DE102013205048A1 - Device and method for authenticating a value or security document - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Echtheitsüberprüfung eines Wert- oder Sicherheitsdokuments, wobei die Vorrichtung (1) zumindest eine erste Wechselspannungsquelle, einen ersten Transformator (3a) und zumindest eine erste Elektrode (4a) umfasst, wobei der erste Transformator (3a) eingangsseitig mit der ersten Wechselspannungsquelle und ausgangsseitig mit der ersten Elektrode (4a) elektrisch verbunden ist, wobei mittels der ersten Wechselspannungsquelle eine Ausgangsspannung mit einer ersten Amplitude und einer Anregungsfrequenz erzeugbar ist, wobei mittels des ersten Transformators (3a) die Ausgangsspannung in eine Anregungsspannung mit einer zweiten Amplitude transformierbar ist, wobei die ersten Elektrode (3a) in Abhängigkeit der Anregungsspannung ein elektrisches Anregungsfeld erzeugt, wobei der erste Transformator (3a) und die erste Elektrode (4a) derart ausgebildet sind, dass eine Resonanzfrequenz eines Resonanzschwingkreises, der zumindest eine Sekundärinduktivität des ersten Transformators (3a) und eine Kapazität der ersten Elektrode (4a) umfasst, größer als oder gleich 80 kHz ist.The invention relates to a method and a device for verifying the authenticity of a value or security document, the device (1) comprising at least a first AC voltage source, a first transformer (3a) and at least a first electrode (4a), the first transformer (3a) is electrically connected on the input side to the first AC voltage source and on the output side to the first electrode (4a), an output voltage having a first amplitude and an excitation frequency being able to be generated by means of the first AC voltage source, the output voltage being converted into an excitation voltage by means of the first transformer (3a) second amplitude is transformable, the first electrode (3a) generating an electrical excitation field as a function of the excitation voltage, the first transformer (3a) and the first electrode (4a) being designed in such a way that a resonance frequency of a resonant circuit which has at least one second inductance of the first transformer (3a) and a capacitance of the first electrode (4a), greater than or equal to 80 kHz.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Echtheitsüberprüfung eines Wert- oder Sicherheitsdokuments.The invention relates to an apparatus and a method for checking the authenticity of a value or security document.
Wert- oder Sicherheitsdokumente, wie beispielsweise Banknoten, Personaldokumente, Kreditkarten und dergleichen können sogenannte Sicherheits- oder Echtheitsmerkmale aufweisen, die auf oder im Dokument angebracht sind. Diese Sicherheitsmerkmale können z.B. von außen angeregt und bei oder nach der Anregung analysiert werden. Typische Echtheitsmerkmale sind fluoreszierende Pigmente, die bei Anregung mittels eines speziellen Sensors aufleuchten und hierdurch verifiziert werden können.Securities or security documents, such as banknotes, personal documents, credit cards and the like, may have so-called security or authenticity features attached to or in the document. These security features may e.g. be stimulated from the outside and analyzed at or after the suggestion. Typical authenticity features are fluorescent pigments which, when excited by a special sensor, can light up and be verified.
Auch ist es bekannt, elektrolumineszierende Pigmente in oder auf einem Wert- oder Sicherheitsdokument anzuordnen.It is also known to arrange electroluminescent pigments in or on a value or security document.
Die
Zum Anregen von elektrolumineszierenden Pigmenten in einem Wert- oder Sicherheitsdokument ist eine Luftstrecke zu überbrücken, die sich z.B. zwischen einer Elektrode und dem Wert- oder Sicherheitsdokument befindet. Hierbei bildet die Durchschlagsfestigkeit der Luft einen begrenzenden Faktor für das Anregungsfeld. In bisherigen Bauformen ergab sich für die dort vorliegenden Luftstrecken eine Anregungsfrequenz von einigen kHz und eine maximale Amplitude der Anregungsspannung größer 5 kV, insbesondere einige 5 kV.To excite electroluminescent pigments in a value or security document, an air gap must be bridged, e.g. between an electrode and the value or security document. Here, the dielectric strength of the air is a limiting factor for the excitation field. In previous designs, an excitation frequency of a few kHz and a maximum amplitude of the excitation voltage greater than 5 kV, in particular some 5 kV, were found for the air gaps present there.
Die
Es ist wünschenswert, Vorrichtungen zur Echtheitsüberprüfung z.B. in dezentrale, kleine Banknotenprüfgeräte oder in Bankautomaten zu integrieren. Hierzu ist es erforderlich, einen Bauraum einer solchen Vorrichtung zu reduzieren.It is desirable to provide authentication devices, e.g. to be integrated into decentralized, small banknote validators or ATMs. For this purpose, it is necessary to reduce a space of such a device.
Existierende Vorrichtungen zur Echtheitsüberprüfung erfüllen diese Anforderungen nicht in genügender Weise.Existing devices for authenticity verification do not meet these requirements in a satisfactory manner.
Es stellt sich das technische Problem, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Echtheitsüberprüfung eines Wert- oder Sicherheitsdokuments zu schaffen, wobei ein Bauraum der Vorrichtung minimiert und eine Betriebssicherheit der Vorrichtung erhöht wird.The technical problem arises of providing a device and a method for checking the authenticity of a value or security document, wherein a construction space of the device is minimized and an operational reliability of the device is increased.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 8. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution of the technical problem results from the objects with the features of
Es ist eine Grundidee der Erfindung, ein elektrisches Anregungsfeld mittels eines Resonanzschwingkreises zu erzeugen, wobei eine Resonanzfrequenz des Resonanzschwingkreises höher als bisher übliche Anregungsfrequenzen gewählt wird. Dies erlaubt in vorteilhafter Weise, eine Spannungsamplitude der Anregungsspannung zu reduzieren. Hierdurch wiederum kann ein Bauraum von Elementen des Resonanzschwingkreises reduziert werden.It is a basic idea of the invention to generate an electrical excitation field by means of a resonant circuit, wherein a resonance frequency of the resonant circuit is selected to be higher than usual excitation frequencies. This advantageously allows a voltage amplitude of the excitation voltage to be reduced. This in turn can be a space of elements of the resonant circuit can be reduced.
Vorgeschlagen wird eine Vorrichtung zur Echtheitsüberprüfung eines Wert- oder Sicherheitsdokuments. Als Sicherheitsdokument wird jedes Dokument bezeichnet, das eine physikalische Entität ist, die gegen ein unautorisiertes Herstellen und/oder Verfälschen durch Sicherheitsmerkmale geschützt ist. Sicherheitsmerkmale sind solche Merkmale, die ein Verfälschen und/oder Duplizieren gegenüber einem einfachen Kopieren zumindest erschweren. Physikalische Entitäten, die ein Sicherheitsmerkmal umfassen oder ausbilden, werden als Sicherheitselemente bezeichnet. Ein Sicherheitsdokument kann mehrere Sicherheitsmerkmale und/oder Sicherheitselemente umfassen. Im Sinne der hier festgelegten Definition stellt ein Sicherheitsdokument auch immer ein Sicherheitselement dar. Beispiele für Sicherheitsdokumente, welche auch Wertdokumente umfassen, die einen Wert repräsentieren, umfassen beispielsweise Reisepässe, Personalausweise, Führerscheine, Identitätskarten, Zutrittskontrollausweise, Krankenkassenkarten, Banknoten, Postwertzeichen, Bankkarten, Kreditkarten, Smartcards, Tickets und Etiketten.It proposes a device for checking the authenticity of a value or security document. A security document is any document that is a physical entity that is protected against unauthorized creation and / or corruption by security features. Security features are features that make it difficult to falsify and / or duplicate compared to a simple copy at least. Physical entities that include or form a security feature are referred to as security features. A security document may include multiple security features and / or security elements. For the purposes of the definition herein defined, a security document is always a security element. Examples of security documents that also include value documents representing value include, for example, passports, identity cards, driver's licenses, identity cards, access cards, health insurance cards, banknotes, postage stamps, bank cards, credit cards , Smart cards, tickets and labels.
Das Wert- oder Sicherheitsdokument kann ein elektrolumineszierendes Sicherheitsmerkmal aufweisen, welches zumindest bei einer Anregungsfrequenz in einem Hochspannungs-Wechselfeld luminesziert. Insbesondere kann das Wert- oder Sicherheitsdokument so genannte elektrolumineszierende Pigmente beinhalten.The value or security document may have an electroluminescent security feature which is at least one Excitation frequency luminesces in a high voltage alternating field. In particular, the value or security document may include so-called electroluminescent pigments.
Die Vorrichtung umfasst zumindest eine erste Wechselspannungsquelle, einen ersten Transformator und zumindest eine erste Elektrode. Der erste Transformator ist eingangsseitig mit der ersten Wechselspannungsquelle und ausgangsseitig mit der ersten Elektrode elektrisch verbunden. Mittels der ersten Wechselspannungsquelle ist eine Ausgangsspannung mit einer ersten Amplitude und einer Anregungsfrequenz erzeugbar. Mittels des Transformators ist die Ausgangsspannung in eine Anregungsspannung mit einer zweiten Amplitude transformierbar. Die zweite Amplitude kann hierbei höher als die erste Amplitude sein. Weiter erzeugt die erste Elektrode in Abhängigkeit der Anregungsspannung ein elektrisches Anregungsfeld. Dies bedeutet, dass sich, je nach Orientierung, Feldlinien des Anregungsfeldes von einer Oberfläche der ersten Elektrode weg oder zu der Oberfläche der Elektrode hin erstrecken. The device comprises at least a first AC voltage source, a first transformer and at least one first electrode. The first transformer is the input side to the first AC voltage source and the output side electrically connected to the first electrode. By means of the first AC voltage source, an output voltage having a first amplitude and an excitation frequency can be generated. By means of the transformer, the output voltage can be transformed into an excitation voltage having a second amplitude. The second amplitude may be higher than the first amplitude. Furthermore, the first electrode generates an electrical excitation field as a function of the excitation voltage. This means that, depending on the orientation, field lines of the excitation field extend away from a surface of the first electrode or toward the surface of the electrode.
Die Vorrichtung kann weiter ein Gehäuse umfassen, in welchem die erste Wechselspannungsquelle, der erste Transformator und die erste Elektrode angeordnet sind. Die erste Elektrode kann insbesondere an einem Rand des Gehäuses angeordnet sein, sodass sich die elektrischen Feldlinien von diesem Rand des Gehäuses weg oder zu diesem Rand des Gehäuses hin erstrecken.The device may further comprise a housing in which the first AC voltage source, the first transformer and the first electrode are arranged. The first electrode may in particular be arranged on an edge of the housing, so that the electric field lines extend away from this edge of the housing or towards this edge of the housing.
Das Gehäuse kann hierbei ein zumindest einseitig geöffnetes Einfuhrvolumen für das Wert- oder Sicherheitsdokument ausbilden. Insbesondere kann ein Randabschnitt oder können mehrere Randabschnitte des Gehäuses das Einfuhrvolumen umfassen oder begrenzen. Das Einfuhrvolumen kann z.B. durch zwei mit einem vorbestimmten Abstand beabstandete Oberflächen eines Randes des Gehäuses ausgebildet sein. In diesem Fall kann das Einfuhrvolumen als Einfuhrschacht ausgebildet sein, in welches das Wert- oder Sicherheitsdokument entlang eines Bewegungspfades eingeführt und aus welchem das Wert- oder Sicherheitsdokument, z.B. nach der Echtheitsüberprüfung, wieder ausgeführt wird. Das Einfuhrvolumen kann hierbei ein zu einer Seite oder zu mehreren Seiten hin geöffnetes Volumen sein.In this case, the housing can form an import volume, opened at least on one side, for the value or security document. In particular, an edge portion or several edge portions of the housing may include or limit the import volume. The import volume may e.g. be formed by two spaced apart with a predetermined distance surfaces of an edge of the housing. In this case, the import volume may be designed as an insertion slot into which the value or security document is inserted along a movement path and from which the value or security document, e.g. after the authenticity check, it is executed again. The import volume may be a volume opened to one side or to several sides.
Die erste Elektrode ist hierbei derart angeordnet, dass sich die elektrischen Feldlinien des Anregungsfeldes zumindest teilweise in das Einfuhrvolumen hin erstrecken oder durch das Einfuhrvolumen verlaufen. Somit kann ein in dem Einfuhrvolumen angeordnetes Wert- oder Sicherheitsdokument mit dem elektrischen Anregungsfeld beaufschlagt werden.The first electrode is in this case arranged such that the electric field lines of the excitation field extend at least partially into the import volume or run through the import volume. Thus, a value or security document arranged in the import volume can be subjected to the electrical excitation field.
Erfindungsgemäß sind der erste Transformator und die erste Elektrode derart ausgebildet, dass eine Resonanzfrequenz eines Resonanzschwingkreises, der zumindest eine Sekundärinduktivität des Transformators und eine Kapazität der ersten Elektrode umfasst, größer als oder gleich 80 kHz ist. According to the invention, the first transformer and the first electrode are formed such that a resonant frequency of a resonant circuit comprising at least one secondary inductance of the transformer and a capacitance of the first electrode is greater than or equal to 80 kHz.
In bisher üblichen Vorrichtungen zur Echtheitsüberprüfung wurden Anregungsfrequenzen von nur einigen kHz und Anregungsspannungen mit einer Amplitude größer 5 kV verwendet. In previously conventional devices for authenticity testing excitation frequencies of only a few kHz and excitation voltages were used with an amplitude greater than 5 kV.
Die vorgeschlagene Vorrichtung ist hierbei also mit einer sehr hohen Resonanzfrequenz betreibbar, wobei in diesem Fall auch die Anregungsfrequenz der Resonanzfrequenz entspricht. Die hohe Anregungsfrequenz bedingt in vorteilhafter Weise eine hohe Änderungsgeschwindigkeit einer Feldumkehr des elektrischen Anregungsfeldes (dU/dt). Da die Emissionsanregung von elektrolumineszierenden Pigmenten abhängig von der Änderungsgeschwindigkeit des Anregungsfeldes ist, kann somit die Amplitude der Anregungsspannung, also die zweite Amplitude, reduziert werden. Durch die Verringerung der Amplitude der Anregungsspannung wird auch die im Resonanzschwingkreis zu speichernde Energie, also die zu speichernde magnetische oder elektrische Energie, reduziert. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise, einen Bauraum z.B. des Transformators, zu verkleinern. Beispielsweise kann der für einen Ferritkern des Transformators, der zur Speicherung der magnetischen Energie dient, benötigte Bauraum bei einer niedrigeren Energie verringert werden. Gleichzeitig bewirkt die Verringerung der maximalen Spannung der Anregungsspannung einen verringerten Isolationsbedarf z.B. von Windungen des Transformators. Auch dies führt wiederum zu Verringerung von Bauraumanforderungen.The proposed device is therefore operable with a very high resonance frequency, in which case the excitation frequency also corresponds to the resonance frequency. The high excitation frequency advantageously causes a high rate of change of a field reversal of the electrical excitation field (dU / dt). Since the emission excitation of electroluminescent pigments is dependent on the rate of change of the excitation field, the amplitude of the excitation voltage, ie the second amplitude, can thus be reduced. By reducing the amplitude of the excitation voltage, the energy to be stored in the resonant circuit, ie the magnetic or electrical energy to be stored, is also reduced. This advantageously allows a space, e.g. of the transformer, to downsize. For example, the space required for a ferrite core of the transformer, which serves to store the magnetic energy, can be reduced at a lower power. At the same time, the reduction of the maximum voltage of the excitation voltage causes a reduced insulation requirement e.g. from windings of the transformer. Again, this leads to a reduction of space requirements.
Weiter ergibt sich vorteilhaft, dass sich bei Reduktion der Amplitude der Anregungsspannung auch eine verbesserte Betriebssicherheit des Transformators ergibt. Dieser speichert z.B. für einen menschlichen Benutzer, bei verringerter Amplitude der Anregungsspannung weniger Energie, die dem Nutzer z.B. bei Berührung gefährlich werden könnte. Furthermore, it is advantageous that the reduction of the amplitude of the excitation voltage also results in improved reliability of the transformer. This stores e.g. for a human user, with reduced amplitude of the excitation voltage, less energy available to the user e.g. could be dangerous if touched.
Vorzugsweise ist die Resonanzfrequenz größer als oder gleich 80 kHz. Weiterhin bevorzugt sind 150–250 kHz.Preferably, the resonant frequency is greater than or equal to 80 kHz. Further preferred are 150-250 kHz.
Die Erhöhung der Resonanzfrequenz und somit der Anregungsfrequenz ermöglicht in vorteilhafter Weise auch, dass eine Gefahr eines Luftdurchschlages beim Betrieb der Vorrichtung minimiert wird, da, wie vorhergehend erläutert, kleinere Amplituden der Anregungsspannung verwendet werden können.The increase in the resonant frequency and thus the excitation frequency advantageously also makes it possible to minimize the risk of air breakdown during operation of the device since, as explained above, smaller amplitudes of the excitation voltage can be used.
Es ist möglich, dass die Vorrichtung weiter eine Detektionseinrichtung zur Erfassung der von den elektrolumineszierenden Pigmenten emittierten Strahlung umfasst. Weiter kann die Vorrichtung zumindest ein optisches Element, beispielsweise eine Linse, umfassen, um einen gewünschten Strahlenverlauf der emittierten Strahlung zu gewährleisten.It is possible that the device further comprises a detection device for detecting the radiation emitted by the electroluminescent pigments. Next, the device comprise at least one optical element, such as a lens, to ensure a desired beam path of the emitted radiation.
Weiter kann die Vorrichtung zusätzliche Anregungseinrichtungen, insbesondere optische Anregungseinrichtungen, z.B. eine Einrichtung zur Erzeugung von UV-Strahlung, umfassen. Diese kann z.B. derart angeordnet sein, dass diese ebenfalls eine weitere Anregungsstrahlung in das vorhergehend erläuterte Einfuhrvolumen und somit hin zum Werte- oder Sicherheitsdokument emittiert.Furthermore, the device may comprise additional excitation means, in particular optical excitation means, e.g. a device for generating UV radiation include. This can e.g. be arranged so that it also emits a further excitation radiation in the above-explained import volume and thus towards the value or security document.
Weiter kann die Vorrichtung weitere Anregungseinrichtungen umfassen, die z.B. weitere Sicherheitspigmente auf oder in dem Wert- oder Sicherheitsdokument anregt. Somit kann z.B. eine zeitversetzte Anregung von elektrolumineszierenden Pigmenten und zusätzlichen Sicherheitspigmenten erfolgen. Z.B. kann gleichzeitig zur Beaufschlagung mit dem elektrischen Anregungsfeld eine Bestrahlung mit UV-Strahlung erfolgen. Auch können sogenannte photolumineszierende Pigmente angeregt und die von diesen Pigmenten emittierte Strahlung ausgewertet werden. Beispielsweise kann die Auswertung der von photolumineszierenden Pigmenten emittierte Strahlung als sogenannte Vordetektion genutzt werden. Somit kann eine Erzeugung des elektrischen Anregungsfeldes erst dann erfolgen, wenn mindestens ein Auswertekriterium bei der Auswertung der von photolumineszierenden Pigmenten emittierten Strahlung erfüllt ist. Furthermore, the device may comprise further excitation means, e.g. encourage further safety pigments on or in the asset or security document. Thus, e.g. a time-delayed excitation of electroluminescent pigments and additional security pigments done. For example, At the same time, irradiation with UV radiation can take place for exposure to the electrical excitation field. Also, so-called photoluminescent pigments can be excited and the radiation emitted by these pigments can be evaluated. For example, the evaluation of the radiation emitted by photoluminescent pigments can be used as so-called predetection. Thus, generation of the electrical excitation field can only take place if at least one evaluation criterion is fulfilled in the evaluation of the radiation emitted by photoluminescent pigments.
Der erste Transformator kann beispielsweise ein handelsübliches CCFL-Transformatordesign aufweisen. Somit verringern sich zusätzlich in vorteilhafter Weise Kosten bei der Realisierung der vorgeschlagenen Vorrichtung.For example, the first transformer may have a commercial CCFL transformer design. Thus, in addition advantageously reduce costs in the realization of the proposed device.
Einzelne oder alle der vorhergehend erläuterten Elemente der vorgeschlagenen Vorrichtung können z.B. in einem Modul angeordnet, z.B. vergossen, werden. Das entstehende Modul weist hierbei in vorteilhafter Weise eine kompakte Bauform aus. Derartige Module können beispielsweise in Bankautomaten integriert werden.Some or all of the above-explained elements of the proposed device may e.g. arranged in a module, e.g. to be shed. The resulting module advantageously has a compact design. Such modules can be integrated, for example, in ATMs.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Resonanzschwingkreis weiter eine Wicklungskapazität einer Sekundärwicklung des Transformators und eine resultierende Kapazität von Streukapazitäten. Hierbei bezeichnet die resultierende Kapazität von Streukapazitäten eine resultierende Kapazität von aufbaubedingten Streukapazitäten der Vorrichtung. Streukapazitäten ergeben sich z.B. aus Kapazitäten zwischen Elementen des Resonanzschwingkreises, beispielsweise einer Verdrahtung oder Teilen des Transformators, und einer Umgebung, beispielsweise einem Gehäuse.In a further embodiment, the resonant circuit further comprises a winding capacitance of a secondary winding of the transformer and a resulting capacitance of stray capacitances. Here, the resulting capacity of stray capacitances refers to a resulting capacitance of device-based stray capacitances of the device. Stray capacitances arise e.g. capacitances between elements of the resonant circuit, such as a wiring or parts of the transformer, and an environment, such as a housing.
In diesem Fall lässt sich eine Gesamtkapazität des Resonanzschwingkreises beispielsweise wie folgt berechnen:
Hierdurch wird in vorteilhafter Weise eine genauere Modellierung des Resonanzschwingkreises ermöglicht.As a result, a more accurate modeling of the resonant circuit is made possible in an advantageous manner.
Die Resonanzfrequenz des Resonanzschwingkreises kann beispielsweise als
Durch die Verringerung der Gesamtkapazität Cp kann somit in vorteilhafter Weise auf der einen Seite die Resonanzfrequenz erhöht, die maximal im Resonanzschwingkreis gespeicherte Energie jedoch erniedrigt werden. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise die Reduktion eines Bauraums der vorgeschlagenen Vorrichtung, da der Bauraum im Wesentlichen durch den erforderlichen Bauraum des Transformators und die notwendigen Isolationsmaßnahmen vorgegeben ist. Bei Verringerung der maximal im Resonanzschwingkreis gespeicherten Energie Es verringert sich somit auch der Bauraum des Transformators, wobei die hohe Resonanzfrequenz trotzdem eine zuverlässige Anregung von elektrolumineszierenden Pigmenten eines Wert- oder Sicherheitsdokuments ermöglicht.By reducing the total capacitance Cp, the resonance frequency can thus advantageously be increased on the one side, but the maximum energy stored in the resonant circuit can be lowered. This advantageously enables the reduction of a construction space of the proposed device, since the space is essentially determined by the required space of the transformer and the necessary insulation measures. When reducing the maximum stored in the resonant circuit energy It also reduces the space of the transformer, the high resonant frequency still allows reliable excitation of electroluminescent pigments of a value or security document.
Als weiter vorteilhafter Aspekt ergibt sich, dass bei einer Reduktion des Bauraums des Transformators sich ebenfalls die Wicklungskapazität Cw reduziert, wodurch sich wiederum, wie aus den Formeln 2 und 3 ersichtlich, die Resonanzfrequenz fres erhöht und die maximal im Resonanzschwingkreis gespeicherte Energie Es erniedrigt.A further advantageous aspect is that with a reduction in the installation space of the transformer, the winding capacitance Cw is likewise reduced, as a result of which, as can be seen from formulas 2 and 3, the resonance frequency fres increases and the maximum energy Es stored in the resonant circuit decreases.
Die erfindungsgemäße Wahl der Resonanzfrequenz bewirkt somit in vorteilhafter Weise eine Bauraumverkleinerung durch verschiedene Aspekte. The inventive choice of the resonant frequency thus advantageously causes a reduction in space through various aspects.
In einer weiteren Ausführungsform beträgt die Sekundärinduktivität des Transformators höchstens 0,8 H. Vorzugsweise beträgt die Sekundärinduktivität 0,1 H.In a further embodiment, the secondary inductance of the transformer is at most 0.8 H. Preferably, the secondary inductance is 0.1 H.
Alternativ oder kumulativ beträgt eine Gesamtkapazität Cp höchstens 30 pF. Vorzugsweise beträgt die Gesamtkapazität Cp des Schwingkreises 10 pF.Alternatively or cumulatively, a total capacity Cp is at most 30 pF. Preferably, the total capacitance Cp of the
Versuche haben ergeben, dass sich durch die vorgeschlagene Parameterwahl eine ausreichende Anregung mit einer maximalen Amplitude der Anregungsspannung von 3 kV ergibt. Eine maximal im Resonanzschwingkreis gespeicherte Energie Es beträgt hierbei ca. 0,05 mJ. Die Resonanzfrequenz kann hierbei 150 kHz erreichen. Ein Bauvolumen des Transformators kann in diesem Fall beispielsweise 24 × 20 × 15 mm betragen. Experiments have shown that the suggested parameter selection results in a sufficient excitation with a maximum amplitude of the excitation voltage of 3 kV. A maximum stored in the resonant circuit energy It is here about 0.05 mJ. The resonance frequency can reach 150 kHz. A construction volume of the transformer in this case may be, for example, 24 × 20 × 15 mm.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine weitere Elektrode. Hierbei kann sich das elektrische Anregungsfeld zwischen der ersten und der weiteren Elektrode ausbilden. Die weitere Elektrode kann insbesondere mit einem vorbestimmen Abstand von der ersten Elektrode beabstandet angeordnet sein. Weist die Vorrichtung das vorhergehend erläuterte Einfuhrvolumen auf, so kann die erste Elektrode auf oder an einer Oberfläche eines ersten Randabschnitts, beispielsweise eines Gehäuses der Vorrichtung, angeordnet sein, wobei die weitere Elektrode an einem weiteren Randabschnitt des Gehäuses angeordnet sein kann, der dem ersten Randabschnitt gegenüberliegt. Die Randabschnitte können hierbei das Einfuhrvolumen umfassen.In a further embodiment, the device comprises a further electrode. In this case, the electrical excitation field can form between the first and the further electrode. The further electrode may in particular be arranged at a predetermined distance from the first electrode. If the device has the previously explained import volume, the first electrode can be arranged on or on a surface of a first edge section, for example of a housing of the device, wherein the further electrode can be arranged on a further edge section of the housing, which is the first edge section opposite. The edge sections may include the import volume.
Hierdurch kann in vorteilhafter Weise ein gewünschter Verlauf des elektrischen Feldes erreicht werden.As a result, a desired course of the electric field can be achieved in an advantageous manner.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung einen weiteren Transformator, wobei der weitere Transformator eingangsseitig mit der ersten oder einer weiteren Spannungsquelle und ausgangsseitig mit der weiteren Elektrode elektrisch verbunden ist. Mittels des weiteren Transformators ist ausgangsseitig eine weitere Anregungsspannung erzeugbar. Die weitere Anregungsspannung weist einen Phasenversatz von 180° zur ersten Anregungsspannung auf. In a preferred embodiment, the device comprises a further transformer, wherein the further transformer is electrically connected on the input side to the first or a further voltage source and on the output side to the further electrode. By means of the further transformer, a further excitation voltage can be generated on the output side. The further excitation voltage has a phase offset of 180 ° to the first excitation voltage.
Ist der weitere Transformator eingangsseitig mit der ersten Spannungsquelle verbunden, so kann eine Amplitude der weiteren Anregungsspannung größer als die Amplitude der Ausgangsspannung der ersten Wechselspannungsquelle sein. Ist der weitere Transformator eingangsseitig mit einer weiteren Wechselspannungsquelle verbunden, so kann eine Ausgangsspannung des weiteren Transformators eine größere Amplitude als eine Ausgangsspannung der weiteren Wechselspannungsquelle aufweisen.If the further transformer is connected on the input side to the first voltage source, an amplitude of the further excitation voltage can be greater than the amplitude of the output voltage of the first AC voltage source. If the further transformer is connected on the input side to a further AC voltage source, then an output voltage of the further transformer can have a greater amplitude than an output voltage of the further AC voltage source.
Vorzugsweise weisen jedoch die erste Anregungsspannung, die vom ersten Transformator erzeugt wird, und die weitere Anregungsspannung, die vom weiteren Transformator erzeugt wird, Amplituden gleicher Höhe auf.Preferably, however, the first excitation voltage generated by the first transformer and the further excitation voltage generated by the further transformer have amplitudes of equal magnitude.
Durch den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Phasenversatz ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass eine maximale Amplitude der resultierenden Anregungsspannung, die das elektrische Anregungsfeld zwischen den Elektroden erzeugt, größer als, insbesondere doppelt so groß wie, die maximale Amplitude der ersten Anregungsspannung oder der weiteren Anregungsspannung ist. Beispielsweise kann eine resultierende Anregungsspannung mit einer maximalen Amplitude von 3 kV erzeugt werden, indem die vom ersten Transformator erzeugte Anregungsspannung eine maximale Amplitude von 1,5 kV und die vom weiteren Transformator erzeugte Anregungsspannung ebenfalls eine Amplitude von 1,5 kV aufweist.The phase offset proposed according to the invention advantageously results in that a maximum amplitude of the resulting excitation voltage which generates the electrical excitation field between the electrodes is greater than, in particular twice as large as, the maximum amplitude of the first excitation voltage or the further excitation voltage. For example, a resulting excitation voltage having a maximum amplitude of 3 kV can be generated by the excitation voltage generated by the first transformer having a maximum amplitude of 1.5 kV and the excitation voltage generated by the further transformer also having an amplitude of 1.5 kV.
Hierdurch können also in vorteilhafter Weise maximale Amplituden von Spannungen, die an der Sekundärseite des jeweiligen Transformators erzeugt werden, reduziert werden. Dies führt wiederum dazu, dass in vorteilhafter Weise ein Bauraum der Transformatoren und die Anforderungen an die Isolation reduziert werden kann.As a result, it is thus advantageously possible to reduce maximum amplitudes of voltages which are generated on the secondary side of the respective transformer. This in turn means that an installation space of the transformers and the requirements for the insulation can be reduced in an advantageous manner.
Dies wiederum ermöglicht in vorteilhafter Weise, dass miniaturisierte Trafodesigns zum Einsatz kommen, die handelsüblich zur Verfügung stehen. This in turn advantageously allows miniaturized transformer designs to be used which are commercially available.
So konnte in Versuchen gezeigt werden, dass eine Reduktion eines Bauvolumens auf 10 % des bisher üblichen Bauvolumens möglich ist.It could be shown in experiments that a reduction of a construction volume to 10% of the usual building volume is possible.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Vorrichtung derart ausgebildet, dass die Vorrichtung das vorhergehend erläuterte Einfuhrvolumen für das zu überprüfende Wert- oder Sicherheitsdokument ausbildet. Die erste und die weitere Elektrode sind auf gegenüberliegenden Seiten des Einführvolumens mit einem vorbestimmten ersten Abstand angeordnet. Weiter sind die erste und die weitere Elektrode quer zu einer Einführrichtung des Wert- oder Sicherheitsdokuments mit einem vorbestimmten weiteren Abstand beabstandet angeordnet.In a further embodiment, the device is designed such that the device forms the previously explained import volume for the value or security document to be checked. The first and the further electrodes are arranged on opposite sides of the insertion volume at a predetermined first distance. Further, the first and the further electrode are arranged transversely to an insertion direction of the value or security document at a predetermined further distance.
Die Einführrichtung kann hierbei beispielsweise als eine erste Richtung definiert werden. Der erste Abstand bezeichnet dann einen Abstand in einer zweiten Richtung, welche senkrecht zu der ersten Richtung orientiert ist. Weiter kann die zweite Richtung senkrecht zu einer Oberfläche eines zu überprüfenden Wert- oder Sicherheitsdokuments sein, wenn dieses im Einfuhrvolumen angeordnet ist. In diesem Fall ist es auch möglich, dass die zweite Richtung senkrecht zu Oberflächen von Randabschnitten des Gehäuses der Vorrichtung orientiert ist, wobei die Randabschnitte das Einfuhrvolumen zumindest teilweise umfassen. In diesem Fall sind also die erste und die weitere Elektrode, wie vorhergehend erläutert, auf gegenüberliegenden Seiten oder Randabschnitten des Gehäuses angeordnet.The insertion direction can be defined here, for example, as a first direction. The first distance then designates a distance in a second direction which is oriented perpendicular to the first direction. Further, the second direction may be perpendicular to a surface of a value or security document to be checked, if this is arranged in the import volume. In this case, it is also possible that the second direction is oriented perpendicular to surfaces of edge portions of the housing of the device, wherein the edge portions comprise the import volume at least partially. In this case, therefore, the first and the further electrode, as previously explained, arranged on opposite sides or edge portions of the housing.
Weiter können die erste und die weitere Elektrode in Bezug quer zur Einführrichtung, also in einer dritten Richtung, mit dem vorbestimmten weiteren Abstand beabstandet angeordnet sein, wobei die dritte Richtung senkrecht zur ersten Richtung und senkrecht zur zweiten Richtung orientiert ist.Furthermore, the first and the further electrodes can be arranged at a distance from the predetermined further spacing with respect to the insertion direction, that is to say in a third direction, the third direction being oriented perpendicular to the first direction and perpendicular to the second direction.
Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass das elektrische Feld, welches sich zwischen der ersten und der weiteren Elektrode bildet, sowohl Anteile in der zweiten Richtung als auch Anteile in der dritten Richtung umfasst. Hierbei können die Anteile in dritter Richtung wesentlich zur Anregung von elektrolumineszierenden Pigmenten in einem zu überprüfenden Wert- oder Sicherheitsdokument sein. This advantageously results in that the electric field which forms between the first and the further electrode comprises both portions in the second direction and portions in the third direction. In this case, the proportions in the third direction can be essential for the excitation of electroluminescent pigments in a value or security document to be checked.
Selbstverständlich sind auch weitere Anordnungen der Elektroden vorstellbar. Beispielsweise können die Elektroden auch, wie in der
In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der vorbestimmte erste Abstand zwischen 0,5 mm und 2,0 mm und der vorbestimmte weitere Abstand 1,0 mm bis 3,0 mm. In a preferred embodiment, the predetermined first distance is between 0.5 mm and 2.0 mm and the predetermined further distance is 1.0 mm to 3.0 mm.
Die vorgeschlagenen Abstände ergeben hierbei in vorteilhafter Weise eine Reduktion der Kapazität Ce der Kondensatoranordnung sowie eine Reduktion der resultierenden Streukapazitäten Cs. The proposed distances in this case advantageously result in a reduction of the capacitance Ce of the capacitor arrangement as well as a reduction of the resulting stray capacitances Cs.
Weiter vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Echtheitsüberprüfung eines Wert- oder Sicherheitsdokuments mittels einer Vorrichtung entsprechend einer der vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen. Hierbei wird mittels der ersten Wechselspannungsquelle die Ausgangsspannung mit der Resonanzfrequenz des Resonanzschwingkreises erzeugt. Umfasst die Vorrichtung zwei Wechselspannungsquellen, so werden die Ausgangsspannungen beider Wechselspannungsquellen jeweils mit der Resonanzfrequenz des Resonanzschwingkreises erzeugt. Wie vorhergehend beschrieben können in diesem Fall die Ausgangsspannungen der Wechselspannungsquellen mit einem Phasenversatz von 180° erzeugt werden. Weiter kann eine Amplitude der Ausgangsspannung(en) derart gewählt werden, dass die von dem Transformator/den Transformatoren erzeugte Anregungsspannung(en) eine gewünschte Amplitude aufweist.Further proposed is a method for checking the authenticity of a value or security document by means of a device according to one of the previously described embodiments. In this case, the output voltage is generated at the resonant frequency of the resonant circuit by means of the first AC voltage source. If the device comprises two alternating voltage sources, then the output voltages of both alternating voltage sources are respectively generated with the resonance frequency of the resonant circuit. As described above, in this case, the output voltages of the AC power sources can be generated with a phase shift of 180 °. Further, an amplitude of the output voltage (s) may be selected such that the excitation voltage (s) generated by the transformer (s) has a desired amplitude.
Durch das Betreiben des Resonanzschwingkreises in seiner Resonanzfrequenz wird in vorteilhafter Weise eine Energie zur Anregung der elektrolumineszierenden Pigmente reduziert. Da die Resonanzfrequenz jedoch, wie vorhergehend erläutert, einer hohen Anregungsfrequenz entspricht, kann die Anregung trotzdem mit einer Vorrichtung erfolgen, die einen geringen Bauraumbedarf aufweist.By operating the resonant resonant circuit in its resonant frequency, an energy for exciting the electroluminescent pigments is reduced in an advantageous manner. However, since the resonant frequency, as explained above, corresponds to a high excitation frequency, the excitation can nevertheless take place with a device which has a low space requirement.
In einer weiteren Ausführungsform weist eine Anregungsspannung eine Amplitude von maximal 3 kV auf. Werden Anregungsspannungen von zwei Transformatoren erzeugt, so kann eine Amplitude der einzelnen Anregungsspannungen maximal 1,5 kV betragen. In a further embodiment, an excitation voltage has an amplitude of at most 3 kV. If excitation voltages are generated by two transformers, an amplitude of the individual excitation voltages can amount to a maximum of 1.5 kV.
Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise die Erzeugung eines elektrischen Anregungsfeldes mit einer geringen Anregungsspannung, wodurch sich einerseits eine Betriebssicherheit für z.B. einen Nutzer erhöht und gleichzeitig die vorhergehend erläuterten reduzierten Anforderungen an einen Isolationsbedarf ergeben, die wiederum Bauraumanforderungen minimieren.This advantageously makes it possible to generate an electrical excitation field with a low excitation voltage, which on the one hand provides operational safety for e.g. Increase a user and at the same time provide the previously discussed reduced requirements for an insulation requirement, which in turn minimize space requirements.
In einer weiteren Ausführungsform wird zusätzlich zu einem Anregungsfeld eine weitere Anregungsstrahlung zur Anregung weiterer optischer Merkmale des Wert- oder Sicherheitsdokuments erzeugt wird. Die weitere Anregungsstrahlung kann insbesondere eine optische Strahlung, vorzugsweise eine UV-Strahlung oder eine IR-Strahlung sein.In a further embodiment, in addition to an excitation field, a further excitation radiation for excitation of further optical features of the value or security document is generated. The further excitation radiation may in particular be an optical radiation, preferably a UV radiation or an IR radiation.
Insbesondere können das Anregungsfeld und die weitere Anregungsstrahlung derart erzeugt werden, dass sie gleiche räumlich Abschnitte des Wert- oder Sicherheitsdokuments bestrahlen.In particular, the excitation field and the further excitation radiation can be generated in such a way that they irradiate the same spatial sections of the value or security document.
Hierdurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, weitere optische Sicherheitsmerkmale oder -elemente des Wert- oder Sicherheitsdokuments anzuregen und die aufgrund der weiteren Anregungsstrahlung von dem entsprechenden Merkmal emittierte Strahlung auszuwerten. Es ist insbesondere möglich, dass ein weiteres optisches Merkmal des elektrolumineszierenden Pigments angeregt wird. Hierbei kann das elektrolumineszierende Pigment neben den elektrolumineszierenden Eigenschaften auch photolumineszierende Eigenschaften aufweisen, die es erlauben, das elektrolumineszierende Pigment durch die weitere Anregungsstrahlung anzuregen. Durch die Anregung weitere optischer Merkmale und eine entsprechende Auswertung der von diesen emittierten Strahlung kann auch eine Verifikation in vorteilhafter Weise verbessert werden.In this way, it is advantageously possible to excite further optical security features or elements of the value or security document and to evaluate the radiation emitted by the corresponding feature due to the further excitation radiation. In particular, it is possible that a further optical feature of the electroluminescent pigment is excited. Here, the electroluminescent pigment in addition to the electroluminescent properties also have photoluminescent properties that allow the electroluminescent pigment through the stimulate further excitation radiation. By the excitation of further optical features and a corresponding evaluation of the radiation emitted by these, also a verification can be advantageously improved.
In einer weiteren Ausführungsform wird das Anregungsfeld erst erzeugt, wenn ein durch die weitere Anregungsstrahlung angeregtes optisches Merkmal detektiert wurde. Somit erfolgt das Erzeugen der Anregungsspannung erst, wenn ein durch die weitere Anregungsstrahlung angeregtes optisches Merkmal detektiert wurde. Die Anregungsspannung und somit das Anregungsfeld wird daher erst zeitlich nach der weiteren Anregungsstrahlung erzeugt.In a further embodiment, the excitation field is generated only when an optical feature excited by the further excitation radiation has been detected. Thus, the generation of the excitation voltage occurs only when an excited by the further excitation radiation optical feature was detected. The excitation voltage and thus the excitation field is therefore generated only after the further excitation radiation.
Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn, wie vorhergehend erläutert, das elektrolumineszierende Pigment neben den elektrolumineszierenden Eigenschaften auch photolumineszierende Eigenschaften aufweist. In diesem Fall wird durch die Detektion des optischen Merkmals nämlich sichergestellt, dass ein elektrolumineszierendes Pigment im Wert- oder Sicherheitsdokument enthalten ist. Vorzugsweise kann auch ein räumlicher Abschnitt des Wert- oder Sicherheitsdokuments bestimmt werden, in welchem das Pigment angeordnet ist. Dies ermöglicht nachfolgend eine gezielte Anregung der elektrolumineszierenden Eigenschaften. Gleichzeitig wird auch eine Betriebssicherheit erhöht, da ausgeschlossen werden kann, dass räumliche Abschnitte des Wert- oder Sicherheitsdokuments dem Anregungsfeld ausgesetzt werden, die keine elektrolumineszierenden Pigmente enthalten. Beispielsweise kann eine Plasmabildung und/oder ein Durchschlag vermieden werden, der/die entstehen würde, wenn Abschnitte des Wert- oder Sicherheitsdokuments mit einem Hologramm oder Sicherheitsfäden dem Anregungsfeld ausgesetzt werden.This is particularly advantageous if, as explained above, the electroluminescent pigment also has photoluminescent properties in addition to the electroluminescent properties. Namely, in this case, the detection of the optical characteristic ensures that an electroluminescent pigment is contained in the value or security document. Preferably, a spatial portion of the value or security document can be determined in which the pigment is arranged. This subsequently enables a targeted excitation of the electroluminescent properties. At the same time, operational reliability is also increased since it can be ruled out that spatial sections of the security document are exposed to the excitation field which contain no electroluminescent pigments. For example, plasma formation and / or breakdown that would occur when portions of the security document with a hologram or security threads are exposed to the excitation field can be avoided.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. The single FIGURE shows a schematic block diagram of a device according to the invention.
In
Jedes Modul
Weiter dargestellt ist ein Wert- oder Sicherheitsdokument
Weiter dargestellt ist, dass die Elektroden
Ein erster Resonanzschwingkreis wird durch eine Sekundärinduktivität des Transformators
Diese Anteile in der dritten Richtung x regen die elektrolumineszierenden Pigmente
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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