckförmigen Detektoreinrichtungen zusammengesetzte Vorrichtung und
b) und c) Diagramme mit entsprechenden Detektorsignalen;
a) ein Beispiel für eine aus mehreren dreieckförmigen Detektoreinrichtungen zusammengesetzte Vorrichtung und
b) und c) Diagramme mit entsprechenden Detektorsignalen;
Fig. 8
a) eine weitere Ausführungsform der Erfindung und
b) bis d) Diagramme mit Detektorsignalen;
a) eine weitere Ausführungsform der Erfindung und
b) bis d) Diagramme mit Detektorsignalen;
Fig. 9
a) eine Ausführungsform zur Bestimmung der Eigenschaften, insbesondere der Breite, eines Sicherheitsfadens und
b) ein Diagramm mit entsprechenden Detektorsignalen.
a) eine Ausführungsform zur Bestimmung der Eigenschaften, insbesondere der Breite, eines Sicherheitsfadens und
b) ein Diagramm mit entsprechenden Detektorsignalen.
Fig. 1a) zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung. Ein zu untersu
chendes Objekt 5, beispielsweise ein Wert-, Ausweis- oder Sicherheitsdokument,
insbesondere eine Banknote, wird mittels einer Transporteinrichtung,
welche im dargestellten Beispiel durch Transportriemen 2 angedeutet ist, in
Transportrichtung T an einer Detektoreinrichtung 1 vorbei transportiert. Auf
oder in dem zu untersuchenden Objekt 5 befinden sich Merkmale 30 und 40,
insbesondere Echtheits- oder Sicherheitsmerkmale, mit bestimmten physika
lischen, insbesondere elektrischen und/oder magnetischen und/oder opti
schen, Eigenschaften. Diese Eigenschaften werden von der Detektoreinrich
tung 1 erfaßt, während das Objekt 5 die Detektoreinrichtung 1 passiert.
Hierbei wird von der Detektoreinrichtung 1 ein Detektorsignal S erzeugt,
welches den erfaßten Eigenschaften entspricht. Aus dem Detektorsignal S
können dann in einer Auswerteeinrichtung 3 Aussagen über das untersuchte
Objekt 5, insbesondere über die Beschaffenheit und/oder Position der
Merkmale 30 und 40 auf dem Objekt 5, abgeleitet werden.
Gemäß der Erfindung hat die Detektoreinrichtung 1 parallel zur Trans
portrichtung T zwei unterschiedliche große Ausdehnungen B, d. h. Breiten.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Detektoreinrichtung 1 eine
Kontur auf, welche auf einer Seite stufenförmig ausgebildet ist. Je nach ihrer
Position auf dem Objekt 5 durchlaufen die Merkmale 30 bzw. 40 die Detek
toreinrichtung 1 an Stellen unterschiedlicher Ausdehnung B, wodurch das
von der Detektoreinrichtung 1 erzeugte Detektorsignal S Pulse mit einer je
weils entsprechend unterschiedlichen Zeitdauer aufweist.
Bei der Detektoreinrichtung 1 handelt es sich vorzugsweise um einen Sensor
zur Erfassung elektrischer und/oder magnetischer und/oder optischer Ei
genschaften.
Im ausgewählten Beispiel stellt die Detektoreinrichtung 1 eine Platte eines
Kondensatorplattenpaares dar, wobei die - in der Darstellung nur schematisch
angedeutete - zweite Kondensatorplatte hinter dem Objekt 5 liegt und
eine der Detektoreinrichtung 1 ähnliche Form aufweist. Je nach elektrischer
und/oder dielektrischer Eigenschaft eines Objekts bzw. eines auf oder in
dem Objekt befindlichen Merkmals verändert sich die Kapazität des Kon
densators, so daß entsprechende Detektorsignale erzeugt werden können.
Bei der Detektoreinrichtung 1 kann es sich auch um einen entsprechend ge
formten Polschuh handeln, welcher zur Erfassung magnetischer Eigenschaf
ten des Objekts geeignet ist und in magnetischem Kontakt mit einer Meß
spule steht, welche entsprechende Detektorsignale erzeugt. Die Detektorein
richtung 1 kann außerdem als Magnetkopf ausgebildet sein, bei welchem der
zwischen zwei Polschuhen liegende Spalt eine erfindungsgemäß variierende
Breite B aufweist. Auch sind zur Detektion magnetischer Felder erfindungs
gemäß geformte Detektionsflächen denkbar, auf welchen sich z. B. Hallson
den oder magnetoresistive Widerstandsmesser befinden.
Darüber hinaus kann die Detektoreinrichtung 1 als erfindungsgemäß ge
formte Detektionsfläche eines optischen Detektors ausgebildet sein.
Fig. 1b) zeigt ein Diagramm des Verlaufs des von der Detektoreinrichtung 1
erzeugten Detektorsignals S über der Zeit t. Entsprechend den unterschiedli
chen Ausdehnungen B der Detektoreinrichtung 1, welche jeweils von den
Merkmalen 30 bzw. 40 in Transportrichtung T durchlaufen werden, werden
unterschiedlich Lange Pulse S1 bzw. S2 erzeugt. Aus der jeweiligen Zeitdauer
Δt1 bzw. Δt2 der Pulse S1 bzw. S2 können somit auf einfache Weise Aussa
gen über die Position der Merkmale 30 bzw. 40 auf dem Objekt 5 abgeleitet
werden. In diesem Fall läßt die kurze Zeitdauer Δt1 des Pulses S1 darauf
schließen, daß sich das Merkmal 30 auf der oberen Hälfte des Objekts 5 befindet,
während die längere Zeitdauer Δt2 des Pulses S2 auf eine Lage des
Merkmals 40 in der unteren Hälfte des Objekts 5 schließen läßt.
Die Funktionsweise der in Fig. 2a) dargestellten zweiten Ausführungsform
der Erfindung ist analog zu der in Fig. 1 beschriebenen. Die Vorrichtung un
terscheidet sich von der in Fig. 1a) dargestellten jedoch darin, daß die Detek
toreinrichtung 1 eine stetig verlaufende Kontur in Form eines Dreiecks auf
weist. Analog zu Fig. 1a) durchlaufen Merkmale 30, 40 bzw. 50 mit unter
schiedlicher Position auf dem Objekt 5 verschieden große Ausdehnungen B
der Detektoreinrichtung 1.
Die im Diagramm in Fig. 2b) dargestellten Pulse S1, S2 und S3 des erzeugten
Detektorsignals S unterscheiden sich entsprechend ihrer Zeitdauer Δt2, Δt2
bzw. Δt3, aus welchen auf die Position des jeweiligen Merkmals 30, 40
bzw. 50 auf dem Objekt 5 geschlossen werden kann.
Die in Fig. 1a) dargestellte Detektoreinrichtung 1 mit stufenförmiger Kontur
erlaubt lediglich die Ermittlung einzelner Positionsbereiche, in welchen sich
ein Merkmal 30 bzw. 40 auf einem Objekt 5 befindet. Demgegenüber erlaubt
die in Fig. 2a) dargestellte Detektoreinrichtung 1 mit jeweils im Bereich der
Seiten der Detektoreinrichtung 1 stetig verlaufender Kontur die exakte Be
stimmung der Position eines Merkmals 30, 40 bzw. 50 auf dem Objekt 5 aus
der jeweiligen Zeitdauer Δt1, Δt2 bzw. Wt3 der Pulse S1, S2 bzw. S3 des De
tektorsignals S.
Aus den Detektorsignalen S der Vorrichtungen der Fig. 1a) und 2a) können
neben der Position auch Aussagen über die Beschaffenheit, insbesondere die
Form und/oder Größe, der Merkmale 30, 40 bzw. 50 abgeleitet werden. So
kann z. B. aus der Zeitdauer Δt1, Δt2 bzw. Δt3 eines Pulses S1, S2 bzw. S3
auch auf die Ausdehnung dT eines Merkmals 30, 40 bzw. 50 in Transportrich
tung T und von der Signalhöhe der Pulse S1, S2 bzw. S3 auf die Ausdehnung
dH eines Merkmals 30, 40 bzw. 50 senkrecht zur Transportrichtung T ge
schlossen werden.
In Fig. 3a) bis d) sind weitere Beispiele für Detektoreinrichtungen 1 mit stetig
verlaufender Kontur dargestellt. Die ausgewählten Beispiele haben die Form
eines gleichschenkligen Dreiecks, eines Trapezes, eines Ellipsensegments
bzw. einer Fläche mit einem konkaven Verlauf im Bereich einer Seite und
sind, je nach Anwendungsfall, zur einfachen und zuverlässigen Bestimmung
der Position und/oder Beschaffenheit bestimmter Merkmale besonders ge
eignet.
Fig. 4a) zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher
die Detektoreinrichtung 1 zwei Detektoreinheiten 10 und 11 umfaßt, welche
in Transportrichtung T hintereinander angeordnet sind und zwei unter
schiedlich große Abstände A voneinander aufweisen. Jede der Detektorein
heiten 10 bzw. 11 dient zur Erfassung von Eigenschaften des Objekts 5 bzw.
von auf oder in dem Objekt 5 befindlichen Merkmalen 30 und 40, sowie zur
Erzeugung mindestens eines den erfaßten Eigenschaften entsprechenden
Detektorsignals S.
Die Detektorsignale S können hierbei in einem gemeinsamen Kanal der
Auswerteeinrichtung 3 zusammengefaßt werden oder bereits vor der Aus
werteeinrichtung 3 auf eine gemeinsame Verbindung (nicht dargestellt) zwi
schen den Detektoreinheiten und der Auswerteeinrichtung gelegt werden.
Die Detektorsignale S der beiden auf dem Objekt 5 befindlichen Merkma
le 30 und 40 sind im Diagramm der Fig. 4b) dargestellt. Passiert ein Merkmal
30 bzw. 40 die Detektoreinheiten 10 und 11, so erzeugen diese entsprechende
Detektorsignale S, welche einzelne Pulse S1 bis S4 aufweisen. Die Pulse S1
und S2 entsprechen hierbei den Detektorsignalen S, welche das Merkmal 30
beim Passieren der Detektoreinheiten 10 bzw. 11 verursacht, die Pulse S3
und S4 gehen in analoger Weise auf Merkmal 40 zurück.
Die Zeitdauer der einzelnen Pulse S1 bis S4 hängt primär von der jeweiligen
Breite einer Detektoreinheit 10 bzw. 11 und der Ausdehnung des Merk
mals 30 bzw. 40 in Transportrichtung T ab. Aus der Zeitdauer der Pulse S1
und S2 bzw. S3 und S4 kann daher - analog zu den in den Fig. 1a) und 2a)
beschriebenen Beispielen - auf die Beschaffenheit der Merkmale 30 bzw. 40,
insbesondere deren Ausdehnung in Transportrichtung T, geschlossen wer
den.
Der zeitliche Abstand Δτ1 bzw. Δτ2 der jeweils von einem Merkmal 30 bzw.
40 erzeugten Pulse S1 und S2 bzw. S3 und S4 ist abhängig von der Position
des jeweiligen Merkmals 30 bzw. 40 auf dem Objekt 5 senkrecht zur Trans
portrichtung T. Im dargestellten Ausführungsbeispiel kann daher durch Be
stimmung des zeitlichen Abstands Δτ1 bzw. Δτ2 zweier Pulse S1 und S2 bzw.
S3 und S4 auf einfache Weise auf die Position eins Merkmals 30 bzw. 40 auf
dem Objekt 5 geschlossen werden.
Fig. 5a) zeigt eine Weiterbildung der in Fig. 4a) dargestellten Ausführungs
form. Anstelle einer stufenförmig ausgebildeten Detektoreinheit 11 wird in
diesem Beispiel eine längliche Detektoreinheit 11 so angeordnet, daß diese
einen spitzen Winkel α mit der Transportrichtung T einschließt. In Analogie
zu dem in Fig. 4b) beschriebenen Beispiel läßt sich auch bei dieser Ausfüh
rungsform aus den zeitlichen Abständen Δτ1 bzw. Δτ2 der einzelnen Pulse S1
und S2 bzw. S3 und S4 der in Fig. 5b) dargestellten Detektorsignale S die Position
eines Merkmals 30 bzw. 40 auf dem Objekt 5 bestimmen. Aus der
Zeitdauer der Pulse S1 und S3 bzw. S2 und S4 können darüber hinaus Aus
sagen über die Beschaffenheit der Merkmale 30 bzw. 40, insbesondere deren
Ausdehnung in Transportrichtung T, abgeleitet werden.
Fig. 6a) zeigt eine weitere Ausgestaltung der in Fig. 5a) dargestellten Vor
richtung. In diesem Beispiel sind fünf hintereinander angeordnete Detek
toreinheiten 10 bis 14 vorgesehen, welche unterschiedliche Winkel α mit der
Transportrichtung T einschließen. Bevorzugt sind die einzelnen Detektorein
richtungen 10 bis 14 so angeordnet, daß diese in einer festen Höhe jeweils in
Transportrichtung T gleiche Abstände A voneinander aufweisen. In Folge
dieser äquidistanten Anordnung der Detektoreinrichtungen 10 bis 14 weisen
die entsprechenden Detektorsignale S Pulse S1 bis S5 bzw. S6 bis S10 mit
gleichen zeitlichen Abständen auf. Dies ist in der Fig. 6b) dargestellt. Aus
Gründen der Anschaulichkeit wurden in der gewählten Darstellung die Pul
se S6 bis S10 um einen konstanten Wert zu höheren Signalen hin verschoben.
Das Merkmal 30 passiert die einzelnen Detektoreinheiten 10 bis 14 in einer
Höhe, in welcher diese einen größeren Abstand A voneinander aufweisen als
dies in der Höhe des Merkmals 40 der Fall ist. Entsprechend größer sind die
zeitlichen Abstände der in Fig. 6b) dargestellten Pulse S1 bis S5 im Vergleich
zu den Pulsen S6 bis S10. Wie bereits im Zusammenhang mit den Fig. 4b)
und 5b) beschrieben wurde, läßt sich aus den jeweiligen zeitlichen Abstän
den der Pulse die Position, d. h. die Höhe senkrecht zur Transportrichtung T,
des jeweiligen Merkmals 30 bzw. 40 auf dem Objekt 5 bestimmten.
Eine vorteilhafte Möglichkeit der Auswertung der Detektorsignale S stellt
eine Fourier-Analyse der Detektorsignale S dar. Dieses Verfahren ist insbe
sondere dann von Vorteil, wenn die Detektorsignale S von Störungen oder
starkem Rauschen überlagert sind. Hierzu werden durch Fourier-Transformation
der jeweiligen Detektorsignale S transformierte Detektorsignale S'
erzeugt, aus welchen unter anderem die Grundfrequenz f1 bzw. f2 der Pulse
Ss1 bis S5 bzw. S6 bis S10 des Detektorsignals S auf einfache Weise ermittelt
werden kann. Fig. 6c) zeigt die transformierten Detektorsignale S' im Bereich
der Grundfrequenzen f1 und f2 der jeweiligen Folge von Pulsen S1 bis S5
bzw. S6 bis S10. Die aus dem transformierten Detektorsignal S' ermittelten
Grundfrequenzen f1 bzw. f2 können dann als Maß für den zeitlichen Ab
stand der einzelnen Pulse S1 bis S5 bzw. S6 bis S10 zur Ermittlung der Posi
tion der Merkmale 30 bzw. 40 herangezogen werden. Auf diese Weise wird
eine besonders zuverlässige Positionsbestimmung der Merkmale 30 bzw. 40
erreicht. Darüber hinaus können die transformierten Detektorsignale S' im
Bereich von Frequenzen oberhalb der jeweiligen Grundfrequenz, insbeson
dere von ganzzahligen Vielfachen der Grundfrequenz, analysiert werden,
und daraus Aussagen über die Form und/oder Größe der Merkmale abgelei
tet werden.
In Fig. 7a) ist ein Beispiel für eine vier Detektoreinrichtungen 1 umfassende
erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt. Die einzelnen Detektoreinrich
tungen 1 weisen jeweils die Form eines Dreiecks auf und sind zur Erzeugung
von Detektorsignalen S ausgebildet, aus welchen analog zu dem in Fig. 2
beschriebenen Beispiel die Lage der Merkmale 30 bzw. 40 auf dem Objekt 5
ermittelt werden kann. Darüber hinaus ist es bei dieser Ausführungsform
der Erfindung möglich, von der zeitlichen Folge einzelner Pulse S1 bis S4
bzw. S5 bis S8 (Fig. 7b und 7c) unterschiedlicher zeitlicher Länge, auf die Po
sition des jeweiligen Merkmals 30 bzw. 40 zu schließen. Insbesondere kann
aus der Differenz oder dem Verhältnis von Pulsen unterschiedlicher Dauer,
z. B. S1 und S2 oder S2 und S3 oder S3 und S4, auf die exakte Position des
Merkmals 30 bzw. 40 auf dem Objekt 5 geschlossen werden. Prinzipiell ist in
dieser Ausgestaltung auch eine Fourier-Analyse möglich, um periodische
Anteile aus der erzeugten Pulsfolge herauszufiltern und daraus Aussagen
über die Position und/oder Beschaffenheit der Merkmale 30 bzw. 40 abzulei
ten. In der in Fig. 7a) gezeigten Ausführungsform sind vier identische Detek
toreinrichtungen 1 kombiniert. Prinzipiell ist es auch möglich, eine Vorrich
tung aus Detektoreinrichtungen 1 unterschiedlicher Form und/oder Größe
zusammenzustellen. Auch der Abstand zwischen den Detektoreinrichtungen
1 kann variabel gestaltet sein. Im allgemeinen ist auch ein aus mehreren De
tektoreinrichtungen 1 zusammengesetzter "puzzleartiger" Aufbau der Vor
richtung möglich.
Fig. 8a) zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
welche insbesondere zur Untersuchung der Ausdehnung einzelner Merk
male 51, 52 bzw. 53 senkrecht zur Transportrichtung T ausgelegt ist und da
her besonders für Untersuchungen an Sicherheitsfäden geeignet ist. Die sich
jeweils über einen Teil des Objekts 5 erstreckenden einzelnen Detektorein
heiten 10 bis 14 sind in Transportrichtung T hintereinander angeordnet und
senkrecht zur Transportrichtung T versetzt. Lediglich die in der Mitte der
Detektoreinrichtung 1 angeordnete Detektoreinheit 12 erstreckt sich ganz
über das zu untersuchende Objekt 5. Um den Informationsgehalt der Detek
torsignale S weiter zu erhöhen, können sich einzelne Detektoreinheiten, z. B.
11 und 13, senkrecht zur Transportrichtung T teilweise überlappen.
In Analogie zu den in den Fig. 4 und 5 beschriebenen Ausführungsformen
kann auch in diesem Beispiel die Position eines Merkmals auf dem Objekt 5
aus dem zeitlichen Abstand der von den einzelnen Detektoreinheiten 10 bis
14 erzeugten Detektorsignale S ermittelt werden. Darüber hinaus lassen sich
aus den Detektorsignalen S Aussagen über die Ausdehnung der Merkmale
51, 52 und 53 senkrecht zur Transportrichtung T ableiten, wie anhand der in
den Fig. 8b) bis d) gezeigten Detektorsignale S verdeutlicht werden soll. So
werden durch das Merkmal 51 lediglich Pulse S1 und S3 in den Detektions
einheiten 10 und 12 erzeugt, wodurch der in der Fig. 8b) dargestellte Verlauf
des Detektorsignals S erhalten wird. Passieren die beiden anderen Merkmale
52 bzw. 53 die Detektoreinrichtung 1, so werden die in den Fig. 8c) bzw. 8d)
dargestellten Detektorsignale S erzeugt. Aus dem Vorhandensein einzelner
Pulse S1 bis S5 im Detektorsignal S lassen sich daher auf einfache Weise Aus
sagen über die Ausdehnung einzelner Merkmale 51 bis 53 senkrecht zur
Transportrichtung T ableiten. Diese Ausführungsform der Erfindung ist bei
spielsweise zur Untersuchung von Objekten mit unterbrochenen Merkma
len, wie beispielsweise Banknoten mit unterbrochenen Sicherheitsfäden, be
sonders geeignet.
Fig. 9a) zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, welche insbe
sondere für die Untersuchung von langgestreckten Merkmalen, wie bei
spielsweise Sicherheitsfäden auf Banknoten, von Vorteil ist. Die Detektorein
richtung 1 ist hierbei stufenartig ausgebildet, wobei die senkrecht zur Trans
portrichtung T verlaufenden Stufenhöhen jeweils von einer Stufe zur näch
sten variabel sind. Analog zu der in Fig. 4a) dargestellten Ausführungsform
kann zusätzlich eine im wesentlichen senkrecht zur Transportrichtung T
verlaufende Detektoreinheit 15, welche im dargestellten Beispiel durch ge
strichelte Linien angedeutet ist, vorgesehen sein, um beispielsweise zusätz
lich Informationen über die Position von Merkmalen auf dem Objekt 5 zu
gewinnen.
Das in Fig. 9b) dargestellte Schema zeigt den zeitlichen Verlauf des von der
Detektoreinrichtung 1 erzeugten Detektorsignals S für zwei unterschiedlich
breite Sicherheitsfäden 53 und 54. Die Pulsfolge F1 entspricht hierbei dem
Detektorsignal S, welches ein dünner Sicherheitsfaden 54 beim Passieren der
Detektoreinrichtung 1 verursachen würde. Im Falle eines breiteren Sicherheitsfadens
53 resultiert ein entsprechend verändertes Detektorsignal S
mit einer Pulsfolge F2, welche aufgrund des größeren lateralen Überlapps
jeweils benachbarter Stufen um einen bestimmten Betrag zu größeren Wer
ten des Detektorsignals hin verschoben ist und darüber hinaus aufgrund des
weniger sprunghaften Anstiegs bzw. Abfalls im Übergangsbereich von einer
Stufe zur nächsten einen weniger kantigen Verlauf aufweist. Auch in diesem
Fall kann mittels Fourier-Analyse der Pulsfolgen F1 bzw. F2 auf die Breite
des jeweiligen Sicherheitsfadens 54 bzw. 53 geschlossen werden. Hierbei
sind insbesondere diejenigen Anteile im Fourier-Spektrum von Interesse,
welche sich im Bereich eines Vielfachen der Grundfrequenz der Pulsfolgen
F1 bzw. F2 befinden. Die jeweilige Frequenz und/oder Stärke dieser soge
nannten Oberwellen kann sodann zur Ermittlung der Breite des untersuch
ten Sicherheitsfadens 53 bzw. 54 herangezogen werden.
In den dargestellten Beispielen wurden die Detektorsignale insbesondere
anhand der Zeitdauer, des zeitlichen Abstands bzw. der Signalhöhe
und/oder -form von Pulsen des Detektorsignals ausgewertet. Im Sinne der
Erfindung ist es aber auch möglich, die Detektorsignale unter Berücksichti
gung einer Variation des Detektorsignals, z. B. durch Differenzieren des De
tektorsignals, eines Integrals des Detektorsignals oder deren Kombination
über einen bestimmten Zeitraum auszuwerten und daraus entsprechende
Aussagen über die Position und/oder die Beschaffenheit von Merkmalen
abzuleiten.
Claims (19)
1. Vorrichtung zur Untersuchung von Objekten, insbesondere Wert-, Aus
weis- oder Sicherheitsdokumenten, mit mindestens einer Detektorein
richtung (1, 10-15)
zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines zu untersuchenden Objekts (5) und
zur Erzeugung mindestens eines der erfaßten Eigenschaft entspre chenden Detektorsignals (S),
wobei
die Detektoreinrichtung (1, 10-15) und das Objekt (5) relativ zueinan der in einer Transportrichtung (T) bewegbar sind und
sich die Detektoreinrichtung (1, 10-15) über zumindest einen Teilbe reich des Objekts (5) erstreckt,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Detektoreinrichtung (1, 10-15) mindestens zwei unterschiedlich gro ße Ausdehnungen (A, B) in Transportrichtung (T) aufweist.
zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines zu untersuchenden Objekts (5) und
zur Erzeugung mindestens eines der erfaßten Eigenschaft entspre chenden Detektorsignals (S),
wobei
die Detektoreinrichtung (1, 10-15) und das Objekt (5) relativ zueinan der in einer Transportrichtung (T) bewegbar sind und
sich die Detektoreinrichtung (1, 10-15) über zumindest einen Teilbe reich des Objekts (5) erstreckt,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Detektoreinrichtung (1, 10-15) mindestens zwei unterschiedlich gro ße Ausdehnungen (A, B) in Transportrichtung (T) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detek
toreinrichtung (1, 10-15) eine Kontur aufweist, welche in zumindest ei
nem Teilbereich des Objekts (5) einen stufenförmigen Verlauf aufweist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Detektoreinrichtung (1, 10-15) eine Kontur aufweist, welche in
zumindest einem Teilbereich des Objekts (5) einen stetigen Verlauf auf
weist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die stetig
verlaufende Kontur eine stetig abnehmende oder zunehmende Ausdeh
nung (B) aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Detektoreinrichtung (1, 10-15)
eine mehreckige Form, insbesondere die Form eines Dreiecks oder Trapezes, oder
eine runde Form, insbesondere die Form eines Ellipsen- oder Kreis segments,
aufweist.
eine mehreckige Form, insbesondere die Form eines Dreiecks oder Trapezes, oder
eine runde Form, insbesondere die Form eines Ellipsen- oder Kreis segments,
aufweist.
6. Vorrichtung nach einem Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Detektoreinrichtung (1, 10-15) mindestens zwei Detektoreinhei
ten (10-14) umfaßt, welche in Transportrichtung (T) hintereinander an
geordnet sind und mindestens zwei unterschiedlich große Abstände (A)
zueinander in Transportrichtung (T) aufweisen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Detek
toreinheiten (10-14) jeweils unterschiedliche Winkel (α) mit der Trans
portrichtung (T) einschließen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
eine Detektoreinheit (10) senkrecht zur Transportrichtung (T) ausgerich
tet ist und mindestens eine Detektoreinheit (11-14) einen spitzen Win
kel (α) mit der Transportrichtung (T) einschließt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Detektoreinrichtung (1, 10-15) bzw. mindestens eine Detek
toreinheit (10-15) um einen spitzen Winkel gegen eine Ebene des Ob
jekts (5) geneigt ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand von mindestens zwei Detektoreinheiten (10) zur Ebene
des Objekts (5) unterschiedlich ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeich
net, daß eine Auswerteeinrichtung (3) vorgesehen ist zur Ermittlung der
Position eines Merkmals (30, 40, 50-53) auf dem Objekt (5) und/oder der
Beschaffenheit, insbesondere der Form und/oder der Größe, eines
Merkmals (30, 40, 51-54) aus dem Detektorsignal (S).
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus
werteeinrichtung (3) zur Ermittlung der Position bzw. der Beschaffenheit,
insbesondere der Form und/oder Größe, des Merkmals (30, 40, 51-54)
aus der Zeitdauer (Δt1, Δt2, Δt3) und/oder dem zeitlichen Abstand (Δτ1,
Δτ2) von Pulsen (S1-S8) des Detektorsignals (S) ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeich
net, daß die Auswerteeinrichtung (3) zur Durchführung einer Fourier-
Analyse des Detektorsignals (S) ausgebildet ist.
14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (1, 10-15) zur Erfassung
elektrischer und/oder magnetischer und/oder optischer Eigenschaften
des Objekts (5) und/oder eines in oder auf dem Objekt (5) befindlichen
Merkmals (30, 40, 51-54) ausgebildet ist.
15. Verfahren zur Untersuchung von Objekten, insbesondere Wert-, Aus
weis- oder Sicherheitsdokumenten, bei welchem
ein zu untersuchendes Objekt (5) und eine Detektoreinrichtung (1, 10- 15) in einer Transportrichtung (T) relativ zueinander bewegt werden und
die Detektoreinrichtung (1, 10-15) mindestens eine Eigenschaft des zu untersuchenden Objekts (5) erfaßt und mindestens ein der erfaßten Eigenschaft entsprechendes Detektorsignal (S) erzeugt,
dadurch gekennzeichnet, daß sich das Objekt (5) relativ zu mindestens zwei unterschiedlich großen Ausdehnungen (A, B) der Detektoreinrich tung (1, 10-15) in Transportrichtung (T) bewegt, wobei
ein auf oder in dem Objekt (5) befindliches Merkmal (30, 40, 50-54) die Detektoreinrichtung (1, 10-15) im Bereich mindestens einer der Ausdehnungen (A, B) durchläuft und
ein der durchlaufenen Ausdehnung (A, B) entsprechendes Detektor signal (S) erzeugt wird.
ein zu untersuchendes Objekt (5) und eine Detektoreinrichtung (1, 10- 15) in einer Transportrichtung (T) relativ zueinander bewegt werden und
die Detektoreinrichtung (1, 10-15) mindestens eine Eigenschaft des zu untersuchenden Objekts (5) erfaßt und mindestens ein der erfaßten Eigenschaft entsprechendes Detektorsignal (S) erzeugt,
dadurch gekennzeichnet, daß sich das Objekt (5) relativ zu mindestens zwei unterschiedlich großen Ausdehnungen (A, B) der Detektoreinrich tung (1, 10-15) in Transportrichtung (T) bewegt, wobei
ein auf oder in dem Objekt (5) befindliches Merkmal (30, 40, 50-54) die Detektoreinrichtung (1, 10-15) im Bereich mindestens einer der Ausdehnungen (A, B) durchläuft und
ein der durchlaufenen Ausdehnung (A, B) entsprechendes Detektor signal (S) erzeugt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem De
tektorsignal (S) die Position des Merkmals (30, 40, 50-53) auf dem Ob
jekt (5) und/oder die Beschaffenheit, insbesondere der Form und/oder
der Größe, des Merkmals (30, 40, 51-54) ermittelt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Position
bzw. Beschaffenheit, insbesondere die Form und/oder Größe, des Merk
mals (30, 40, 51-54) aus der Zeitdauer (Δt1, Δt2, Δt3) und/oder dem zeit
lichen Abstand (Δτ1, Δτ2) von Pulsen (S1-S8) des Detektorsignals (S)
ermittelt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß am Detektorsignal (S) eine Fourier-Analyse durchgeführt wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
daß mit der Detektoreinrichtung (1, 10-15) elektrische und/oder magne
tische und/oder optische Eigenschaften des Objekts (5) und/oder des in
oder auf dem Objekt (5) befindlichen Merkmals (30, 40, 51-54) erfaßt
werden
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