WO1999009527A1 - Constituting security elements with optical diffraction effect, and device for controlling such elements - Google Patents

Constituting security elements with optical diffraction effect, and device for controlling such elements Download PDF

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WO1999009527A1
WO1999009527A1 PCT/DE1998/001178 DE9801178W WO9909527A1 WO 1999009527 A1 WO1999009527 A1 WO 1999009527A1 DE 9801178 W DE9801178 W DE 9801178W WO 9909527 A1 WO9909527 A1 WO 9909527A1
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Frank Puttkammer
Torsten Wolf
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WHD elektronische Prüftechnik GmbH
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    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/02—Testing electrical properties of the materials thereof
    • G07D7/026—Testing electrical properties of the materials thereof using capacitive sensors
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
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    • G07D7/0032—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using security elements using holograms

Definitions

  • the invention relates to the construction of diffractive optical security elements
  • test object can be positioned very precisely.
  • the entire test process takes so long that these test methods are not used in high-speed processing machines.
  • EP 0 042 946 describes a device for
  • the object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art and a
  • the device is said to be used both in document processing machines and in manual testing devices
  • a quick testability provides a further security level at
  • Diffractive optically effective elements consist among other things of a metallized layer.
  • This metallization layer is electrically conductive. According to the layer thickness changes
  • the diffractive optically active element has according to the invention
  • a discontinuous metallization layer contains segments
  • the device has a capacitive scanner.
  • This scanner consists of
  • the scanner is in one
  • test device Activate the test device according to the invention.
  • a sensor carrier is preferably used for measurement errors. This sensor carrier takes them all
  • Transmitting electrodes with electrical energy are delayed by means of control electronics
  • control electronics contains as
  • the main components in addition to the power supply are a multiplexer and an oscillator
  • the signal pattern depends on the
  • diffractive elements have a discontinuous metallization layer, so
  • Reference signal images provide a classifying signal for further processing.
  • Evaluation electronics carries.
  • test facility located within document processing machines,
  • the transmitting and receiving electrodes is pressed.
  • the received signals are by means of
  • Copiers, optical image scanners or fax machines are similar.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a document with OVD
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a document with OVD
  • Fig. 3 shows a schematic representation of a document with OVD
  • Fig. 4 shows a schematic representation of a document with OVD
  • Fig. 5 shows a schematic representation of a document with OVD
  • Fig. 7 schematic representation of the scanner with a variety of transmit and
  • Fig. 8 is a schematic representation of the scanner with a transmit and a
  • FIG. 9 schematic representation of the scanner with a variety of transmit and
  • Fig. 10 schematic representation of the scanner and one to be tested
  • FIG. 11 shows a schematic section through an OVD with demetalized segments
  • FIGS. 1 to 5 each show documents
  • FIG. 1 shows the schematic structure of an OVD 1 with a metallization layer 2
  • the metallization layer 2 has a demetallized zone 3.
  • the metallization layer 2 has a demetallized zone 3. In top view
  • the demetallized zone 3 has the shape of a meander.
  • Zone 3 in the form of a meander is larger than the smallest distance between two electrodes.
  • the capacitive scanner consists of a large number of adjacent ones
  • Fig. 2 shows the schematic structure of an OVD, in which alternately metallized
  • zones 7, 8 which are strip-shaped in plan view run parallel or
  • the distance between two zones of the same electrical conductivity is between 0.2 and
  • Document transport direction are alternately metallized strip-shaped zones 7 and
  • demetallized strip-shaped zones arranged.
  • the metallized zones 7 are by a
  • Strip-shaped demetalized zone 9 running perpendicular to it is interrupted. 5 shows a document with several OVD's. The targeted combination
  • FIG. 6 shows the block diagram of a test device according to the invention, consisting of a
  • Control electronics a capacitive scanner 4 and evaluation electronics.
  • Control electronics essentially contain one in addition to the power supply
  • Demultiplexer 10 an oscillator 11 for providing the energy for the transmission electrodes
  • the evaluation electronics mainly consists of a power supply, a
  • Amplifier 13 a demodulator 14, a comparator 15, a microprocessor 16 with
  • the transmitter and receiver electrodes are cast in a sensor carrier. This
  • strip-shaped receiving electrode runs across the document feed direction.
  • Transmitting electrodes are arranged parallel to the receiving electrode. The distance one
  • Transmitting electrode to receiving electrode becomes electrical by the document typical
  • Transmitting electrodes are given the ability to work capacitively in the longitudinal axis
  • Scanners 4 capture several electrically conductive features simultaneously. The one with this
  • the arrangement achievable resolution depends on the number of transmitting electrodes used.
  • the resolution is at one scannable point per mm
  • the transmission electrodes are controlled in succession by a multiplexer 10.
  • FIG. 7 shows the schematic representation of the scanner 4 with a multiplicity of transmission electrodes
  • Fig. 6 block diagram shown.
  • Scanners with a transmitting electrode 17 and a plurality of receiving electrodes 18.
  • the signals of the receiving electrodes 18 are processed by means of multiplexers.
  • the further evaluation electronics consisting of power supply, an amplifier, a
  • Demodulator a comparator, a microprocessor with memory and filters for
  • Fig. 9 shows the schematic representation of a further embodiment of the capacitive
  • Receiving electrodes 20 These are alternately arranged in a row.
  • Evaluation signals of the receiving electrodes 20 by means of multiplex or demultiplexing
  • FIG. 10 shows a schematic illustration of the capacitive scanner 4 and one to
  • the OVD contains partial metallizations 21
  • FIG. 11 shows a schematic section through an OVD with a carrier layer 23 and one
  • the partially metallic layer 24 includes several
  • demetallized segments 25 In FIG. 12 the associated evaluation signal is in one
  • FIG. 13 shows a schematic section through an OVD with a carrier layer 26 and one
  • discontinuous metallization layer 27 The discontinuous metallization
  • Layer 27 contains segments 28, 29, 30, 31, 32 with different electrical
  • the associated evaluation signal is in a voltage-time
  • the diffractive optical security element also other electrically conductive
  • Inspection characteristics e.g. an electrically conductive security thread or coding

Abstract

The invention concerns the constitution of security elements with optical diffraction effect, and a device for controlling such elements. The use of holograms and other security elements with optical diffraction effect for protecting documents and other valuable papers, as well as bank notes against forgery is becoming more and more frequent presently. The element with optical diffraction effect comprises a discontinuous metal coating and/or partial metal coats and/or metal coat zones in different planes, representing an electric data coding, corresponding to the objective. The device comprises a scanner with capacitive functioning. Said scanner consists of a plurality of emitting electrodes placed side by side and a receiving electrode extending parallel to said emitting electrodes arrangement.

Description

Aufbau beugungsoptisch wirksamer Sicherheitselemente und Vorrichtung zur Prüfung derartiger ElementeStructure of diffractive optical security elements and device for testing such elements
Die Erfindung bezieht sich auf den Aufbau beugungsoptisch wirksamer SicherheitsselementeThe invention relates to the construction of diffractive optical security elements
und eine Vorrichtung zur Prüfung derartiger Elemente.and a device for testing such elements.
Bisher werden Dokumente mit beugungsoptisch wirksamen Sicherheitselementen,So far, documents with diffractive optical security elements,
insbesondere Hologrammen, mit aufwendiger optischer Prüftechnik kontrolliert. Dabei mußespecially holograms, checked with complex optical testing technology. It must
das Prüfobjekt sehr genau positioniert werden. Der gesamte Prüfprozeß dauert dabei so lange, daß diese Prüfverfahren in schnellaufenden Bearbeitungsmaschinen keine Anwendung finden.the test object can be positioned very precisely. The entire test process takes so long that these test methods are not used in high-speed processing machines.
Ein Test beispielsweise von Dokumenten mit sogenannten OVD's optical variable device istA test, for example, of documents with so-called OVD's optical variable device is
innerhalb einer Dokumentenbearbeiningsmaschine nicht möglich, da diese mit hohennot possible within a document processing machine, since these with high
Geschwindigkeiten arbeitet. Die DE 27 47 156 beschreibt ein Verfahren und ein Prüfgerät zur Echtheitsprüfung holographisch abgesicherter Identitätskarten. Das OVD wird reproduziertSpeeds works. DE 27 47 156 describes a method and a testing device for checking the authenticity of holographically secured identity cards. The OVD is reproduced
und eine Sichtkontrolle durchgeführt. Für eine schnelle, effiziente, personenunabhängigeand carried out a visual inspection. For a fast, efficient, person-independent
Prüfung ist dieses Verfahren nicht geeignet. In der EP 0 042 946 wird eine Vorrichtung zurThis method is not suitable for testing. EP 0 042 946 describes a device for
Erzeugung von Abtastmustern beschrieben, die mittels Laser, Spiegel- und Linsensystem sowie einem Photodetektor geprüft werden. Der ökonomische Aufwand ist auch in diesemGeneration of scanning patterns described, which are checked using a laser, mirror and lens system and a photodetector. The economic effort is also in this
Fall sehr hoch. Er würde noch weiter steigen, wenn das Prüfgut unsortiert kontrolliert werden soll. Um eine Vorsortierung zu vermeiden, wäre eine mehrfache Anordnung desCase very high. It would increase even further if the test material was to be checked unsorted. In order to avoid pre-sorting, a multiple arrangement of the
Echtheitsprüfsystems notwendig. Bekannt sind weiterhin Demetallisierungen inAuthenticity checking system necessary. Demetallizations are also known in
beugungsoptisch wirksamen Sicherheitselementen zur Erreichung von optischen Effekten, die bislang nur mittels optischer Verfahren geprüft werden. Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und einenDiffractive optical security elements to achieve optical effects, which have so far only been checked using optical methods. The object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art and a
Aufbau beugungsoptisch wirksamer Sicherheitselemente, insbesondere OVD's, HologrammenDevelopment of diffractive optical security elements, especially OVD's, holograms
oder Kinegrammen, vorzuschlagen, die schnell, personenunabhängig und mit geringemor kinegrams to propose that quickly, regardless of person and with little
Aufwand zu prüfen sind. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zurEffort to be checked. Furthermore, it is an object of the invention to provide a device for
Prüfung von Dokumenten vorzuschlagen, die derartige Sicherheitselemente enthalten. DiePropose review of documents that contain such security elements. The
Vorrichtung soll sowohl in Dokumentenbearbeitungsmaschinen, als auch in HandprüfgerätenThe device is said to be used both in document processing machines and in manual testing devices
zur Prüfung von Dokumenten mit beugungsoptisch wirksamen Sicherheitselementenfor checking documents with security elements effective in diffraction optics
Anwendung finden.Find application.
Diese Aufgabenstellung wird durch die nachfolgende Erfindungsbeschreibung gelöst.This task is solved by the following description of the invention.
Der Einsatz von Hologrammen und anderen beugungsoptisch wirksamenThe use of holograms and other diffractive optics
Sicherheitselementen zur Sicherung von Urkunden und anderen Wertpapieren sowieSecurity elements for securing documents and other securities as well
Banknoten gegen Fälschungen ist gegenwärtig immer häufiger anzutreffen. DerartigeBanknotes against counterfeiting are currently becoming increasingly common. such
Dokumente sind z.B. die DM-Banknoten der Ausgabe 1997, die neben dem elektrischDocuments are e.g. the DM banknotes of the 1997 edition, which in addition to the electrical
leitenden Sicherheitsstreifen ein beugungsoptisch wirksames Sicherheitselement in Formconductive security strips in the form of a diffractive optical security element
eines Kinegramms besitzen. Eine schnelle Prüfbarkeit stellt eine weitere Sicherheitsstufe beimown a kinegram. A quick testability provides a further security level at
Bewerten der beugungsoptisch wirksamen Elemente als Echtheitsmerkmal dar.Assess the diffractive optically effective elements as authenticity.
Beugungsoptisch wirksame Elemente bestehen unter anderem aus einer metallisierten Schicht.Diffractive optically effective elements consist among other things of a metallized layer.
Diese Metallisierungsschicht ist elektrisch leitend. Entsprechend der Schichtdicke ändert sichThis metallization layer is electrically conductive. According to the layer thickness changes
die elektrische Leitfähigkeit. Das beugungsoptisch wirksame Element weist erfindungsgemäßthe electrical conductivity. The diffractive optically active element has according to the invention
eine diskontinuierliche Metallisierungsschicht und/oder partiell metallische Schichtena discontinuous metallization layer and / or partially metallic layers
und/oder Zonen metallischer Schichten in unterschiedlichen Ebenen auf, die eineand / or zones of metallic layers in different levels, one
zielgerichtete elektrische Kodierung von Informationen darstellen. Die Form der Kodierung gleicht dabei geometrischen Figuren, insbesondere Linien, Gitterlinien, bogen unα/oαerRepresent targeted electrical coding of information. The form of coding resembles geometric figures, in particular lines, grid lines, and arcs
Kreisen, die sowohl regelmäßig als auch unregelmäßig angeordnet sind. Eine partiellCircles that are both regular and irregular. Partially
metallische Schicht, die oberhalb einer Trägerschicht angeordnet ist, beinhaltet mehreremetallic layer, which is arranged above a carrier layer, contains several
demetallisierte Segmente. Eine diskontinuierliche Metallisierungsschicht beinhaltet Segmentedemetallized segments. A discontinuous metallization layer contains segments
mit unterschiedlicher elektrischer Leitfähigkeit.with different electrical conductivity.
Die Vorrichtung weist einen kapazitiv arbeitenden Scanner auf. Dieser Scanner besteht ausThe device has a capacitive scanner. This scanner consists of
einer Vielzahl nebeneinanderliegender Sendeelektroden und einer parallel zu diesera multiplicity of adjacent transmission electrodes and one parallel to this
Aneinanderreihung liegenden Empfangselektrode. Der Scanner ist in einerSeries of receiving electrodes. The scanner is in one
Dokumentenbearbeitungsmaschine so angeordnet, daß die in üblichenDocument processing machine arranged so that the usual
Dokumentenbearbeitungsmaschinen vorhandenen optischen oder mechanischen Sensoren dieDocument processing machines existing optical or mechanical sensors
erfindungsgemäße Prüfvorrichtung aktivieren. Zur Verminderung von Detektions- undActivate the test device according to the invention. To reduce detection and
Meßfehlern wird vorzugsweise ein Sensorträger verwendet. Dieser Sensorträger nimmt alleA sensor carrier is preferably used for measurement errors. This sensor carrier takes them all
Sensoren zur Prüfung auf. Die Abstände zwischen den Sensoren werden so minimiert und dieSensors for testing on. The distances between the sensors are minimized and the
Sensoren immer in definierter Lage angeordnet. Die Ansteuerung der einzelnenSensors always arranged in a defined position. The control of the individual
Sendeelektroden mit elektrischer Energie erfolgt zeitversetzt mittels einer AnsteuerelektronikTransmitting electrodes with electrical energy are delayed by means of control electronics
mit einer Umschaltfrequenz im kHz-Bereich. Die Ansteuerelektronik enthält alswith a switching frequency in the kHz range. The control electronics contains as
Hauptbestandteile neben der Stromversorgung einen Multiplexer, einen Oszillator zurThe main components in addition to the power supply are a multiplexer and an oscillator
Bereitstellung der Energie für die Sendeelektroden und einen Oszillator zur Ansteuerung desProvision of the energy for the transmitter electrodes and an oscillator for controlling the
Multiplexers.Multiplexers.
Die Energie der jeweils angesteuerten Sendeelektrode wird im Falle elektrischer LeitfähigkeitIn the case of electrical conductivity, the energy of the respective controlled transmission electrode becomes
zwischen dieser Sende- und der Empfangselektrode kapazitiv überkoppelt. Ist kein elektrischcapacitively coupled over between this transmitting and the receiving electrode. Is not electrical
leitendes Merkmal vorhanden, findet keine Energieübertragung zwischen angesteuerter Sendeelektrode und der Empfangselektrode statt. Der Signalverlauf an der Emptangselektroαeconductive feature exists, there is no energy transfer between the controlled Transmitting electrode and the receiving electrode instead. The waveform at the receiving electro
wird in ein entsprechendes Signalbild umgewandelt. Das Signalbild ist abhängig von deris converted into a corresponding signal image. The signal pattern depends on the
Struktur der metallisierten Schicht des beugungsoptisch wirksamen Elements. Weisen dieStructure of the metallized layer of the diffractive optical element. Assign the
beugungsoptisch wirksamen Elemente eine diskontinuierliche Metallisierungsschicht auf, sodiffractive elements have a discontinuous metallization layer, so
besitzen mehrere Segmente der Metallisierungsschicht unterschiedliche elektrischehave several segments of the metallization layer different electrical
Leitfähigkeiten. Eine der Empfangselektrode nachfolgende Auswerteelektronik vergleicht dasConductivities. An electronic evaluation system following the receiving electrode compares this
Signalbild des Prüflings mit entsprechenden Referenzsignalen. Die AuswerteelektronikSignal image of the device under test with corresponding reference signals. The evaluation electronics
besteht im Wesentlichen aus einer Stromversorgung, einem Verstärker, einem Demodulator,consists essentially of a power supply, an amplifier, a demodulator,
einem Komparator, einem Mikroprozessor mit Speicher sowie Filtern zur Unterdrückung vona comparator, a microprocessor with memory and filters to suppress
Fremd- und Störsignalen.Foreign and interference signals.
In einem Speicher sind neben der Software für den Mikroprozessor ReferenzsignalbilderIn addition to the software for the microprocessor, there are reference signal images in a memory
gespeichert, die mit dem abgetasteten Signalbild des Prüfdokuments verglichen werden. Dastored, which are compared with the scanned signal image of the test document. There
der Scanner über die gesamte Breite des Dokuments hinausgeht, wird jedes elektrisch leitendethe scanner goes beyond the entire width of the document, each becomes electrically conductive
Merkmal mit erfindungsgemäßer Vorrichtung erfaßt. Der Vergleich mit denFeature detected with the inventive device. The comparison with the
Referenzsignalbildern liefert ein klassifizierendes Signal zur Weiterverarbeitung.Reference signal images provide a classifying signal for further processing.
Dementsprechend könnte beispiels-weise ein als Falsifikat erkanntes Dokument aussortiertAccordingly, a document recognized as a false certificate could be sorted out, for example
werden, indem die Prüfeinrichtung gestoppt wird. Um Störeinflüsse zu verringern, wird derby stopping the test equipment. To reduce interference, the
Sensorträger kompakt mit einer Platine verbunden, welche die Ansteuer- und dieSensor carrier compactly connected to a circuit board, which the control and
Auswerteelektronik trägt.Evaluation electronics carries.
Die gesamte Prüfeinrichtung befindet sich innerhalb von Dokumentenbearbeitungsmaschinen,The entire test facility is located within document processing machines,
so daß der Platzbedarf relativ klein gehalten wird. Die Sende- und Empfangselektrodenso that the space requirement is kept relatively small. The transmit and receive electrodes
werden über- oder unterhalb der Dokumente in Dokumentenbearbeitungsmaschinen sobecome above or below the documents in document processing machines
angeordnet, daß ein sicheres Abtasten gewährleistet ist. Dies geschieht z.B. mit Hilfe von Bändern oder im Bereich von Umlenkeinrichtungen, so daß das Dokument beim Transport anarranged that a safe scanning is guaranteed. This is done, for example, with the help of Belts or in the area of deflection devices, so that the document during transport
die Sende- und Empfangselektroden gedrückt wird.the transmitting and receiving electrodes is pressed.
In Abwandlung der Elektrodenanordnung liegt im Bereich der Erfindung, eine langgestreckteIn a modification of the electrode arrangement, an elongated one is within the scope of the invention
Sendeelektrode parallel zu einer Aneinanderreihung einer Vielzahl nebeneinanderliegenderTransmitting electrode parallel to a series of a large number of adjacent
Empfangselektroden anzuordnen. In diesem Fall werden die empfangenen Signale mittelsArrange receiving electrodes. In this case, the received signals are by means of
Multiplexer verarbeitet. Die weitere Auswerteelektronik entspricht der bereits beschriebenen.Multiplexer processed. The other evaluation electronics correspond to those already described.
Eine weitere Ausgestaltung der Sende- und Empfangselektroden ist dadurch gekennzeichnet,A further embodiment of the transmitting and receiving electrodes is characterized in that
daß eine Vielzahl von Sende- und Empfangselektroden nebeneinander und/oder in Reihethat a plurality of transmitting and receiving electrodes side by side and / or in series
angeordnet sind. Sowohl die Ansteuerung als auch der Empfang der Signale werden nach demare arranged. Both the control and the reception of the signals are after the
Multiplex- bzw. Demultiplexverfahren verarbeitet.Multiplex or demultiplexing processes.
Zum Einsatz in Handgeräten enthalten diese analog entsprechende Vorrichtungen zumFor use in handheld devices, they contain corresponding devices for analog
Transport des Dokuments oder des Scanners, deren Funktion den Transportvorrichtungen inTransport of the document or scanner, the function of which in the transport devices
Kopierern, optischen Bildeinzugsscannern oder Faxgeräten gleicht.Copiers, optical image scanners or fax machines are similar.
In Abwandlung dazu ist eine Vorrichtung vorgesehen, die mittels Anschlagelementen dieIn a modification to this, a device is provided which by means of stop elements
Position von kapazitiv arbeitendem Scanner erfindungsgemäßer Prüfvorrichtung zumPosition of capacitively operating scanner according to the test device according to the invention
Dokument definiert. In diesem Fall wird das Dokument nur im Bereich der Sende- undDocument defined. In this case, the document is only in the area of broadcast and
Empfangselektroden geprüft.Receiving electrodes checked.
Die Merkmale der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung undThe features of the invention go beyond the claims also from the description and
den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zuthe drawings, the individual features each individually or to
mehreren in Form von Unterkombinationen vorteilhafte, schutzfänige Ausführungenseveral advantageous protective versions in the form of sub-combinations
darstellen, für die hier Schutz beansprucht wird. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind inrepresent, for which protection is claimed here. Embodiments of the invention are in
den Zeichnungen dargestellt und werden in den folgenden Ausführungsbeispielen näherthe drawings and are shown in the following examples
erläutert. eichnungen zeigen:explained. show calibrations:
Fig. 1 schematische Darstellung eines Dokuments mit OVD mitFig. 1 shows a schematic representation of a document with OVD
mäanderformigen demetallisierten Schichten,meandering demetallized layers,
Fig. 2 schematische Darstellung eines Dokuments mit OVD mitFig. 2 shows a schematic representation of a document with OVD
streifenförmigen demetallisierten Schichten,strip-shaped demetallized layers,
Fig. 3 schematische Darstellung eines Dokuments mit OVD mitFig. 3 shows a schematic representation of a document with OVD
streifenförmigen demetallisierten Schichten,strip-shaped demetallized layers,
Fig. 4 schematische Darstellung eines Dokuments mit OVD mitFig. 4 shows a schematic representation of a document with OVD
gitterformigen demetallisierten Schichten,latticed demetallized layers,
Fig. 5 schematische Darstellung eines Dokuments mit OVD mitFig. 5 shows a schematic representation of a document with OVD
mehreren Sicherheitselementen,several security elements,
Fig. 6 Blockschaltbild einer Prüfvorrichtung,6 block diagram of a test device,
Fig. 7 schematische Darstellung des Scanners mit einer Vielzahl von Sende- undFig. 7 schematic representation of the scanner with a variety of transmit and
einer Empfangselektrode,a receiving electrode,
Fig. 8 schematische Darstellung des Scanners mit einer Sende- und einerFig. 8 is a schematic representation of the scanner with a transmit and a
Vielzahl von Empfangselektroden,Variety of receiving electrodes,
Fig. 9 schematische Darstellung des Scanners mit einer Vielzahl von Sende- undFig. 9 schematic representation of the scanner with a variety of transmit and
Empfangselektroden,Receiving electrodes,
Fig. 10 schematische Darstellung des Scanners und eines zu prüfendenFig. 10 schematic representation of the scanner and one to be tested
Dokuments in Seitenansicht,Side view of the document,
Fig. 11 schematischer Schnitt durch ein OVD mit demetallisierten Segmenten11 shows a schematic section through an OVD with demetalized segments
Fig. 12 Spannungs-Zeit-Diagramm des Auswertesignals Fig. 13 schematischer Schnitt durch ein OVD mit diskontinuierlicnerFig. 12 voltage-time diagram of the evaluation signal Fig. 13 schematic section through an OVD with discontinulicner
MetallisierungsschichtMetallization layer
Fig. 14 Spannungs-Zeit-Diagramm des AuswertesignalsFig. 14 voltage-time diagram of the evaluation signal
Die in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Beispiele zeigen jeweils Dokumente mitThe examples shown in FIGS. 1 to 5 each show documents
erfindungsgemäßen Sicherheitselementen, wobei der kapazitiv arbeitende ScannerSecurity elements according to the invention, the capacitively operating scanner
erfindungsgemäßer Vorrichtung ebenfalls schematisch dargestellt ist.device according to the invention is also shown schematically.
In Fig. 1 ist der schematische Aufbau eines OVD's 1 mit einer Metallisierungsschicht 21 shows the schematic structure of an OVD 1 with a metallization layer 2
dargestellt. Die Metallisierungsschicht 2 weist eine demetallisierte Zone 3 auf. In Draufsichtshown. The metallization layer 2 has a demetallized zone 3. In top view
besitzt die demetallisierte Zone 3 die Form eines Mäanders. Die Breite der demetallisiertenthe demetallized zone 3 has the shape of a meander. The width of the demetallized
Zone 3 in Form eines Mäanders ist dabei größer als der kleinste Abstand zweier Elektroden.Zone 3 in the form of a meander is larger than the smallest distance between two electrodes.
Der kapazitiv arbeitende Scanner besteht aus einer Vielzahl nebeneinanderliegenderThe capacitive scanner consists of a large number of adjacent ones
Sendeelektroden 5 und einer parallel zu dieser Aneinanderreihung liegendenTransmitting electrodes 5 and a parallel to this series
Empfangselektrode 6.Receive electrode 6.
Fig. 2 zeigt den schematischen Aufbau eines OVD, bei dem abwechselnd metallisierteFig. 2 shows the schematic structure of an OVD, in which alternately metallized
streifenförmige Zonen 7 und demetallisierte streifenförmige Zonen 8 parallel zueinanderstrip-shaped zones 7 and demetallised strip-shaped zones 8 parallel to one another
angeordnet sind. Die in Draufsicht streifenförmigen Zonen 7, 8 verlaufen dabei parallel oderare arranged. The zones 7, 8 which are strip-shaped in plan view run parallel or
senkrecht zur Dokumententransportrichtung. Letzterer Fall ist in Fig. 3 dargestellt. Derperpendicular to the document transport direction. The latter case is shown in Fig. 3. The
Abstand zwischen zwei Zonen gleicher elektrischer Leitfähigkeit beträgt zwischen 0,2 undThe distance between two zones of the same electrical conductivity is between 0.2 and
1,0 mm. Die Breiten der Zonen gleicher elektrischer Leitfähigkeit variieren dabei.1.0 mm. The widths of the zones with the same electrical conductivity vary.
Eine Kombination der Merkmale der Beispiele 2 und 3 ist in Fig. 4 dargestellt. Parallel zurA combination of the features of Examples 2 and 3 is shown in FIG. 4. Parallel to
Dokumententransportrichtung sind abwechselnd metallisierte streifenförmige Zonen 7 undDocument transport direction are alternately metallized strip-shaped zones 7 and
demetallisierte streifenförmige Zonen angeordnet. Die metallisierten Zonen 7 sind durch einedemetallized strip-shaped zones arranged. The metallized zones 7 are by a
senkrecht dazu verlaufende streifenförmige demetallisierte Zone 9 unterbrochen. Die Fig. 5 zeigt ein Dokument mit mehreren OVD's. Die gezielte KombinationStrip-shaped demetalized zone 9 running perpendicular to it is interrupted. 5 shows a document with several OVD's. The targeted combination
beugungsoptisch wirksamer Sicherheitselemente ergibt eine weitere Kodierung. Dadurch wirdDiffractive optical security elements result in a further coding. This will
die Prüfsicherheit erhöht.test reliability increased.
Die Fig. 6 bis 9 stellen das Blockschaltbild sowie verschiedene Ausgestaltungsformen des6 to 9 represent the block diagram and various configurations of the
kapazitiv arbeitenden Scanners 4 dar.capacitive scanner 4.
Fig. 6 zeigt das Blockschaltbild erfmdungsgemäßer Prüfvorrichtung, bestehend aus einer6 shows the block diagram of a test device according to the invention, consisting of a
Ansteuerelektronik, einem kapazitiv arbeitenden Scanner 4 und einer Auswerteelektronik. DieControl electronics, a capacitive scanner 4 and evaluation electronics. The
Ansteuerelektronik enthält im Wesentlichen neben der Stromversorgung einenControl electronics essentially contain one in addition to the power supply
Demultiplexer 10, einen Oszillator 11 zur Bereitstellung der Energie für die SendeelektrodenDemultiplexer 10, an oscillator 11 for providing the energy for the transmission electrodes
und einen Oszillator 12 zur Ansteuerung des Demultiplexers.and an oscillator 12 for driving the demultiplexer.
Die Auswerteelektronik besteht hauptsächlich aus einer Stromversorgung, einemThe evaluation electronics mainly consists of a power supply, a
Verstärker 13, einem Demodulator 14, einem Komparator 15, einem Mikroprozessor 16 mitAmplifier 13, a demodulator 14, a comparator 15, a microprocessor 16 with
Speicher sowie Filtern zur Unterdrückung von Fremd- und Störsignalen.Memory and filters for the suppression of external and interference signals.
In einem Sensorträger eingegossen befinden sich die Sende- und Empfangselektroden. DieseThe transmitter and receiver electrodes are cast in a sensor carrier. This
bilden über die gesamte Dokumentenemzugsbreite einen kapazitiv arbeitenden Scanner 4. Dieform a capacitive scanner 4 across the entire document collection width
streifenförmige Empfangselektrode verläuft quer zur Dokumenteneinzugsrichtung. Diestrip-shaped receiving electrode runs across the document feed direction. The
Sendeelektroden sind parallel zur Empfangselektrode angeordnet. Der Abstand einerTransmitting electrodes are arranged parallel to the receiving electrode. The distance one
Sendeelektrode zur Empfangselektrode wird durch die dokumententypischen elektrischTransmitting electrode to receiving electrode becomes electrical by the document typical
leitenden Prüfmerkmale bestimmt. Durch die Aneinanderreihung von mehrerenconductive test characteristics determined. By lining up several
Sendeelektroden wird die Möglichkeit gegeben, in Längsachse des kapazitiv arbeitendenTransmitting electrodes are given the ability to work capacitively in the longitudinal axis
Scanners 4 mehrere elektrisch leitende Merkmale gleichzeitig zu erfassen. Die mit dieserScanners 4 capture several electrically conductive features simultaneously. The one with this
Anordnung erreichbare Auflösung hängt von der Zahl der verwendeten Sendeelektroden ab.The arrangement achievable resolution depends on the number of transmitting electrodes used.
In diesem Ausfuhrungsbeispiel liegt die Auflösung bei einem abtastbaren Punkt pro mmIn this exemplary embodiment, the resolution is at one scannable point per mm
sowohl in Längs- als auch in Querrichtung. Der Mindestabstand zwischen benachbarten Sendeelektroden wird durch die störende kapazitive Kopplung untereinander begrenzt. Umboth lengthways and crossways. The minimum distance between neighboring ones Transmitting electrodes are limited by the interfering capacitive coupling. Around
dies zu verhindern und störende Einflüsse benachbarter Sendeelektroden zu verringern,to prevent this and to reduce interfering influences from neighboring transmitter electrodes,
werden die Sendeelektroden durch einen Multiplexer 10 nacheinander angesteuert. Durch diethe transmission electrodes are controlled in succession by a multiplexer 10. Through the
Anordnung der Sendeelektroden über die gesamte Dokumentenemzugsbreite erfolgt dieThe arrangement of the transmission electrodes over the entire document collection width takes place
Prüfung der Dokumente lageneutral. Das bedeutet, daß eine Vorsortierung mehrererChecking of documents in a neutral position. This means that a pre-sorting of several
Dokumente bei einer Dokumentenbearbeitungsmaschine entfällt.Documents with a document processing machine are omitted.
Fig. 7 zeigt die schematische Darstellung des Scanners 4 mit einer Vielzahl von Sendeelektro¬FIG. 7 shows the schematic representation of the scanner 4 with a multiplicity of transmission electrodes
den 5 und einer Empfangselektrode 6. Die Ansteuerung und Auswertung erfolgt nach dem inthe 5 and a receiving electrode 6. The control and evaluation takes place after the in
Fig. 6 dargestellten Blockschaltbild.Fig. 6 block diagram shown.
Fig. 8 zeigt die schematische Darstellung einer Ausführungsfoim des kapazitiv arbeitenden8 shows the schematic representation of an embodiment of the capacitively operating
Scanners mit einer Sendeelektrode 17 und einer Vielzahl von Empfangselektroden 18. InScanners with a transmitting electrode 17 and a plurality of receiving electrodes 18. In
Abwandlung zum Blockschaltbild nach Fig. 6 wird die Sendeelektrode 17 mittels Oszillator6 is the transmission electrode 17 by means of an oscillator
angesteuert. Die Signale der Empfangselektroden 18 werden mittels Multiplexer verarbeitet.driven. The signals of the receiving electrodes 18 are processed by means of multiplexers.
Die weitere Auswerteelektronik, bestehend aus Stromversorgung, einem Verstärker, einemThe further evaluation electronics, consisting of power supply, an amplifier, a
Demodulator, einem Komparator, einem Mikroprozessor mit Speicher sowie Filtern zurDemodulator, a comparator, a microprocessor with memory and filters for
Unterdrückung von Fremd- und Störsignalen, gleicht dem Blockschaltbild nach Fig. 6.Suppression of external and interference signals, is similar to the block diagram according to FIG. 6.
Fig. 9 zeigt die schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des kapazitivFig. 9 shows the schematic representation of a further embodiment of the capacitive
arbeitenden Scanners mit einer Vielzahl von Sendeelektroden 19 und einer Vielzahl vonworking scanner with a plurality of transmission electrodes 19 and a variety of
Empfangselektroden 20. Diese sind in einer Reihe abwechselnd angeordnet.Receiving electrodes 20. These are alternately arranged in a row.
Dementsprechend werden sowohl die Ansteuersignale der Sendeelektroden 19 als auch dieAccordingly, both the drive signals of the transmission electrodes 19 and
Auswertesignale der Empfangselektroden 20 mittels Multiplex- bzw. DemultiplexverfahrenEvaluation signals of the receiving electrodes 20 by means of multiplex or demultiplexing
verarbeitet. Fig. 10 zeigt eine schematische Darstellung des kapazitiv arbeitenden Scanners 4 und eines zuprocessed. FIG. 10 shows a schematic illustration of the capacitive scanner 4 and one to
prüfenden Dokuments in Seitenansicht. Das OVD beinhaltet partielle Metallisierungen 21inspection document in side view. The OVD contains partial metallizations 21
sowie eine elektrisch isolierende Trägerfolie 22.and an electrically insulating carrier film 22.
Fig. 11 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein OVD mit einer Trägerschicht 23 und einer11 shows a schematic section through an OVD with a carrier layer 23 and one
partiell metallischen Schicht 24. Die partiell metallische Schicht 24 beinhaltet mehrerepartially metallic layer 24. The partially metallic layer 24 includes several
demetallisierte Segmente 25. In Fig. 12 ist das zugehörige Auswertesignal in einemdemetallized segments 25. In FIG. 12 the associated evaluation signal is in one
Spannungs-Zeit-Diagramm dargestellt.Voltage-time diagram shown.
Fig. 13 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein OVD mit einer Trägerschicht 26 und einer13 shows a schematic section through an OVD with a carrier layer 26 and one
diskontinuierlichen Metallisierungsschicht 27. Die diskontinuierliche Metallisierungs-discontinuous metallization layer 27. The discontinuous metallization
schicht 27 beinhaltet Segmente 28, 29, 30, 31, 32 mit unterschiedlicher elektrischerLayer 27 contains segments 28, 29, 30, 31, 32 with different electrical
Leitfähigkeit. In Fig. 14 ist das zugehörige Auswertesignal in einem Spannungs-Zeit-Conductivity. 14, the associated evaluation signal is in a voltage-time
Diagramm dargestellt.Diagram shown.
In der vorliegenden Erfindung wurde anhand konkreter Ausführungsbeispiele der AufbauIn the present invention, the structure was based on specific exemplary embodiments
beugungsoptisch wirksamer Sicherheitselemente und eine Vorrichtung zur Prüfung derartigerDiffractive optical security elements and a device for testing such
Elemente erläutert. Es sei aber vermerkt, daß die vorliegende Erfindung nicht auf dieElements explained. However, it should be noted that the present invention is not limited to
Einzelheiten der Beschreibung in den Ausführungsbeispielen eingeschränkt ist, da im RahmenDetails of the description in the exemplary embodiments are limited, since within the scope
der Patentansprüche Änderungen und Abwandlungen beansprucht werden. So werden nebenchanges and modifications are claimed. So be next
dem beugungsoptisch wirksamen Sicherheitselement auch andere elektrisch leitfähigethe diffractive optical security element also other electrically conductive
Merkmale durch erfindungsgemäße Vorrichtung detektiert. Die gezielte KombinationFeatures detected by the device according to the invention. The targeted combination
beugungsoptisch wirksamer Sicherheitselemente mit anderen elektrisch leitenden MerkmalenDiffractive optical security elements with other electrically conductive features
ergibt eine weitere Kodierung. Gleichzeitig lassen sich weitere elektrisch leitenderesults in a further coding. At the same time, other electrically conductive
Prüfmerkmale, wie z.B. ein elektrisch leitender Sicherheitsfaden oder Kodierungen ausInspection characteristics, e.g. an electrically conductive security thread or coding
elektrisch leitender Farbe, mittels erfindungsgemäßer Prüfvorrichtung klassifizieren. Classify electrically conductive paint using the test device according to the invention.

Claims

Patentansprüche claims
1. Aufbau beugungsoptisch wirksamer Sicherheitselemente in Dokumenten, dadurch1. Structure of diffractive optically effective security elements in documents, thereby
gekennzeichnet, daß das beugungsoptisch wirksame Sicherheitselement mit einercharacterized in that the diffractive optical security element with a
zielgerichteten elektrischen Kodierung von Informationen, bestehend aus einertargeted electrical coding of information, consisting of a
diskontinuierlichen Metalli-sierungsschicht und/oder partiell metallisch leitenden Schichtendiscontinuous metallization layer and / or partially metallically conductive layers
und/oder Zonen metallischer Schichten in unterschiedlichen Ebenen, versehen ist.and / or zones of metallic layers in different planes.
2. Aufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Kodierung2. Structure according to claim 1, characterized in that the shape of the coding
geometrischen Figuren, insbesondere Linien, Gitterlinien, Bögen und/oder Kreisen gleicht.geometrical figures, in particular lines, grid lines, arcs and / or circles.
3. Aufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Kodierung3. Structure according to claim 1, characterized in that the shape of the coding
regelmäßig oder unregelmäßig angeordneten geometrischen Figuren, insbesondere Linien,regular or irregularly arranged geometric figures, in particular lines,
Gitterlinien, Bögen und/oder Kreisen gleicht.Grid lines, arcs and / or circles are similar.
4. Aufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Draufsicht eine4. Structure according to claim 1, characterized in that a top view
demetallisierte Zone (3) die Form eines Mäanders besitzt.demetallized zone (3) has the shape of a meander.
5. Aufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß abwechselnd metallisierte5. Structure according to claim 1, characterized in that alternately metallized
streifenförmige Zonen (7) und demetallisierte streifenförmige Zonen (8) parallel zueinanderstrip-shaped zones (7) and demetallised strip-shaped zones (8) parallel to one another
angeordnet sind, wobei in Draufsicht die streifenförmigen Zonen dabei parallel oder senkrechtare arranged, the strip-shaped zones being parallel or perpendicular in plan view
zur Dokumententransportrichtung verlaufen. to the document transport direction.
6. Aufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen zwei6. Structure according to claim 1, characterized in that the distance between two
Zonen gleicher und/oder unterschiedlicher elektrischer Leitfähigkeit mit dem kürzestenZones of the same and / or different electrical conductivity with the shortest
Abstand zwischen zwei Elektroden korrespondiert.Distance between two electrodes corresponds.
7. Aufbau nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen zwei7. Structure according to claim 6, characterized in that the distance between two
Zonen gleicher und/oder unterschiedlicher elektrischer Leitfähigkeit mindestens 0,1 mmZones of the same and / or different electrical conductivity at least 0.1 mm
beträgt.is.
8. Aufbau nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch8. Structure according to one or more of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, daß die metallisierten Zonen (7) durch ein oder mehrere senkrecht dazucharacterized in that the metallized zones (7) by one or more perpendicular to it
verlaufende demetallisierte Zonen (9) unterbrochen sind.running demetallized zones (9) are interrupted.
9. Aufbau nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch9. Structure according to one or more of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, daß das beugungsoptisch wirksame Sicherheitselement ein OVD (1) ist.characterized in that the optically diffractive security element is an OVD (1).
10. Aufbau nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch10. Structure according to one or more of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, daß das beugungsoptisch wirksame Sicherheitselement ein Hologramm ist.characterized in that the diffractive optical security element is a hologram.
11. Aufbau nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch11. Structure according to one or more of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, daß das beugungsoptisch wirksame Sicherheitselement ein Kinegramm ist. characterized in that the diffractive optical security element is a kinegram.
12. Vorrichtung zur Prüfung von Dokumenten mit beugungsoptiscn wirksamen12. Device for checking documents with effective diffraction
Sicherheitselementen, gekennzeichnet durch einen kapazitiv arbeitenden Scanner (4), dessenSecurity elements, characterized by a capacitive scanner (4), the
Breite größer als die größte Breite eines Dokuments ist, bestehend aus einerWidth is greater than the largest width of a document consisting of a
Aneinanderreihung einer Vielzahl nebeneinanderliegender Elektroden, einerStringing together a large number of adjacent electrodes, one
Ansteuerelektronik und einer Auswerteelektronik zum Vergleich des Signalverlaufs des zuControl electronics and evaluation electronics for comparing the signal curve of the
prüfenden Dokuments mit entsprechenden Referenzsignalverläufen.checking document with corresponding reference waveforms.
13. Vorrichtimg nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von13. Vorrichtimg according to claim 12, characterized in that a plurality of
Elektroden nebeneinander und/oder in mehreren Reihen angeordnet sind.Electrodes are arranged side by side and / or in several rows.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerelektronik14. The apparatus according to claim 12, characterized in that the control electronics
aus einer Stromversorgung, einem Multiplexer (10), einem Oszillator (11) zur Bereitstellungfrom a power supply, a multiplexer (10), an oscillator (11) for provision
der Energie für die Sendeelektroden (5) und einem Oszillator (12) zur Ansteuerung desthe energy for the transmitting electrodes (5) and an oscillator (12) for controlling the
Multiplexers (10) besteht.Multiplexer (10) exists.
15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteelektronik15. The apparatus according to claim 12, characterized in that the evaluation electronics
aus einer Stromversorgung, einem Verstärker (13), einem Demodulator (14), einemfrom a power supply, an amplifier (13), a demodulator (14), a
Komparator (15), einem Mikroprozessor (16) mit Speicher sowie Filtern zur UnterdrückungComparator (15), a microprocessor (16) with memory and filters for suppression
von Fremd- und Störsignalen besteht.of external and interference signals.
16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 15, dadurch16. The device according to one or more of claims 12 to 15, characterized
gekennzeichnet, daß der kleinste Abstand zwischen Elektroden kleiner als 0,5 mm ist. characterized in that the smallest distance between electrodes is less than 0.5 mm.
17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 16, dadurch17. The device according to one or more of claims 12 to 16, characterized
gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen einer Sendeelektrode (5) und dercharacterized in that the distance between a transmitting electrode (5) and the
Empfangselektrode (6) mindestens 0,5 mm beträgt.Receiving electrode (6) is at least 0.5 mm.
18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 17, dadurch18. The device according to one or more of claims 12 to 17, characterized
gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in schnellaufenden Dokumentenbearbeitungsmaschinencharacterized in that the device in high-speed document processing machines
angeordnet ist.is arranged.
19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 18, dadurch19. The device according to one or more of claims 12 to 18, characterized
gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in Handgeräten angeordnet ist.characterized in that the device is arranged in hand-held devices.
20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 19, dadurch20. The device according to one or more of claims 12 to 19, characterized
gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in Dokumentenlesegeräten angeordnet ist.characterized in that the device is arranged in document readers.
21. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 20, dadurch21. The device according to one or more of claims 12 to 20, characterized
gekennzeichnet, daß der Scanner so über die gesamte Breite des Dokuments angeordnet ist,characterized in that the scanner is arranged over the entire width of the document,
daß unterschiedlich visuell wahrnahmbare beugungsoptisch wirksame Sicherheitselementethat different visually perceptible diffractive optically effective security elements
mit gleichen elektrischen Eigenschaften auf ein und demselben Dokument mittelswith the same electrical properties on one and the same document
Mikroprozessor verglichen werden. Microprocessor to be compared.
22. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 21, dadurch22. The device according to one or more of claims 12 to 21, characterized
gekennzeichnet, daß der Scanner so über die gesamte Breite des Dokuments angeordnet ist,characterized in that the scanner is arranged over the entire width of the document,
daß gleich visuell wahrnehmbare beugungsoptisch wirksame Sicherheitselemente mitthat with visually perceptible diffractive optically effective security elements
unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften auf ein und demselben Dokument mittelsdifferent electrical properties on the same document
Mikroprozessor verglichen werden. Microprocessor to be compared.
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