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Die
Erfindung betrifft ein Wert- oder Sicherheitsdokument mit einem
Sicherheitsmerkmal, ein Gerät zur Prüfung der
Anzahl der in einem Dokumentenstapel gestapelten Dokumente und ein
Gerät zur Prüfung der Echtheit der in einem Dokumentenstapel gestapelten
Dokumente sowie Verfahren zur Prüfung der Anzahl von Dokumenten
eines Dokumentenstapels und zur Prüfung der Echtheit eines
oder mehrerer Dokumente, insbesondere eines Dokumentenstapels.
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Aus
dem Stand der Technik sind verschiedene Sicherheitsmerkmale für
Wert- oder Sicherheitsdokumente bekannt, insbesondere Sicherheitsmerkmale
des Wert- oder Sicherheitsdrucks. Solche Sicherheitsmerkmale können
visuell durch einen Benutzer und/oder maschinell durch einen Sensor
geprüft werden. Zu den bekannten Sicherheitsmerkmalen zählen
beispielsweise:
- – Guillochen: Guillochen
werden mit Hilfe von so genanntem Liniendruck auf das Dokument aufgedruckt.
Sie bestehen im Allgemeinen aus in verschiedenen Farben übereinander
gedruckten Wellen- und Schleifenmustern;
- – Mikro-Schrift: Hierbei handelt es sich um aufgedruckte
Schriftzüge in kleinster Schrift. Mit bloßem Auge
lässt sich die Mikro-Schrift kaum erkennen. Beispielsweise
ist Mikro-Schrift auf den Euro-Banknoten als Bildelemente in die
Motive eingearbeitet. Mit Hilfe einer Lupe kann die Mikro-Schrift
gelesen werden;
- – Metamere Systeme: Aufgrund metamerer Farbgleichheit
können unterschiedliche spektrale Zusammensetzungen des
Lichts bei Menschen den gleichen Farbeindruck hervorrufen;
- – Aufdrucke mit Fluoreszenz, Phosphoreszenz und/oder
Up-Conversion-Farben;
- – Aufdrucke mit Infrarot-Farbe: Die Farbe wird nur unter
Infrarot-Strahlung für Lesegeräte mit entsprechenden
Sensoren sichtbar. Beispielsweise sind Euro-Banknoten mit diesem
optischen Sicherheitsmerkmal ausgestattet;
- – Barcodes, insbesondere ein- oder zweidimensionale
Barcodes;
- – Optisch variable Farben (OVI – Optical Variable Ink):
Bei einer optisch variablen Farbe ändert sich der Farbeindruck
je nach Betrachtungswinkel, da das Licht an den Pigmenten gebrochen,
gestreut oder reflektiert wird;
- – Hologramme und Kinegramme (transparent oder reflektierend);
- – Wasserzeichen, insbesondere digitale Wasserzeichen,
die eine maschinell auslesbare Information tragen;
- – Passerdruck: Verschiedene Muster oder Symbole werden
so über- oder aneinander gedruckt, dass sie zusammen ein
bestimmtes Bild ergeben. Kleinste Abweichungen im Stand, d. h. so
genannte Passerungenauigkeiten, können leicht mit bloßem
Auge erkannt werden. Wenn sich die Teilbilder auf verschiedenen
Seiten des Dokuments, wie zum Beispiel einer Banknote, befinden,
bezeichnet man dieses optische Sicherheitsmerkmal als Durchsichtspasser;
- – Durchsichtsfenster: Ein Fenster aus einer transparenten
Kunststofffolie ist in dem Dokument eingearbeitet;
- – Melierfasern: Dem Papier des Dokuments werden Fasern
beigemischt, die unter UV-Licht in verschiedenen Farben leuchten;
- – Sicherheitsfaden;
- – Mikroperforation.
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Typischerweise
hat ein Wert- oder Sicherheitsdokument mehrere solcher Sicherheitsmerkmale,
um die Sicherheit gegen Manipulationen oder Nachstellungen weiter
zu erhöhen.
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Um
eine größere Anzahl von Dokumenten zu verifizieren
werden diese nach dem Stand der Technik vereinzelt, gezählt
und einzeln auf Echtheit geprüft. Diese Prozedur ist aufwendig,
langsam und bedarf mechanisch komplexer Geräte.
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Der
Erfindung liegt dem gegenüber die Aufgabe zu Grunde, ein
verbessertes Wert- oder Sicherheitsdokument zu schaffen. Der Erfindung
liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Gerät
zur Prüfung der Anzahl der in einem Dokumentenstapel gestapelten
Dokumente oder zur Prüfung der Echtheit der in dem Dokumentenstapel
gestapelten Dokumente zu schaffen sowie Verfahren zur Prüfung
der Anzahl oder der Echtheit von Dokumenten.
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Die
der Erfindung zu Grunde liegenden Aufgaben werden jeweils mit den
Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen
Patentansprüchen angegeben.
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Nach
Ausführungsformen der Erfindung wird ein Wert- oder Sicherheitselement
mit zumindest einem Strukturelement zur Bildung eines Metamaterials
geschaffen.
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Unter
einem ”Metamaterial” versteht man ein Material
mit einem negativen Brechungsindex. Solche Metamaterialien sind
an sich aus dem Stand der Technik bekannt, vgl. insbesondere
„Spektrum
der Wissenschaft", Oktober 2006, Seiten 74 bis 81,
"Electro-magnetic
Resonances in Individual and Coupled Split-Ring Resonators",
Journal of Applied Physics, Volume 92, No. 5, 1. September 2002,
Seiten 2929 bis 2936;
US 6,958,729 B1 . Einen Überblick über
verschiedene bekannte Metamaterialien gibt der Eintrag für ”Metamaterial” in
Wikipedia (
http://de.wikipedia.org/wiki/metamaterial).
Dort finden sich weitere Einzelnachweise und Literaturangaben zu
Metamaterialien.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung kann das Wert- oder
Sicherheitsdokument so ausgebildet sein, dass es bereits dann ein
Metamaterial darstellt, wenn es vereinzelt ist. Nach alternativen Ausführungsformen
ist ein erfindungsgemäßes Wert- oder Sicherheitselement
so ausgebildet, dass ein aus mehreren solcher Wert- oder Sicherheitsdokumente
gebildeter Dokumentenstapel ein Metamaterial bildet.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei
dem Strukturelement des Wert- oder Sicherheitsdokuments um eine
Leitungsstruktur. Die Leitungsstruktur kann zur Bildung eines Gitters
oder eines Resonators ausgebildet sein. Beispielsweise kann die
Leitungsstruktur stabantennenförmig ausgebildet sein oder
als Spaltring-Resonator, insbesondere als Doppeltspaltring-Resonator.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung ist das Strukturelement
des Wert- oder Sicherheitsdokuments metallisch oder aus einem leitfähigen Kunststoff,
wie zum Beispiel PEDOT, hergestellt. Insbesondere kann die Leitungsstruktur
mit Hilfe einer leitfähigen Tinte aufgedruckt sein.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei
dem Strukturelement um eine inverse Leitungsstruktur. In diesem
Fall beinhaltet das Wert- oder Sicherheitsdokument beispielsweise
einen Bereich, der vollflächig als Leiter ausgebildet ist. Das
Strukturelement ist in diesem Bereich als Ausnehmung realisiert,
beispielsweise indem dieses durch Wegätzen des leitfähigen
Materials in dem Bereich realisiert wird.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Strukturelement
als nicht-leitfähige Struktur ausgebildet, insbesondere
als dielektrische Struktur, wie zum Beispiel als dielektrische Kugel.
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Nach
Ausführungsformen der Erfindung beinhaltet das Wert- oder
Sicherheitsdokument mehr als ein Strukturelement zur Bildung des
Metamaterials. Beispielsweise beinhaltet eine Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Wert- oder Sicherheitsdokuments
erste und zweite der Strukturelemente, die zueinander komplementär
sind, um in dem Dokumentenkörper oder in einem Dokumentenstapel
das Metamaterial zu bilden. Beispielsweise bewirkt das erste Strukturelement
eine negative Permittivität, wohingegen das zweite Strukturelement
zu einer negativen effektiven Permeabilität führt.
Hierdurch ergeben sich zueinander komplementäre Strukturelemente,
die in ihrem Zusammenwirken einen negativen Brechungsindex zur Folge
haben.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung sind die Strukturelemente
in dem Wert- oder Sicherheitsdokument oder einem aus solchen Dokumenten gebildeten
Dokumentenstapel in einem räumlichen Muster angeordnet.
Beispielsweise wiederholt sich dieses räumliche Muster
in horizontaler und/oder vertikaler Richtung. Das räumliche
Muster kann bereits in einem einzelnen der Dokumente vorhanden sein, oder
es ergibt sich erst durch die Stapelung mehrerer solcher Dokumente.
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Nach
Ausführungsformen der Erfindung hat ein Wert- oder Sicherheitsdokument
einen schichtförmigen Aufbau. Beispielsweise befindet sich
ein erstes der Strukturelemente in einer ersten Schicht des Dokuments
und ein zweites der Strukturelemente in einer von der ersten Schicht
beabstandeten zweiten Schicht. Zwischen den ersten und zweiten Schichten können
sich ein oder mehrere dritte Schichten befinden, die den gewünschten
Abstand zwischen der ersten und der zweiten Schicht herstellen.
Die verschiedenen Schichten können beispielsweise durch
aufeinander laminierte Folien gebildet werden.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei
Wert- oder Sicherheitsdokument um ein Ausweisdokument, d. h. ein
ID-Dokument, wie zum Beispiel einen Personalausweis, Reisepass, Führerschein
oder Firmenausweis, oder ein Zahlungsmittel, wie z. B. eine Banknote,
eine Kreditkarte, oder einen sonstigen Berechtigungsnachweis, wie
z. B. eine Eintrittskarte, einen Frachtbrief, ein Visum oder dergleichen.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung hat das Dokument einen
Dokumentenkörper, der papierbasiert und/oder kunststoffbasiert
ist. Insbesondere kann es sich bei dem Dokument um eine Chipkarte
handeln.
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In
einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Dokumentenstapel
aus erfindungsgemäßen Wert- oder Sicherheitsdokumenten.
Durch den Dokumentenstapel wird ein Metamaterial gebildet. Die Eigenschaft
des Dokumentenstapels als Metamaterial zu wirken, kann für
verschiedene Prüfzwecke verwendet werden, wie zum Beispiel
zur Prüfung, ob der Dokumentenstapel eine vorgegebene Anzahl der
Dokumente tatsächlich aufweist, und/oder ob die Dokumente
des Dokumentenstapels echt sind.
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In
einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Gerät
zur Prüfung der Anzahl der in einem Dokumentenstapel gestapelten
Dokumente oder zur Prüfung der Echtheit der in einem Dokumentenstapel gestapelten
Dokumente, wobei es sich bei den Dokumenten um Wert- oder Sicherheitsdokumente
nach einem der vorhergehenden Ansprüche handelt, mit Mitteln
zur Bestrahlung des Dokumentenstapels mit einer Strahlung einer
Frequenz, bei der der Dokumentenstapel einen negativen Brechungsindex
aufweist, Mitteln zur Detektion einer Soll-Position des Strahlengangs
der Strahlung nach Brechung durch den Dokumentenstapel, und Mitteln
zur Ausgabe eines Signals in Abhängigkeit davon, ob die
Strahlung an der Soll-Position detektiert wird.
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Beispielsweise
ist das Gerät so ausgebildet, dass in Abhängigkeit
von der Detektion der Strahlung an der Soll-Position ein Signal
ausgegeben wird. Beispielsweise wird ein erstes Signal dann ausgegeben, wenn
die Strahlung an der Soll-Position detektiert wird, um hierdurch
zu signalisieren, dass keine Dokumente in dem Dokumentenstapel fehlen,
oder dass sich nur echte Dokumente in dem Dokumentenstapel befinden.
Wird die Strahlung nicht an der Soll-Position detektiert, so wird
ein zweites Signal ausgegeben, um den gegenteiligen Fall zu signalisieren.
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Ausführungsformen
eines erfindungsgemäßen Geräts können
für die Prüfung nur eines bestimmten Dokumententyps
und einer vorgegebenen Anzahl von in einem Stapel zusammengefassten
Dokumenten dieses Dokumententyps ausgebildet sein. Ausführungsformen
eines erfindungsgemäßen Geräts können
aber auch für die Prüfung unterschiedlicher Dokumententypen
und unterschiedlicher Anzahlen von in einem Dokumentenstapel zusammengefassten
Dokumenten eines gewählten Dokumententyps ausgebildet sein.
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Beispielsweise
kann ein Benutzer die Anzahl und/oder einen Dokumententyp auswählen.
Aus der Anzahl und/oder dem Dokumententyp wird dann durch das Gerät
die Soll-Position bestimmt. Hierzu kann das Gerät je nach
Ausführungsform zum Beispiel auf einen Tabelleneintrag
zugreifen oder die Soll-Position durch Berechnung ermitteln.
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Beispielsweise
kann das Gerät aus der gemessenen Ist-Position die Anzahl
der Dokumente ermitteln und ausgegeben. Gegebenenfalls kann dieser
ermittelte Wert mit einem Soll-Wert verglichen werden.
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Nach
Ausführungsformen der Erfindung wird durch den Dokumententyp
die Frequenz bestimmt, bei der der Dokumentenstapel einen negativen
Brechungsindex hat. Der Benutzer kann also beispielsweise eine Auswahl
eines Dokumententyps aus einer vorgegebenen Menge von Dokumententypen
in das Gerät eingeben. Aus dieser Auswahl ermittelt das Gerät
dann die Frequenz für die Bestrahlung des Dokumentenstapels.
Beispielsweise greift das Gerät hierzu auf eine Zuordnungstabelle
zu, in der die den verschiedenen Dokumententypen jeweils zugeordneten
Frequenzen gespeichert sind.
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Das
Gerät kann auch so ausgebildet sein, dass es beispielsweise
aus den räumlichen Abmessungen des Dokumentenstapels den
Dokumententyp und/oder die Soll-Anzahl ermittelt. Beispielsweise
hat das Gerät einen Sensor, insbesondere einen optischen
Sensor, um den Dokumententyp eines in das Gerät zur Prüfung
eingeführten Dokumentenstapels festzustellen. Aus der z.
B. optisch, mechanisch oder mittels Ultraschall sensierten Höhe
des Dokumentenstapels kann die Soll-Anzahl der gestapelten Dokumente
ermittelt werden. Dies ist besonders vorteilhaft für die
Prüfung von Banknotenstapeln, da die Banknoten unterschiedliche
Größen haben, die sich optisch sensieren lassen,
um daraus den Dokumententyp abzuleiten. Ferner werden Banknoten
typischerweise in Bündeln vorgegebener Anzahlen, wie zum
Beispiel je nach Banknote 50, 100 oder 200 Stück gestapelt.
Durch Messung der Höhe des Banknotenstapels lässt
sich daher die Soll-Anzahl ermitteln.
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Zur
Prüfung, ob ein Banknotenbündel einer bestimmten
Soll-Anzahl, die zum Beispiel auf einer das Bündel zusammenhaltende
Banderole aufgedruckt ist, tatsächlich diese Anzahl von
Banknoten aufweist, wird zunächst diese Soll-Anzahl durch
optisches Lesen des Aufdrucks der Banderole ermittelt und/oder durch
Messung der Höhe des Banknotenstapels, wenn das Banknotenbündel
in das Gerät eingeführt wird. Ein zeitaufwendiges
maschinelles oder händiges Nachzählen der Banknoten
kann durch Einsatz eines erfindungsgemäßen Geräts
entfallen.
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In
einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Prüfung,
ob ein Dokumentenstapel eine vorgegebene Soll-Anzahl der Dokumente aufweist,
mit folgenden Schritten: Bestrahlung des Dokumentenstapels mit einer
Strahlung einer Frequenz, bei der der Dokumentenstapel einen negativen
Brechungsindex hat, und Prüfung, ob die Strahlung nach
Brechung durch den Dokumentenstapel eine Soll-Position erreicht.
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Nach
Ausführungsformen der Erfindung wird in Abhängigkeit
von der Detektion der Strahlung an der Soll-Position ein Signal
generiert, um das Ergebnis der Überprüfung auszugeben.
Beispielsweise wird ein erstes Signal ausgegeben, wenn die Strahlung
an der Soll-Position detektiert worden ist, um dadurch zu signalisieren,
dass der Dokumentenstapel tatsächlich die Soll-Anzahl von
Dokumenten aufweist. Wird die Strahlung nicht an der Soll-Position detektiert,
so wird ein zweites Signal ausgegeben, welches den gegenteiligen
Fall signalisiert, das heißt, dass der Dokumentenstapel
nicht die Soll-Anzahl von Dokumenten aufweist.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Ist-Position
der Strahlung nach Brechung durch den Dokumentenstapel detektiert.
Aus der detektierten Ist-Position wird die tatsächliche
Anzahl von Dokumenten des Dokumentenstapels ermittelt. Beispielsweise
erfolgt dies durch Differenzbildung zwischen der Soll- und der Ist-Position.
Ferner kann ein Signal generiert und ausgegeben werden, welches
die Ist-Anzahl der Dokumente in dem Dokumentenstapel signalisiert.
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In
einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Prüfung
der Echtheit eines oder mehrerer Dokumente, wobei geprüft
wird ob ein einzelnes Dokument oder mehrere aufeinander gestapelte
Dokumente eine Eigenschaft eines Metamaterials aufweisen.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren
zur Prüfung der Echtheit der in einem Dokumentenstapel
gestapelten Dokumente eines vorgegebenen Dokumententyps geschaffen,
mit folgenden Schritten: Bestrahlung des Dokumentenstapels mit einer
Strahlung einer Frequenz bei der ein aus Dokumenten des vorgegebenen
Dokumententyps gebildeter Dokumentenstapel einen negativen Brechungsindex
hat, und Prüfung, ob die Strahlung nach Brechung an dem
zu prüfenden Dokumentenstapel eine Soll-Position erreicht
Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird in Abhängigkeit
von dem Ergebnis der Prüfung ein Signal generiert, um das
Ergebnis der Prüfung, zum Beispiel gegenüber einen
Benutzer zu signalisieren. Wenn die Strahlung an der Soll-Position
detektiert wird, so wird beispielsweise ein erstes Signal generiert,
welches signalisiert, dass sämtliche Dokumente des Dokumentenstapels
echt sind. Im gegenteiligen Fall wird ein zweites Signal generiert,
welches signalisiert, dass ein oder mehrere Dokumente des Dokumentenstapels nicht
echt sind.
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Nach
einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Ist-Position
der Strahlung nach Brechung durch den Dokumentenstapel detektiert.
Wenn die Ist-Position von der Soll-Position abweicht, wird aus dieser
Abweichung die Anzahl der unechten Dokumente in dem Dokumentenstapel
ermittelt. Hierbei wird davon ausgegangen, dass die unechten Dokumente
nicht das zumindest ein Strukturelement zur Bildung des Metamaterials
aufweisen. Wenn hinreichend viele echte Dokumente in dem Dokumentenstapel
vorhanden sind, so kommt es dennoch zur Ausbildung eines Metamaterials,
allerdings mit einem anderen Brechungsindex. Hieraus ergibt sich die
Abweichung der Ist-Position von der Soll-Position. Aus dieser Abweichung
kann auf die Anzahl der Dokumente in dem Dokumentenstapel geschlossen werden,
welche nicht das zumindest ein Strukturelement aufweisen.
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Ausführungsformen
der Erfindung sind besonders vorteilhaft in einer Produktionsumgebung,
in der Wert- oder Sicherheitsdokumente hergestellt werden. In einer
solchen Produktionsumgebung werden nämlichen Dokumentenstapel
einer vorgegebenen Soll-Anzahl von halbfertigen Wert- oder Sicherheitsdokumenten
von einer Bearbeitungsstation zur nächsten transportiert.
Während des Produktionsablaufs wird dabei mehrfach überprüft,
ob ein gegebener Dokumentenstapel noch die Soll-Anzahl von zu bearbeitenden
Dokumenten beinhaltet. Hierdurch soll unter anderem sichergestellt
werden, dass halbfertige Dokumente oder fertig gestellte Dokumente, insbesondere
Dokumentenrohlinge, nicht aus dem Dokumentenstapel entnommen werden,
um sie aus der Produktionsumgebung zu entwenden. Die Prüfung,
ob ein Dokumentenstapel halbfertiger Wert- oder Sicherheitsdokumente
oder fertig gestellter Wert- oder Sicherheitsdokumente, wie auch
von Dokumentenrohlingen von Wert- oder Sicherheitsdokumenten eine
vorgegebene Soll-Anzahl hat, wird durch Ausführungsformen
der Erfindung rationalisiert, da hierzu die Dokumente nicht einzeln
nachgezählt werden müssen.
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Ausführungsformen
der Erfindung sind mit ferner besonders vorteilhaft für
den Transport von Banknotenbündeln. Banknoten werden typischerweise
in vorgegebenen Anzahlen gebündelt und in dieser Form transportiert,
z. B. – je nach Banknotentyp – in Bündeln
von 50, 100 oder 200 Stück. Bei der Übergabe der
Banknotenbündel von einer Stelle zur nächsten,
müssen diese jedes Mal nachgezählt werden. Auch
für diese Anwendung sind Ausführungsformen der
Erfindung besonders vorteilhaft, da sich ein aufwendiges manuelles
oder maschinelles Nachzählen erübrigt.
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Weitere
Ausführungsformen der Erfindung sind besonders vorteilhaft,
um einen Dokumentenstapel einer bekannten Anzahl von Dokumenten
dahingehend zu überprüfen, ob in dem Dokumentenstapel
ein oder mehrere unechte Dokumente vorhanden sind. Nach Ausführungsformen
der Erfindung kann eine solche Prüfung besonders rationell
dadurch erfolgen, dass nicht jedes Dokument einzeln auf seine Echtheit überprüft
werden muss, sondern der gesamte Dokumentenstapel in einem einzigen Prüfschritt
auf die Echtheit der in ihm enthaltenen Dokumente geprüft
werden kann.
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Ausführungsformen
der Erfindung werden im Weiteren mit Bezugnahme auf die Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Dokuments in einer Ansicht von oben, unten und einer seitlichen
Ansicht,
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2 eine
weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Dokuments in einer Ansicht von oben, unten und einer seitlichen
Ansicht,
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3 eine
weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Dokuments mit einem mehrschichtigen Aufbau in einer Explosionsansicht
und einer seitlichen Ansicht,
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4 eine
weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Dokuments mit einem mehrschichtigen Aufbau in einer Explosionsansicht
und einer seitlichen Ansicht,
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5 eine
weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Dokuments mit einem mehrschichtigen Aufbau in einer Explosionsansicht
und einer seitlichen Ansicht,
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6 eine
erste Ausführungsform einer Prüfung eines Dokumentenstapels
durch Beaufschlagung mit einer Strahlung,
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7 eine
zweite Ausführungsform einer Prüfung eines Dokumentenstapels
durch Beaufschlagung mit einer Strahlung,
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8 eine
weitere Ausführungsform einer Prüfung eines Dokumentenstapels
durch Beaufschlagung mit einer Strahlung,
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9 ein
Blockdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Geräts,
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10 ein
Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Geräts,
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11 ein
Flussdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Verfahrens,
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12 ein
Flussdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Verfahrens.
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Elemente
der nachfolgenden Ausführungsformen die einander entsprechen,
sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Die 1 zeigt
eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Dokuments 100. Bei dem Dokument 100 kann es sich
zum Beispiel um ein ID-Dokument, wie zum Beispiel einen Personalausweis,
einen Reisepass, einen Führerschein oder dergleichen handeln,
oder um ein Zahlungsmittel, wie zum Beispiel eine Banknote. Das
Dokument 100 kann in personalisierter oder noch nicht personalisierter
Form, das heißt als Dokumentenrohling vorliegen. Bei dem Dokument 100 kann
es sich auch um ein Halbfertig-Produkt handeln, welches in einer
Produktionsumgebung einen Herstellungsprozess durchläuft.
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Die 1A zeigt
eine Draufsicht auf das Dokument 100. Das Dokument 100 trägt
an seiner oberen Seite Strukturelemente 102, die hier als
Spaltringe ausgebildet sind. Durch die Strukturelemente 102 wird
je ein Resonator gebildet. Die Resonatoren führen zu einem
magnetischen Dipolmoment und in einem gewissen Frequenzbereich der
einfallenden Strahlung zu einer negativen effektiven Permeabilität.
Schematisch sind hier und nachfolgen immer zwei Strukturelemente 102, 104 auf
dem Dokument 100 dargestellt. Das Dokument 100 kann
aber bevorzugt auch eine deutlich größere Anzahl
von Strukturelementen 102, 104 nebeneinander enthalten.
Die Strukturelemente können, müssen sich aber
nicht über die ganze Fläche des Dokuments 100 erstrecken.
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An
seiner Unterseite (vgl. 1B) hat
das Dokument 100 Strukturelemente 104, welche
hier antennenförmig ausgebildet sind. Durch die Strukturelemente 104 wird
ein Gitter gebildet, wenn mehrere Dokumente 100 aufeinander
gestapelt werden. Dieses Gitter führt zu einer negativen
Permitivität und damit insgesamt zum einem negativen Brechungsindex.
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Das
Dokument 100 kann aber auch ein oder mehrere andere Strukturelemente
tragen.
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Unter
einem ”Strukturelement” wird hier eine leitende
oder nicht leitende Struktur, die in einem Dokument eingebracht
ist, verstanden, wobei durch die in einem räumlichen Muster
wiederholte Anordnung eines solchen Strukturelements oder einer
Kombination dieses Strukturelements mit einem komplementären
anderen Strukturelement ein Metamaterial gebildet wird.
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Die
Frequenz oder die Frequenzen, bei denen das Dokument 100 als
Metamaterial wirkt, hängen unter anderem von der Form und
Größe der einzelnen Strukturelemente und deren
räumlichen Anordnung ab, insbesondere von dem Abstand der Strukturelemente.
Eine Überprüfung, ob das Dokument 100 oder
ein von mehreren Dokumenten 100 gebildeter Dokumentenstapel,
wie z. B. ein Banknotenbündel, ein Metamaterial bildet,
kann durch Bestrahlung des Dokuments 100 oder des Dokumentenstapels
mit einer Strahlung einer geeigneten Frequenz erfolgen, die je nach
den Strukturelementen und deren räumlichen Anordnungen
gewählt wird. Beispielsweise kann Strahlung im Terraherz-Frequenzbereich,
Mikrowellen-Strahlung oder Infrarot-Strahlung verwendet werden.
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Die 2 zeigt
eine weitere Ausführungsform des Dokuments 100.
In dieser Ausführungsform sind die Strukturelemente 102 als
Doppelspaltringe ausgebildet.
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Anstelle
der in den 1 und 2 gezeigten
Ausführungsformen der Strukturelemente 102 und 104 sind
andere geometrische Formen möglich. Beispielsweise können
die Strukturelemente 102 auch rund, oval oder in einer
anderen geometrischen Form ausgebildet sein.
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Die
Strukturelemente 102, 104 können aus elektrisch
leitfähigen Materialien gebildet werden, die in das Dokument
eingebracht oder auf das Dokument 100 aufgebracht werden.
Hierbei kann es sich zum Beispiel um ein metallisches Material oder
um einen leitfähigen Kunststoff handeln. Letzteres ist
besonders vorteilhaft, da die Aufbringung der Strukturelemente 102, 104 ganz
oder teilweise drucktechnisch erfolgen kann.
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Alternativ
können die Strukturelemente 102, 104 auch
ein Dielektrikum aufweisen oder als inverse Leitungsstrukturen ausgebildet
sein.
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Vorzugsweise
trägt das Dokument 100 eine Vielzahl von Strukturelementen 102, 104,
die entsprechend klein dimensioniert sind.
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Die 3 zeigt
eine weitere Ausführungsform des Dokuments 100.
Bei dieser Ausführungsform sind die Strukturelemente 102, 104 nicht
unmittelbar auf oder an der Oberseite bzw. der Unterseite des Dokuments 100 angeordnet,
sondern im Inneren des Dokumentenkörpers 106,
wie beispielsweise in der Querschnittsansicht der 3B gezeigt.
Dies hat den Vorteil, dass das Vorhandensein der Strukturelemente
dem Dokument 100 mit dem bloßen Auge nicht ohne
weiteres anzusehen ist.
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Der
Dokumentenkörper 106 hat bei der hier betrachteten
Ausführungsform einen mehrschichtigen Aufbau, wobei in
der 3A die einzelnen Schichten in einer Explosionsdarstellung
gezeigt sind. Beispielsweise werden eine oder mehrere der Schichten
jeweils durch eine Folie 108 gebildet, wobei die Folien 108 aufeinander
laminiert werden, um so den Dokumentenkörper 106 zu
bilden.
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In
der hier betrachteten Ausführungsform sind auf einer der
Folien 108.1 die Strukturelemente 102 angeordnet;
bei der Folie 108.1 handelt es sich hier um die dritte
Schicht des Dokumentenkörpers 100 von oben. Dagegen
sind auf einer anderen Folie 108.2, die von der Folie 108.1 beabstandet
ist, die Strukturelemente 104 angeordnet. Bei der Folie 108.2 handelt
es sich hier um die dritte Schicht des Dokumentenkörpers 106 von
unten.
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Der
Dokumentenkörper 106 hat beispielsweise eine Dicke
von 800 μm. Die Dicke der Schichten des Dokumentenkörpers 106 beträgt
beispielsweise 100 μm. Insbesondere die Dicke der obersten Schicht 108.3,
das heißt des Overlays, und der untersten Schicht 108.4,
das heißt das Underlays, kann hiervon abweichen und beispielsweise
50 μm betragen. Innen liegende Folien können hiervon
abweichend deutlich dicker sein, zum Beispiel kann ein 300 μm
Inlay zur Einbettung eines integrierten Schaltkreises Verwendung
finden.
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Bei
der in 3 gezeigten Ausführungsform beträgt
der Abstand zwischen den Strukturelementen 102 der Folie 108.1 und
den Strukturelementen 104 der Folie 108.2 dementsprechend
ca. 400 μm. Der Abstand der Strukturelemente 102 zu
der obersten Dokumentenschicht 108.3 sowie der Abstand
der Strukturelemente 104 zu der untersten Dokumentenschicht 108.4 beträgt
demzufolge in etwa die Hälfte dieses Abstands zwischen
den Strukturelementen 102 und 104, das heißt
ca. 200 μm. Dies hat den Vorteil, dass sich bei einer Stapelung
mehrerer der Dokumente 100 zu einem Dokumentenstapel gleichmäßige
Abstände von in vertikaler Richtung aufeinanderfolgenden
Strukturelementen 102 und 104 von 400 μm
ergeben, wodurch also ein räumlich sich wiederholendes
Muster durch die Strukturelemente 102, 104 gebildet
wird.
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Die
Strukturelemente 102 und/oder 104 können
auf die Folien 108.1 bzw. 108.2 und/oder andere der
Folien 108 aufgedruckt sein oder mittels Ätzen
erzeugt werden.
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Die 4 zeigt
eine weitere Ausführungsform des Dokuments 100.
Wie in dem Querschnitt der 4B gezeigt,
beinhaltet der Dokumentenkörper 106 eines einzelnen
der Dokumente 100 hier bereits eine räumliche
Wiederholung des durch die Strukturelemente 102, 104 gebildeten
Musters in vertikaler Richtung.
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Wie
aus der Explosionsdarstellung der 4A des
Dokuments 100 ersichtlich, wird eine solche räumliche
Wiederholung des Musters dadurch realisiert, dass der Dokumentenkörper 106 zwei
Folien 108.1 mit den Strukturelementen 102 und
zwei Folien 108.2 mit den Strukturelementen 104 aufweist.
Wenn der Dokumentenkörper 106 dieselbe Bauhöhe
wie der Dokumentenkörper 106 in der Ausführungsform
der 3 hat, halbiert sich dementsprechend der vertikale
Abstand zwischen zwei Schichten des Dokuments, die die Strukturelemente 102 bzw. 104 aufweisen.
Dieser Abstand beträgt dann bei der Ausführungsform
der 4 200 μm anstelle von 400 μm,
wie es bei der Ausführungsform der 3 der Fall
ist.
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Die 5 zeigt
eine weitere Ausführungsform des Dokuments 100,
bei der das durch die Strukturelemente 102, 104 gebildete
räumliche Muster vierfach in vertikaler Richtung in dem
Dokumentenkörper 106 eines einzelnen der Dokumente 100 beinhaltet
ist. Dementsprechend wird der vertikale Abstand zwischen den Strukturelementen 102 und 104 nochmals
halbiert, und zwar auf 100 μm, wenn der Dokumentenkörper 106 bei
der Ausführungsform der 5 wiederum
im wesentlichen dieselbe Bauhöhe, wie in den Ausführungsformen
der 3 und 4 hat.
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Von
besonderem Vorteil bei den Ausführungsformen der 3 und 4 ist,
dass sich die Strukturelemente 102 und 104 relativ
tief im Inneren des Dokumentenkörpers 106 befinden,
so dass sie nicht oder kaum von außen durch einen Benutzer wahrnehmbar
sind. Dies erschwert weiter die Nachstellung eines solchen Dokuments 100.
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Bei
der Ausführungsform der 5 befinden sich
dagegen die obersten Strukturelemente 102 unmittelbar unterhalb
des Overlays und die untersten Strukturelemente 104 befinden
sich unmittelbar unterhalb des Underlays (vgl. die Schichten 108.3 bzw. 108.4).
Um trotzdem das Vorhandensein der Strukturelemente 102 bzw. 104 zu
verstecken, werden das Overlay und/oder das Underlay vorzugsweise
aus einem nicht oder kaum transparentem Material gebildet.
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Bei
einer anderen Ausführungsform sind die sichtbaren Strukturelemente 102, 104 der 5 aus transparenten
leitfähigen Strukturen aufgebaut, zum Beispiel strukturiertem
ITO auf den Folien.
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Bei
der hier betrachteten Bauhöhe des Dokumentenkörpers 106 von
ca. 800 μm haben die Strukturelemente 102, 104 vorzugsweise
eine Größenordnung ebenfalls im μm-Bereich.
Beispielsweise haben die Strukturelemente 102 und/oder 104 eine
Größe zwischen 10 μm und 8 mm.
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Das
Dokument 100 bzw. ein aus den Dokumenten 100 gebildeter
Dokumentenstapel wirkt dann in einen Frequenzbereich im Fern-Infrarot,
Terra-Hz-Bereich oder Mikrowellen-Bereich des Spektrums als Metamaterial.
Ein Vorteil dieses spektralen Bereichs ist, dass das von dem Matamaterial
gebildete Sicherheitsmerkmal nicht ohne weiteres wahrnehmbar oder
feststellbar ist, da keine anderen der üblichen Sicherheitsmerkmale
in diesem spektralen Bereich liegen.
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Bei
den Ausführungsformen der 4 und 5 ist
der Abstand mit dem sich das räumliche Muster wiederholt,
jeweils um einen Faktor 2 reduziert. Dementsprechend ändert
sich auch die Frequenz, bei der das Dokument 100 oder ein
aus Dokumenten 100 gebildeter Stapel als Metamaterial wirkt, um
denselben Faktor.
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Die 6 zeigt
schematisch die Prüfung eines einzelnen Dokuments 100 oder
eines Dokumentenstapels 110 von gleich aufgebauten Dokumenten 100 zum
Beispiel der Ausführungsformen der 2, 3 oder 4.
Zur Verifikation der Anzahl der Dokumente 100 in dem Dokumentenstapel 110 und/oder
zur Prüfung der Echtheit der Dokumente 100 in
dem Dokumentenstapel 110 wird der Dokumentenstapel 110 mit
einem Probestrahl 112 in vertikale Richtung beaufschlagt.
Der Probestrahl 112 tritt durch den Dokumentenstapel 110 hindurch.
Die Intensität des durch den Dokumentenstapel 110 transmittierten
Probestrahls 112 wird gemessen und ausgewertet. Aus der
frequenzabhängigen Abschwächung des Probestrahls 112 kann
darauf geschlossen werden, dass ein einzelnes der Dokumente 100 oder
der Dokumentenstapel 110 ein Metamaterial bildet. Dieses
Merkmal des Dokumentenstapels 110 dient also zur Verifikation.
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Die 7 zeigt
eine alternative Vorgehensweise zur Verifikation eines einzelnen
der Dokumente 100 oder eines Dokumentenstapels 110.
Bei dieser Ausführungsform wird der Probestrahl 112 an
dem Dokumentenstapel 110 reflektiert. Aufgrund der Art und
Weise der Reflektion des Probestrahls 112 an dem Dokumentenstapel 110 kann überprüft
werden, ob durch den Dokumentenstapel 110 tatsächlich
das Metamaterial gebildet wird. Hierzu kann das Verhältnis
des Einfalls- und des Ausfallswinkels des Probestrahls 112 und/oder
der Intensitäten des einfallenden und des reflektierten
Probestrahls 112 ermittelt werden. Für die entsprechende
Sensorik können ortsaufgelöste Detektoren eingesetzt
werden.
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Die 8 zeigt
schematisch einen bevorzugten Aufbau zur Verifikation der Metamaterialeigenschaften
eines einzelnen der Dokumente 100 bzw. des Dokumentenstapels 110.
Hierzu wird geprüft, ob beispielsweise der Dokumentenstapel 110 einen
negativen Brechungsindex aufweist. Den entsprechenden Strahlengang
des Probestrahls 112 beim Hindurchtreten durch den Dokumentenstapel 110 zeigt
die 8.
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Besonders
vorteilhaft ist, dass der Strahlenverlauf in dem Dokumentenstapel 110 nicht
entsprechend normalen Materialien mit einer Winkelabweichung im
gleichen Quadranten verläuft. Der in der 8 gezeigte
Strahlengang kann nur durch ein Metamaterial realisiert werden,
und mit keinem anderen Material nachgestellt werden.
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Hierdurch
ist es möglich, zum einen die Anzahl der Dokumente in dem
Dokumentenstapel 110 als auch die Verifikation der Dokumente 100 in
dem Dokumentenstapel 110 zu prüfen. Handelt es
sich bei einem oder mehreren der Dokumente in dem Dokumentenstapel 110 um
eine Fälschung, die nicht die Strukturelemente zur Bildung
eines Metamaterials aufweist, wie das bei den echten Dokumenten 100 der
Fall ist, so treten die anormalen Brechungseigenschaften eines Metamaterials
nicht oder nur in abgeschwächter Form auf.
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Beispielsweise
bildet sich bei dem Vorhandensein von gefälschten Dokumenten
ein effektiver Brechungsindex aus dem Material der gefälschten Dokumente
und dem des Metamaterials der echten Dokumente 100 aus,
so dass aus der Abweichung der Position des Probestrahls 112 und/oder
dem frequenzabhängigen Verhalten des Dokumentenstapels 110 die
Anzahl der gefälschten Dokumente festgestellt werden kann.
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Die 9 zeigt
eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Geräts 114. Das Gerät 114 hat ein
Basisteil 116 und ein Rückenteil 118.
Durch das Basisteil 116 und das Rückenteil 118 wird
ein Aufnahmebereich für einen Dokumentenstapel 110 gebildet. Beispielsweise
wird durch das Basisteil 116 und das Rückenteil 118 eine
bestimmte Position für den Dokumentenstapel 110 in
dem Gerät 114 definiert.
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An
dem Rückenteil 118 ist eine Strahlungsquelle 120 befestigt.
Die Strahlungsquelle 120 dient zur Bestrahlung des Dokumentenstapels 110 mit
einem Probestrahl 112.
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An
dem Basisteil 116 ist ein Sensor 122 zur Detektion
des an dem Dokumentenstapel 110 gebrochenen Probestrahls 112 angeordnet.
Der Sensor 122 befindet sich an einer Soll-Position, an
der der gebrochene Probestrahl 112 aus dem Dokumentenstapel 110 austritt,
unter der Voraussetzung, dass der Dokumentenstapel 110 eine
vorgegebene Soll-Anzahl von validen Dokumenten 100 eines
vorgegebenen Dokumententyps aufweist.
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Das
Gerät 114 hat ein Steuerungsgerät 124, welches
mit der Strahlungsquelle 120 und mit dem Sensor 122 verbunden
ist. Beispielsweise steuert das Steuerungsgerät 124 die
Strahlungsquelle 120 zur Abstrahlung des Probestrahls 112 an.
Je nach Ausführungsform kann dabei das Steuerungsgerät 124 die
Frequenz des Probestrahls 112 vorgeben. Dies ist insbesondere
dann vorteilhaft, wenn das Gerät 114 zur Prüfung
von Dokumentenstapeln 110 eingesetzt werden soll, die Dokumente 100 unterschiedlicher
Dokumententypen beinhalten, bei denen sich die Metamaterialeigenschaften
bei verschiedenen Frequenzen ausbilden.
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Das
Steuerungsgerät 124 ist ferner zum Empfang eines
Signals von dem Sensor 122 ausgebildet. Wenn das Steuerungsgerät 124 nach
Einschalten der Strahlungsquelle 120 ein Signal von dem
Sensor 122 empfängt, welches dem Steuerungsgerät 124 signalisiert,
dass der Probestrahl 112 an seiner Soll-Position detektiert
worden ist, so generiert das Steuerungsgerät 124 ein
entsprechendes Verifikationssignal, welches über eine Ausgabe 126 ausgegeben
wird.
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Im
gegenteiligen Fall generiert das Steuerungsgerät 124 ein
Fehlersignal, um zu signalisieren, dass keine Verifikation des Dokumentenstapels 110 erfolgen
konnte, das heißt, der Dokumentenstapel 110 hat
nicht die Soll-Anzahl der Dokumente 100 und/oder es befinden
sich nicht-valide Dokumente in dem Dokumentenstapel 110.
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Bei
der Ausgabe 126 kann es sich um eine Schnittstelle für
die elektronische Kommunikation zum Beispiel über ein Netzwerk
oder mit einem Computer handeln. Die Ausgabe 126 kann auch
als Mensch-Maschine-Schnittstelle ausgebildet sein, so dass das
Verifikationssignal und/oder das Fehlersignal zum Beispiel als akustische
oder optische Signale für einen Benutzer ausgegeben werden.
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Zur Überprüfung
des Dokumentenstapels 110 von Dokumenten 100 eines
vorgegebenen Dokumententyps und einer vorgegebenen Soll-Anzahl wird
der Dokumentenstapel 110 in seine durch das Basisteil 116 und
das Rückenteil 118 des Geräts 114 definierte
Position in den Aufnahmebereich gebracht. Das Steuerungsgerät 124 schaltet
dann die Strahlungsquelle 120 ein, so dass der Dokumentenstapel 110 mit
dem Probestrahl 112 beaufschlagt wird. Wenn der Dokumentenstapel 110 die
Soll-Anzahl von Dokumenten 100 aufweist und sich keine
gefälschten Dokumente in dem Dokumentenstapel befinden,
so wird der Probestrahl 112 mit dem Brechungsindex des
durch den Dokumentenstapel 110 gebildeten Metamaterials
gebrochen, so dass er an seiner Soll-Position aus dem Dokumentenstapel 110 austritt,
an welcher sich der Sensor 122 befindet, so dass dieser
ein entsprechendes Detektionssignal an das Steuerungsgerät 124 abgibt.
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Das
Steuerungsgerät 124 generiert daraufhin ein Verifikationssignal,
welches über die Ausgabe 126 ausgegeben wird,
um zu signalisieren, dass der Dokumentenstapel 110 in Ordnung
ist. Im gegenteiligen Fall, das heißt wenn das Steuerungsgerät 124 nicht
das Detektionssignal von dem Sensor 122 empfängt,
wird von dem Steuerungsgerät 124 das Fehlersignal
generiert und über die Ausgabe 126 ausgegeben,
um dadurch anzuzeigen, dass der Dokumentenstapel 110 nicht
in Ordnung ist, das heißt, entweder nicht die richtige
Anzahl von Dokumenten 100 aufweist oder gefälschte
Dokumente beinhaltet.
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Die 10 zeigt
eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Geräts 114. Bei dieser Ausführungsform
sind in dem Basisteil 116 mehrere Sensoren an verschiedenen
alternativen Soll-Positionen angeordnet. Beispielsweise ist ein Sensor 122.1 an
einer Soll-Position A, ein Sensor 122.2 an einer Soll-Position
B und ein Sensor 122.3 an einer Soll-Position C angeordnet.
Statt mehrerer Sensoren kann auch ein Sensor-Array in dem Basisteil 160 angeordnet
sein, welches zur Detektion an den verschiedenen Soll-Positionen
und von den Soll-Positionen abweichenden Ist-Positionen ausgebildet
ist.
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Das
Steuerungsgerät 124 hat bei der hier betrachteten
Ausführungsform einen Speicher 127. Ferner hat
das Steuerungsgerät 124 einen Prozessor 128 zur
Ausführung von Programminstruktionen 131. Ferner
weist das Steuerungsgerät 124 eine Eingabevorrichtung 130 auf,
wie zum Beispiel eine Tastatur oder einen Touch Screen. Das Steuerungsgerät 124 kann
zum Beispiel durch einen Personal Computer realisiert werden.
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Über
die Eingabe 130 kann ein Benutzer die Soll-Anzahl von Dokumenten 100 des
zu verifizierenden Dokumentenstapels 110 eingeben sowie
einen Dokumententyp aus einer vorgegebenen Menge von Dokumententypen
auswählen, wobei der Dokumentenstapel 110 Dokumente
dieses Dokumententyps aufweisen soll.
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Die
von dem Benutzer über die Eingabevorrichtung 130 eingegebene
Soll-Anzahl sowie der ausgewählte Dokumententyp werden
in den Speicherbereichen 132 bzw. 134 des Speichers 127 gespeichert.
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Die
Soll-Anzahl und der Dokumententyp kann auch über so genannte
User Settings voreingestellt sein.
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In
dem Speicher 127 ist ferner für jeden Dokumententyp
eine Tabelle gespeichert. Die 10 zeigt
eine solche Tabelle 136 exemplarisch für den Dokumententyp
I. In der Tabelle 136 ist in Abhängigkeit von
der Soll-Anzahl von Dokumenten des Dokumententyps I in dem zu verifizierenden
Dokumentenstapel 110 die dazugehörige Soll-Position
angegeben. Beispielsweise muss bei einer Anzahl von zehn Dokumenten
des Dokumententyps I der Probestrahl 112 an der Soll-Position
A aus dem Dokumentenstapel 110 austreten und dementsprechend
von dem Sensor 122.1 detektiert werden. Eine Soll-Anzahl von
zwanzig Dokumenten des Dokumententyps I entspricht dagegen der Soll-Position
B, das heißt einem Detektionssignal des Sensors 122.2 etc.
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In
dem Speicher 127 ist ferner eine Tabelle 138 gespeichert.
Die Tabelle 138 dient zur Zuordnung von Frequenzen des
Probestrahls 112 zu den Dokumententypen. Wenn beispielsweise
ein Dokumentenstapel 110 mit Dokumenten 100 des
Dokumententyps I zu verifizieren ist, so ist für den Probestrahl 112 eine
Frequenz F1 zu wählen. Analog ist zur Verifikation eines
Dokumentenstapels 110 aus Dokumenten des Dokumententyps
II eine Frequenz des Probestrahls von F2 erforderlich, etc.
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Zur
Verifikation des Dokumentenstapels 110 wird bei der Ausführungsform
der 10 wie folgt vorgegangen:
Der Dokumentenstapel 110 wird
in seiner durch das Basisteil 116 und das Rückenteil 118 definierte
Position in das Gerät 114 eingebracht. Ein Nutzer
gibt dann die Soll-Anzahl der Dokumente und den Dokumententyp über
die Eingabevorrichtung 130 in das Steuerungsgerät 124 ein.
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Durch
Ausführung der Programminstruktionen 131 wird
dann auf die dem ausgewählten Dokumententyp zugeordnete
Tabelle zugegriffen, um aus dieser Tabelle die Soll-Position zu
ermitteln. Wenn beispielsweise der Benutzer eine Soll-Anzahl von zwanzig
eingegeben hat und den Dokumententyp I ausgewählt hat,
so wird auf die Tabelle 136 zugegriffen, die diesem Dokumententyp
I zugeordnet ist. Aus der Tabelle 136 wird die der Anzahl ”20” zugeordnete Soll-Position,
das heißt die Position B ausgelesen.
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Ferner
wird durch Ausführung der Programminstruktionen 131 auf
die Tabelle 138 zugegriffen, um von dort die dem gewählten
Dokumententyp zugeordnete Frequenz auszulesen. In dem hier betrachteten
Beispielsfall, in dem der Dokumententyp I ausgewählt worden
ist, ist dies also die Frequenz F1.
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Das
Steuerungsgerät 124 steuert daraufhin die Strahlungsquelle 120 zur
Abgabe des Probestrahls 112 mit der Frequenz F1 an. Der
Probestrahl 112 wird von dem Dokumentenstapel 110 gebrochen. Wenn
der Dokumentenstapel 110 die Soll-Anzahl von Dokumenten 100 des
richtigen Dokumententyps I aufweist und außerdem sämtliche
der Dokumente 100 des Dokumentenstapels 110 echt
sind, so wird durch den Dokumentenstapel 110 ein Metamaterial mit
einem validen Brechungsindex gebildet, so dass der Probestrahl 112 an
seiner Soll-Position B aus dem Dokumentenstapel 110 austritt.
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Dies
hat zur Folge, dass der Sensor 122.2 sein Detektionssignal
abgibt, welches von dem Steuerungsgerät 124 empfangen
wird und mit Hilfe der Programminstruktionen 131 ausgewertet
wird. Aufgrund des Empfangs des Detektionssignals von dem Sensor 122.2,
das heißt von der Soll-Position, die zuvor aus der Tabelle 136 ermittelt
worden ist, ist eine Verifikation des Dokumentenstapels 110 gegeben,
so dass das Programm 131 ein entsprechendes Verifikationssignal
generiert und über die Ausgabe 126 ausgibt. Wenn
dagegen kein Detektionssignal oder ein Detektionssignal von einem
anderen der Sensoren 122.1 oder 122.3 empfangen
worden ist, wird durch Ausführung der Programminstruktionen 131 dagegen
ein Fehlersignal generiert, welches über die Ausgabe 126 ausgegeben
wird.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform ist es nicht erforderlich,
dass der Nutzer über die Eingabevorrichtung 130 die
Soll-Anzahl in das Steuerungsgerät 124 eingibt.
Die Bestimmung der Soll-Anzahl kann vielmehr automatisch erfolgen,
indem beispielsweise durch eine in der 10 nicht
gezeigte Sensorik des Gerät 114 die Ist-Höhe
des Dokumentenstapels 110 gemessen und einer vorgegebenen
Soll-Anzahl zugeordnet wird. Alternativ wird automatisch der Aufdruck
einer Banderole, die den Dokumentenstapel 110 zusammenhält,
gelesen; die Banderole beinhaltet einen Aufdruck der Soll-Anzahl
der Dokumente 100, die sich in dem Dokumentenstapel 110 befinden sollen.
In gleicher Art und Weise kann auch zur automatischen Bestimmung
des Dokumententyps vorgegangen werden, so dass auch dieser vom Nutzer nicht
manuell gewählt werden muss.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform sind die Programminstruktionen 131 so
ausgebildet, dass aus der Abweichung einer detektierten Ist-Position von
der Soll-Position die Ist-Anzahl der Dokumente 100 in dem
Dokumentenstapel 110 ermittelt wird. Wenn man nämlich
davon ausgeht, dass sämtliche Dokumente 100 des
Dokumentenstapels 110 echt sind, so lässt sich
aus der Geometrie des Strahlengangs die tatsächliche Ist-Anzahl
von Dokumenten in dem Dokumentenstapel 110 ableiten, da
sich ja der valide Brechungsindex einstellt. Bei dieser Ausführungsform
wird anstelle eines Fehlersignals bei einer Abweichung der Ist-Position
von der Soll-Position die Ist-Anzahl der Dokumente über
die Ausgabe 126 ausgegeben.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform sind die Programminstruktionen 131 so
ausgebildet, dass bei einer Abweichung der Ist-Position von der Soll-Position
die Anzahl der unechten Dokumente in dem Dokumentenstapel 110 ermittelt
wird. Wenn man nämlich davon ausgeht, dass der Dokumentenstapel 110 tatsächlich
die Soll-Anzahl von Dokumenten 100 aufweist, so stellt
sich bei Vorhandensein von unechten Dokumenten in dem Dokumentenstapel 110 ein
von dem validen Brechungsindex abweichender Brechungsindex ein,
wobei der Grad der Abweichung von der Anzahl der unechten Dokumente
in dem Dokumentenstapel 110 abhängt.
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Dementsprechend
ist die detektierte Ist-Position des Austretens des Probestrahls 112 aus
dem Dokumentenstapel 110 hinsichtlich der Anzahl der unechten
Dokumente in dem Dokumentenstapel 110 aussagekräftig.
Bei dieser Ausführungsform generieren die Programminstruktionen 131 ein
Ausgabesignal zur Signalisierung der Anzahl der unechten Dokumente
in dem Dokumentenstapel 110, welches über die
Ausgabe 126 von dem Steuerungsgerät 124 ausgegeben
wird.
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Bevorzugt
ist die Ausbildung des Sensor 122 als Zeilensensor, welcher
in der Lage ist, die Ist-Position derart zu bestimmen, dass die
Anzahl der Dokumente auch bei einer großen Anzahl von Dokumenten
genau bestimmt werden kann. Zum Beispiel kann der Sensor zwischen
499, 500 und 501 Dokumenten unterscheiden, wobei die Ist-Positionen
dieser unterschiedlich hohen Dokumentenstapel sich um wenigstens
einen Pixel des Zeilensensors unterscheiden.
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Die 11 zeigt
eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Prüfung, ob ein Dokumentenstapel eine vorgegebene
Soll-Anzahl von erfindungsgemäßen Dokumenten eines
bestimmten Dokumententyps aufweist. In dem Schritt 200 wird
die Soll-Anzahl und/oder der Dokumententyp von einem Benutzer oder
maschinell spezifiziert. Der Schritt 200 kann entfallen,
wenn die Soll-Anzahl und der Dokumententyp von vornherein festgelegt
sind.
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In
dem Schritt 202 wird aus der Soll-Anzahl und/oder dem Dokumententyp
eine Soll-Position ermittelt, an welcher der Prüfstrahl
aus dem Dokumentenstapel 110 austritt, nachdem er gebrochen
worden ist. Auch die Bestimmung der Soll-Position in dem Schritt 202 kann
entfallen, wenn diese durch Festlegung der Soll-Anzahl und des Dokumententyps
von vornherein vorbestimmt ist.
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In
dem Schritt 204 wird ein Prüfstrahl auf den Dokumentenstapel 110 gerichtet.
In dem Schritt 206 wird geprüft, ob die Ist-Position
an der der Prüfstrahl aus dem Dokumentenstapel 110 austritt
gleich der Soll-Position ist. Wenn dies der Fall ist, wird daraus
in dem Schritt 208 geschlussfolgert, dass die Ist-Anzahl der
Dokumente in dem Dokumentenstapel gleich der Soll-Anzahl ist und
ein entsprechendes Ausgabesignal wird generiert. Im gegenteiligen
Fall wird in dem Schritt 210 ein Ausgabesignal generiert,
um zu signalisieren, dass die Ist-Anzahl ungleich der Soll-Anzahl ist.
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Diese
Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist besonders vorteilhaft, wenn Sicherheit hinsichtlich
der Echtheit der Dokumente des Dokumentenstapels besteht. In diesem
Fall kann nämlich aus der Abweichung der Ist-Position von
der Soll-Position zusätzlich auch die Ist-Anzahl der Dokumente
bestimmt werden.
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Die 12 zeigt
eine alternative Ausführungsform, wobei die initialen Schritte 200 bis 206 identisch
zu der Ausführungsform der 11 sein können.
Im Unterschied zu der Ausführungsform der 11 wird
bei der Ausführungsform der 12 in dem
auf den Schritt 206 folgendem Schritt 308 aus der Übereinstimmung
der Ist-Position mit der Soll-Position geschlussfolgert, dass sämtliche
Dokumente des Dokumentenstapels echt sind. Dagegen wird in dem Schritt 310,
der auf den Schritt 206 folgt, wenn die Ist-Position nicht
mit der Soll-Position übereinstimmt, geschlussfolgert,
dass sich zumindest ein nicht-valides Dokument in dem Dokumentenstapel befindet.
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Die
Ausführungsform der 12 ist
besonders vorteilhaft für die Anwendungen, in denen Sicherheit
hinsichtlich der Ist-Anzahl der Dokumente in dem Dokumentenstapel
besteht. In diesem Fall ist also die in dem Schritt 200 in
der Ausführungsform der 12 eingegebene
Ist-Anzahl per Definitionen gleich der Soll-Anzahl. Dies ermöglicht
es aus der Abweichung der Ist-Position von der Soll-Position die Anzahl
der gefälschten Dokumente in dem Dokumentenstapel zu ermitteln.
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In
einer weiteren Ausführungsform ermittelt das Gerät
die Ist-Position mittels eines ortsaufgelösten Sensors 122 oder
eines beweglichen Sensors 122. Hieraus bestimmt ein Steuerungsgerät 124 die Anzahl
der Dokumente des Stapels 110 und gibt diese über
eine Ausgabe 126 aus. Eine derartige Ausführungsform
ist zum Beispiel in Kassiersystemen bevorzugt, wo Banknotenbündel
nicht standardisierter Dicke eingenommen und korrekt erfasst werden müssen.
-
- 100
- Dokument
- 102
- Strukturelement
- 104
- Strukturelement
- 106
- Dokumentenkörper
- 108
- Folie
- 110
- Dokumentenstapel
- 112
- Probestrahl
- 114
- Gerät
- 116
- Basisteil
- 118
- Rückenteil
- 120
- Strahlungsquelle
- 122
- Sensor
- 124
- Steuerungsgerät
- 126
- Ausgabe
- 127
- Speicher
- 128
- Prozessor
- 130
- Eingabevorrichtung
- 131
- Programminstruktionen
- 132
- Speicherbereich
- 134
- Speicherbereich
- 136
- Tabelle
- 138
- Tabelle
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - „Spektrum
der Wissenschaft”, Oktober 2006, Seiten 74 bis 81 [0008]
- - ”Electro-magnetic Resonances in Individual and Coupled
Split-Ring Resonators”, Journal of Applied Physics, Volume
92, No. 5, 1. September 2002, Seiten 2929 bis 2936 [0008]
- - http://de.wikipedia.org/wiki/metamaterial [0008]