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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR EVALUATING VOLATILE NON-RESISTANT ANTI-STOKES LUMINESCENT SUBSTANCES ON VALUE DOCUMENTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/013759
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a security element (2) with a pattern (110) made of pattern regions (120) as a security feature (100). The pattern regions (120) comprise at least one first pattern region (121, 121-x) and a second pattern region (122, 122-x), and the first pattern region (121, 121-x) and the second pattern region (122, 122-x) have an anti-Stokes luminescent substance (200) in a non-manipulated state of the security element (2), said luminescent substance exhibiting a luminescence in an anti-Stokes wavelength range when excited with a light signal (407) with a wavelength in an excitation wavelength range. The first pattern region (121, 121-x) and the second pattern region (122, 122-x) differ in that the content of anti-Stokes luminescent material (200) which can be removed from the security element (2) by manipulation is greater in the second pattern region (122, 122-x) than in the first pattern region (121, 121-x). The invention additionally relates to a verification method and a device for verifying such a security element (2), wherein an evaluation of the anti-Stokes luminescence is carried out via a respective communication attachment.

Inventors:
PETERS FLORIAN (DE)
DEICHSEL ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/070373
Publication Date:
January 28, 2021
Filing Date:
July 17, 2020
Export Citation:
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Assignee:
BUNDESDRUCKEREI GMBH (DE)
International Classes:
B42D25/382; B42D25/387; G06K7/12; G06K19/14; G07D7/1205
Domestic Patent References:
WO2006099642A12006-09-28
WO2010006583A22010-01-21
WO2008132223A22008-11-06
WO2014140431A12014-09-18
Foreign References:
US20130234043A12013-09-12
EP1241242A22002-09-18
Attorney, Agent or Firm:
PATENTANWÄLTE BRESSEL UND PARTNER MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Verifizieren von Sicherheitselementen (2),

wobei ein Sicherheitselement (2) ein aus Musterbereichen (120) gebildetes Muster (110) als Sicherheitsmerkmal (100) umfasst,

wobei die Musterbereiche (120) zumindest

einen oder mehrere erste Musterbereiche (121 , 121-x) und

einen oder mehrere zweite Musterbereiche (122, 122-x) umfassen,

wobei sowohl in dem einen oder den mehreren ersten Musterbereichen (121 , 121-x) als auch in dem einen oder den mehreren zweiten Musterbereich (122, 122-x) in ei nem nicht manipulierten Zustand des Sicherheitselements (2) jeweils ein und der selbe Anti-Stokes-Lumineszenzstoff (200) vorhanden ist,

wobei der Anti-Stokes-Lumineszenzstoff (200) bei einer Anregung mit einem Licht signal, dessen Wellenlänge oder Wellenlängen in einem Anregungswellenlängenbe reich liegen, eine Anti-Stokes-Lumineszenz in einem Anti-Stokes- Wellenlängenbereich zeigt,

wobei der oder die mehreren zweiten Musterbereiche (122, 122-x) sich jeweils von dem einen oder den mehreren ersten Musterbereichen (121 , 121-x) dadurch unter scheiden, dass ein relativer Anteil des Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes (200), der bei der Manipulation aus dem entsprechenden Musterbereich (120) entfernbar ist, für den Musterbereich oder die mehreren zweiten Musterbereiche (122, 122-x) grö ßer als für den jeweiligen ersten Musterbereich (121 , 121-x) oder die jeweiligen mehreren ersten Musterbereiche (121 , 121-x) ist,

umfassend die Schritte:

Erzeugen eines gemäß eines Eingangssignals (27) zeitlich intensitätsmodulierten Lichtsignals (407), dessen Wellenlänge oder Wellenlängen im Anregungswellenlän genbereich liegen und Einstrahlen des Lichtsignals (407) in einen begrenzten Aus leuchtbereich (71);

Bereitstellen eines der Sicherheitselemente (2);

Bewegen des einen der Sicherheitselemente (2) relativ zu dem Ausleuchtbereich (71), so dass der Ausleuchtbereich im zeitlichen Verlauf unterschiedliche der min destens zwei Musterbereiche (120) des grafischen Musters (110) des Sicherheit selements (2) überstreicht;

iteratives Erfassen von Lumineszenzlicht in dem Anti-Stokes-Wellenlängenbereich und Wandeln in ein Ausgangssignal (11), welches eine Intensität des erfassten Lu- mineszenzlichts repräsentiert,

Transformieren des Ausgangssignals (11) mittels mindestens einer bereitgestellten charakteristischen Funktion (12) für einen erwarteten Anti-Stokes-Lumineszenzstoff (200) durch eine Auswerteeinrichtung (6) in ein transformiertes Ausgangssignal (14),

Auswerten des transformierten Ausgangssignals (14) unter Berücksichtigung zu mindest einer Eingangssignalinformation (16) des Eingangssignals (27) zum

Ableiten von Erkennungsentscheidungen (18) für den Anti-Stokes-Lumineszenzstoff (200) durch die Auswerteeinrichtung (6),

Ableiten einer Verifikationsentscheidung basierend auf den Erkennungsentschei dungen (18) und

Ausgeben der Verifikationsentscheidung (19) durch die Auswerteeinrichtung (6).

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Ableiten der Erken nungsentscheidungen ein Feststellen der Existenz des erwarteten Anti-Stokes- Lumineszenzstoffes (200) und einer dem erwarteten Anti-Stokes-Lumineszenzstoff zuordenbaren Lumineszenzintensität umfasst, die ein Maß für die Menge des erwar teten Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes (200) in dem Ausleuchtbereich ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswerten ein Erstellen eines Nachweismusters anhand der in zeitlicher Folge abgeleiteten Er kennungsentscheidungen unter Berücksichtigung der Bewegung des Ausleuchtbe reichs (71) relativ zu dem Sicherheitselement (2) umfasst und das Ableiten der Veri fikationsentscheidung (19) basierend auf einem Vergleich mit einem vorgegebenen Echtheits- oder Fälschungsmuster erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtsignal (407) zeitlich so moduliert wird, dass iterativ Symbole (29) übermittelt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die iterativ übermittelten Symbole (29) dieselbe Symbolform aufweisen.

6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Symbole (29) jeweils einen Anregungsanteil (30) und einen Nichtanregungsanteil (31) umfassen.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anregungsanteil (30) aus einem linearen Intensitätsanstieg und einem nachfolgenden linearen Inten sitätsabfall besteht, wobei die Steigungen des Intensitätsanstiegs und des Intensi tätsabfalls betragsmäßig gleich sind.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Bewegung des Ausleuchtbereichs (71) und des Sicherheitsele ments (2) mit einer Geschwindigkeit und das Modulieren der Lichtsignals (407) unter Berücksichtigung einer Ausdehnung der Musterbereiche (120) parallel zu der relati ven Bewegungsrichtung (93) so aufeinander abgestimmt erfolgen, dass der Anti- Stokes-Lumineszenzstoff (200) während der Relativbewegung des Ausleuchtbe reichs über den jeweiligen Musterbereich mit einer Mindestanzahl von auf das Licht signal modulierten Symbolen angeregt wird, wobei die Mindestanzahl größer zwei ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mindestanzahl der Symbole (29) größer oder gleich fünf ist.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekenn

zeichnet, dass das Erfassen mit einer Frequenz erfolgt, die um einen Faktor 20, vorzugsweise um einen Faktor 100 oder mehr, größer als eine Symbolmodulations frequenz ist, mit der Symbole auf das Lichtsignal (407) moduliert werden.

11. Vorrichtung (1) zum Verifizieren von Sicherheitselementen (2) mit einem aus Mus terbereichen (120) gebildeten Muster (110) als Sicherheitsmerkmal (100), wobei die Musterbereiche (120) einen Anti-Stokes-Lumineszenzstoff (200) umfassen, wobei die Vorrichtung (1) umfasst:

eine Steuereinrichtung (17) zum Erzeugen eines Eingangssignals (27),

eine Anregungseinrichtung (4) zum Erzeugen eines gemäß des Eingangssignals (27) zeitlich intensitätsmodulierten Lichtsignals (407), dessen Wellenlänge oder Wellenlängen im Anregungswellenlängenbereich liegen, und zum Einstrahlen des Lichtsignals (407) in einen begrenzten Ausleuchtbereich (71),

eine mit der Steuereinrichtung (17) gekoppelte Abtasteinrichtung (138) zum Bewe gen des einen der Sicherheitselemente (2) relativ zu dem Ausleuchtbereich (71), so dass der Ausleuchtbereich (71) im zeitlichen Verlauf unterschiedliche der mindes tens zwei Musterbereiche (120) des grafischen Musters (110) des Sicherheitsele ments (2) überstreicht;

eine Erfassungseinrichtung (5) zum iteratives Erfassen von Lumineszenzlicht (8) in dem Anti-Stokes-Wellenlängenbereich und Wandeln in ein Ausgangssignal (11), welches eine Intensität des erfassten Lumineszenzlichts repräsentiert,

und eine Auswerteeinrichtung (6), welche ein Transformationsmodul (13) zum Transformieren des Ausgangssignals (11) mittels mindestens einer bereitgestellten charakteristischen Funktion (12) in ein transformiertes Ausgangssignal (14) umfasst und ausgebildet ist, beim Auswerten des transformierten Ausgangssignals (14) un ter Berücksichtigung zumindest einer Eingangssignalinformation (16) des Eingangs signals (27) Erkennungsentscheidungen (18) für den Anti-Stokes-Lumineszenzstoff (200) abzuleiten und zum Ableiten einer Verifikationsentscheidung (19) basierend auf den Erkennungsentscheidungen (18) und

eine Ausgabeeinrichtung (20) zum Ausgeben der Verifikationsentscheidung (19) der Auswerteeinrichtung (6).

12. Sicherheitselement (2) mit einem aus Musterbereichen (120) gebildeten Muster (110) als Sicherheitsmerkmal (100),

wobei die Musterbereiche (120) zumindest

einen ersten Musterbereich (121 , 121-x) und einen zweiten Musterbereich (122, 122-x) umfassen,

wobei der erste Musterbereich (121 , 121-x) und der zweite Musterbereich (122, 122- x) in einem nicht manipulierten Zustand des Sicherheitselements (2) einen Anti- Stokes-Lumineszenzstoff (200) aufweisen, der bei einer Anregung mit einem Licht signal (407) mit Wellenlängen in einem Anregungswellenlängenbereich eine Lumi neszenz in einem Anti-Stokes-Wellenlängenbereich zeigt,

wobei sich der erste Musterbereich (121 , 121-x) und der zweite Musterbereich (122, 122-x) dadurch unterscheiden, dass ein Anteil des Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes (200), der bei einer Manipulation von dem Sicherheitselement (2) entfernbar ist, im zweiten Musterbereich (122, 122-x) größer als im ersten Musterbereich (121 , 121-x) ist.

13. Sicherheitselement (2) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Mus ter (110) mehrere zu dem einen ersten Musterbereich (121-1) gleichartige erste Musterbereiche (121-x) und/oder mehrere zu dem einen zweiten Musterbereich (122-1) gleichartige zweite Musterbereiche (122-x) umfasst.

14. Sicherheitselement (2) nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekenn zeichnet, dass die Flächenkonzentrationen des Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes (200) in dem ersten Musterbereich (121) und in dem zweiten Musterbereich (122) im nicht manipulierten Zustand gleich sind.

15. Sicherheitselement (2) nach einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeich net, dass die Flächenkonzentrationen des Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes (200) in dem ersten Musterbereich und in dem zweiten Musterbereich, die nicht entfernbar sind, gleich sind.

16. Sicherheitselement (2) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeich net, dass die Flächenkonzentrationen des Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes (200) in dem ersten Musterbereich (121) und in dem zweiten Musterbereich (122) im nicht manipulierten Zustand ungleich sind und die Flächenkonzentrationen des Anti- Stokes-Lumineszenzstoffes (200), die entfernbar sind, in dem ersten Musterbereich

(121) und in dem zweiten Musterbereich (122) ebenfalls ungleich sind.

17. Sicherheitselement (2) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeich net, dass der Anti-Stokes-Lumineszenzstoff (200) des zweiten Musterbereichs (122) bei der Manipulation nicht vollständig entfernbar ist.

18. Sicherheitselement (2) nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeich net, dass eine Nachweisrichtung (94) existiert bezüglich der die ersten Musterberei che (121) und zweiten Musterbereiche (122) abwechselnd in dem Muster auftreten und der erste und der letzte Musterbereich (120) entlang der Nachweisrichtung (94) entweder jeweils ein erster Musterbereich (121) oder ein zweiter Musterbereich

(122) sind.

19. Sicherheitselement (2) nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeich net, dass das Muster (110) ein oder mehrere Musterbereiche (120) umfasst, die von dem ersten Musterbereich (121) und dem zweiten Musterbereich (122) verschieden sind, und den Anti-Stokes-Lumineszenzstoff (200) aufweisen.

20. Sicherheitselement (2) nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeich net, dass im nicht manipulierten Zustand des Sicherheitselements (2) innerhalb des Musters (110) zwischen den Musterbereichen (120) keine Bereiche existieren, die den Anti-Stokes-Lumineszenzstoff (200) nicht aufweisen.

Description:
Verfahren zur Auswertung von flüchtigen nicht resistenten Anti-Stokes- Lumineszenzstoffen auf Wertdokumenten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verifizieren von Sicherheitselementen, welche Anti-Stokes-Lumineszenzstoffe umfassen, sowie eine Vorrichtung zum Verifizieren sol cher Sicherheitselemente und die Sicherheitselemente selbst.

Aus der EP 1 241 242 A2 sind Anti-Stokes-Leuchtstoffe für die Anwendung in Sicher heitsdokumenten bekannt. Solche Anti-Stokes-Leuchtstoffe gehören zu der Gruppe der Photolumineszenzstoffe, welche über eine Anregung mit elektromagnetischer Strahlung zum Aussenden von elektromagnetischer Lumineszenzstrahlung angeregt werden kön nen. Anti-Stokes-Leuchtstoffe absorbieren elektromagnetische Strahlung einer Wellenlän ge, welche als Anregungswellenlänge bezeichnet wird, und emittieren zumindest einen Teil der Lumineszenzstrahlung bei einer Anti-Stokes-Wellenlänge, die kürzer als die An regungswellenlänge ist.

Die EP 1 241 242 A2 gibt an, dass für eine automatische Detektion des Anti-Stokes- Leuchtstoffs die Anklingzeiten und/oder Abklingzeiten des Anti-Stokes-Lumineszenzlichts ausgewertet werden können. Die Anklingzeiten und/oder Abklingzeiten sind charakteris tisch für die verschiedenen Anti-Stokes-Leuchtstoffe. Ferner ist bekannt, dass die An klingzeiten von Anti-Stokes-Leuchtstoffen im Vergleich zu vielen anderen Lumineszenz stoffen relativ lang sind und bis zu einige 100 ps betragen können.

Aus dem Stand der Technik sind Sicherheitsdokumente bekannt, bei denen Anti-Stokes- Leuchtstoffe in Sicherheitsmerkmale integriert werden und eine Anti-Stokes-Lumineszenz und gegebenenfalls deren spezielle Charakteristik als Sicherheitsmerkmal genutzt wer den. In der einfachsten Verifikation wird hierbei lediglich geprüft, ob eine Anti-Stokes- Lumineszenz erfassbar ist.

In einer weiter entwickelten Ausführungsform werden beispielsweise die Anklingzeit und/oder Abklingzeit ausgewertet und anhand dieser Auswertung geprüft, ob in dem ge prüften Sicherheitsdokument die für ein echtes Sicherheitsdokument korrekten Anti- Stokes-Lumineszenzstoffe enthalten sind. Da mit steigendem technischen Fortschritt Fälscher von Sicherheitsdokumenten in die Lage versetzt werden, immer komplexere Sicherheitsmerkmale nachzuahmen und/oder nachzubilden, wie dieses Anti-Stokes-Lumineszenzstoffe umfassende Sicherheitsmerk male sind, ist es ein Bestreben der Sicherheitsdokumentehersteller immer komplexere Sicherheitsmerkmale zu verwenden, die dennoch zuverlässig verifizierbar sein sollen. Darüber hinaus ist es wünschenswert, auch Manipulationen von Sicherheitselementen erfassen zu können.

Bei Wertzeichen, die auf Dokumenten oder Gegenstände mit einem Haftmittel angebracht werden und zur einmaligen Verwendung vorgesehen sind, ist es beispielsweise ein Prob lem, dass sich diese ablösen und erneut verwenden lassen. Um dieses zu verhindern, können verschiedene Maßnahmen getroffen werden. Postwertzeichen werden beispiels weise über ein Aufdrucken oder Aufstempeln einer Druckinformation entwertet. Bei der Verarbeitung in Sortier- und/oder Entwertungsmaschinen kann es jedoch Vorkommen, dass einzelne Postwertzeichen nicht entwertet werden. Ferner ist es teilweise möglich, die Druckinformation wieder zu entfernen. Somit werden abgelöste Postwertzeichen, die durch ein Ablösen von dem ursprünglich transportierten Poststück und/oder durch ein Entfernen der zur Entwertung verwendeten Druckinformation manipuliert sind, erneut verwendet.

Auch andere Sicherheitselemente, wie Etiketten, Visa-Marken etc., die zur Sicherung auf Dokumente oder Gegenstände appliziert werden, können in ähnlicher Weise manipuliert und unautorisiert verwendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde solche Manipulationen erkennen zu können und/oder verhindern zu können.

Grundidee der Erfindung

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, ein Sicherheitselement zu schaffen, welches einen Anti-Stokes-Lumineszenzstoff umfasst. Ein Teil des Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes wird so auf das Sicherheitselement aufgebracht oder in dieses integriert, dass dieser Anteil bei einem Manipulationsvorgang von dem Sicherheitselement entfernt wird. Ein anderer Teil des Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes wird auf das Sicherheitselement so aufgebracht oder in das Sicherheitselement integriert, dass dieser bei einer Manipulation des Sicherheits- elements nicht entfernt wird. Vorgesehen ist, dass das Sicherheitselement ein aus Mus terbereichen gebildetes Muster als Sicherheitsmerkmal umfasst, wobei die Musterberei che zumindest zwei Typen von Musterbereichen umfassen, in denen jeweils, vorzugswei se homogen, ein Anti-Stokes-Lumineszenzstoff auf und/oder eingebracht ist. Die Muster bereiche unterscheiden sich dadurch, dass ein relativer Anteil des Anti-Stokes- Lumineszenzstoffes, der bei der Manipulation aus dem entsprechenden Musterbereich entfernbar ist, für den einen Typ von Musterbereichen größer als für die jeweiligen Mus terbereiche des anderen Typs ist. Im Folgenden werden die Musterbereiche des einen Typs, deren relativer Anteil an entfernbarem Anti-Stokes-Lumineszenzstoff größer als bei dem anderen Typ von Musterbereichen ist, ohne eine Beschränkung der Allgemeinheit, als zweite Musterbereiche bezeichnet und die Musterbereiche, die einen kleineren relati ven Anteil an bei der Manipulation entfernbarem Anti-Stokes-Lumineszenzstoff aufweisen, als erste Musterbereiche bezeichnet. Als relativer Anteil des bei der Manipulation entfern baren Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes wird das Verhältnis des bei der Manipulation ent fernbaren Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes zur Gesamtmenge des Anti-Stokes- Lumineszenzstoffes in dem entsprechenden Musterbereich vor einer Manipulation, d. h. bei einem echten und unversehrten Sicherheitselement, definiert. Der bei einer Manipula tion entfernbare Anteil des Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes kann für einen Typ der Mus terbereiche Null sein. Das Sicherheitselement umfasst somit ein Muster, das bei einer Auswertung der Anti-Stokes-Lumineszenz im manipulierten Zustand, im nicht manipulier ten Zustand oder in beiden Zuständen als aus unterschiedlichen Musterbereichen beste hend erfassbar ist.

Um ein solches Sicherheitselement zuverlässig verifizieren zu können, insbesondere in Situationen, in denen die für die Verifikation zur Verfügung stehende Zeit knapp bemes sen ist, wird nach einem Aspekt der Erfindung eine Anregung der Anti-Stokes- Lumineszenz in den Musterbereichen, ein Erfassen der Anti-Stokes-Lumineszenz sowie Wandeln in ein Ausgangssignal, dessen Amplitude ein Maß für die erfasste Anti-Stokes- Lumineszenzlichtintensität ist, als ein nachrichtentechnischer Prozess aufgefasst und ausgewertet. Hierdurch wird die benötigte Zeitdauer für eine Auswertung gesenkt und Genauigkeit der Überprüfung auf das Vorliegen eines bestimmten Anti-Stokes- Lumineszenzstoffes gesteigert. Hierdurch wird zum einen die Möglichkeit geschaffen, dass bei einer das Muster überstreichenden oder abtastenden Anregung und Erfassung der Anti-Stokes-Lumineszenz verifiziert werden kann, ob die erfasste Anti-Stokes- Lumineszenz von einem bestimmten, erwarteten Anti-Stokes-Lumineszenzstoff stammt, der in den Mustern von echten Sicherheitselementen verwendet wird. Hierdurch lassen sich echte Sicherheitselemente somit gegenüber Fälschungen absichern, bei denen zwar ein Anti-Stokes-Lumineszenz-Sicherheitsmerkmal ausgebildet ist, dieses jedoch nicht mit dem richtigen Anti-Stokes-Lumineszenzstoff hergestellt ist. Darüber hinaus wird jedoch auch die Möglichkeit geschaffen die verschiedenen Musterbereiche entweder bei manipu lierten Sicherheitselementen, bei nicht manipulierten Sicherheitselementen oder sowohl bei manipulierten als auch nicht manipulierten Sicherheitselementen zu identifizieren und anhand von Informationen über das echte Muster eines echten Sicherheitselements auch eine Manipulation an Sicherheitselementen festzustellen, die durch eine Manipulations handlung, beispielsweise ein Ablösen und Neuverwenden des Sicherheitselements, an einem ursprünglich echten Sicherheitselement verursacht sind.

Mit einer Verifikationsvorrichtung, die ausgebildet ist, die Anti-Stokes-Lumineszenz anzu regen und das Anti-Stokes-Lumineszenzlicht zu erfassen und eine solche nachrichten technische Auswertung vorzunehmen, ist es möglich, eine Verifikation dieser neuartigen Sicherheitselemente vorzunehmen.

Um den Verifikationsprozess nachrichtentechnisch zu betrachten, wird die Verifikation des Sicherheitsmerkmals mit der Anti-Stokes-Lumineszenz zunächst gedanklich in unter schiedliche Abschnitte unterteilt. Zum einen erfolgt bei der Verifikation eine Anregung mit elektromagnetischer Strahlung in einem Anregungswellenlängenbereich, der im infraroten (IR), sichtbaren oder ultravioletten (UV) Wellenlängenbereich liegen kann. Diese elektro magnetische Strahlung bewirkt dann eine physikalische Reaktion des zu verifizierenden Sicherheitsmerkmals in Form einer Lumineszenzantwort, d.h. einer Emission von Anti- Stokes-Lumineszenz. Diese wird mit einer Messeinrichtung erfasst, welche ein Aus gangssignal bereitstellt. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Lumineszenzantwort des Sicherheitsmerkmals einschließlich der Messapparatur, die die Anti-Stokes-Lumineszenz erfasst und in ein Ausgangssignal wandelt, als eine Signalübertragungsstrecke aufzufas sen und durch eine charakteristische Funktion zu modellieren. Diese charakteristische Funktion, deren Gestalt im Wesentlichen von dem Anti-Stokes-Lumineszenzstoff abhän gig ist, stellt quasi eine Systemantwort auf eine optische Norm-Anregung mit elektromag netischer Strahlung aus dem Anregungswellenlängenbereich des auf oder in einen Mus terbereich eingebrachten Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes dar. In die charakteristische Funktion werden hierbei sämtliche Einflüsse sowohl des Sicherheitsmerkmals als auch der Messapparatur und Signalwandlung bis zum erzeugten Ausgangssignal zusammen- gefasst. Die charakteristische Funktion ist somit vorzugsweise eine Systemantwort, auch Standardsystemantwort genannt, auf eine standardisierte Anregung. Beispielsweise be schreibt die charakteristische Funktion die Sprungantwort bei der Verifikation eines Anti- Stokes-Lumineszenzstoffes in einem echten Sicherheitsmerkmal, die bei einer sprunghaft einsetzenden und ansonsten konstanten Anregung mit vorgegebener Anregungsstrahlung im für die weitere Auswertung verwendeten Messsignal der Lumineszenzlichtintensität der zur Verifikation verwendeten Verifikationsvorrichtung auftritt. Im praktischen Fall kann anstelle einer Sprungantwort auch eine Impulsantwort genutzt werden. Diese stellt die Antwort des Messsignals auf eine Anregung mit einer Anregungsstrahlung dar, deren In tensität durch eine einen Impuls beschreibende Funktion angebbar ist, z. B. eine Recht eckfunktion oder eine Dreiecksfunktion.

Eine solche charakteristische Funktion kann aus Messungen und/oder numerischen Si mulationen bestimmt werden.

Es hat sich gezeigt, dass es anhand des von der Messapparatur erfassten Ausgangssig nals und der charakteristischen Funktion möglich ist festzustellen, ob das Ausgangssignal die für die verwendete Anregung erwartete Antwort des Sicherheitsmerkmals darstellt und somit verifiziert werden, ob an dem Ort, an dem die Anregung vorgenommen wird, der mit der charakteristischen Funktion korrespondierende Leuchtstoff in dem Sicherheitsmerk mal enthalten ist oder nicht.

Mit dieser Methode ist es möglich, die Anregung variabel zu gestalten, und Messungen auch ohne einen vollständig eingeschwungenen und stabilen Zustand auszuführen. Es kann beispielsweise eine Information in Form von Symbolen übertragen werden.

Ein Symbol soll im Folgenden eine einzelne Zeicheneinheit zur Übertragung eines Infor mationsgehaltes bezeichnen. Ein Symbol weist eine bestimmte Symbolform auf. Insbe sondere soll ein Symbol hier im Sinne der Nachrichtentechnik verstanden werden, wobei eine Übertragungseinheit zum Übermitteln von Daten Symbole über einen Übertragungs kanal schickt und eine Empfangseinheit diese Symbole erkennt und die übertragenen Daten rekonstruiert.

Bei Kenntnis der charakteristischen Funktion ist es nun möglich, die Anregung beispiels weise über ein Eingangssignal zu steuern, in welchem Informationen in Form von Symbo- len gespeichert bzw. kodiert sind. Ein Symbol wird über eine Funktion der Einhüllenden der Intensität der elektromagnetischen Anregungsstrahlung im Zeitbereich definiert, d.h. über eine Funktion, welche die Intensität der elektromagnetischen Anregungsstrahlung in Abhängigkeit von der Zeit angibt. Beim Verifizieren kann nun geprüft werden, ob in dem Ausgangssignal bzw. dem nach der Auswertung erhaltenen Signal Symbole erkannt wer den können. Nicht in jedem Fall wird es notwendig sein, die Symbolfolge selbst zu ermit teln. Bereits eine Kenntnis der Symbolform ist ausreichend, um ermitteln zu können, ob eine Symbolfolge in dem ausgewerteten Ausgangssignal enthalten ist. Dieses allein reicht aus, um ein verbessertes Signal-zu-Rauschverhältnis gegenüber den klassischen Mess methoden im Stand der Technik zu erreichen und so die Selektivität bei der Verifikation als auch eine Verifikationsgeschwindigkeit und ein Ortsauflösungsvermögen der Verifika tion deutlich zu steigern.

Definitionen

Als Lumineszenz wird die physikalische Eigenschaft eines Stoffs bezeichnet, nach einer Anregung eine Emission von elektromagnetischer Strahlung zu zeigen. Die bei der Lumi neszenz erzeugte elektromagnetische Strahlung wird auch als Lumineszenzstrahlung oder Lumineszenzlicht bezeichnet. Die Wellenlängen der Lumineszenzstrahlung können im infraroten Wellenlängenbereich, im sichtbaren Wellenlängenbereich und/oder im UV Wellenlängenbereich liegen.

Erfolgt die Anregung der Lumineszenz mittels Licht im infraroten Wellenlängenbereich, sichtbaren Wellenlängenbereich oder im UV Wellenlängenbereich, so wird die Lumines zenz auch als Photolumineszenz bezeichnet. In der Regel ist die Wellenlänge des Lumi neszenzlichts größer als die Wellenlänge des Anregungslichts, welches zur Anregung des Lumineszenzstoffes verwendet wird.

Es sind jedoch auch physikalische Prozesse in einem Lumineszenzstoff möglich, die dazu führen, dass das Lumineszenzlicht eine kürzere Wellenlänge als das zur Anregung ver wendete Anregungslicht aufweist. Eine solche Lumineszenz wird als Anti-Stokes- Lumineszenz oder auch als Up-Conversion-Lumineszenz oder kurz Upconversion be zeichnet, da die Energie eines emittierten Anti-Stokes-Lumineszenz-Photons höher als die Energie der Photonen des Anregungslichts ist. Als Muster wird eine Anordnung von Musterbereichen, die auch als Musterelemente be zeichnet werden, relativ zueinander in Raum bezeichnet. Die Musterbereiche können hierbei gleichartige Eigenschaften aufweisen oder verschieden voneinander sein. Muster bereiche können beispielsweise Bereiche sein, die eine bestimmte Eigenschaft aufwei sen. Formen und Anordnung von Bereichen, die beispielsweise bei einer Anregung mit einer Anregungswellenlänge eine bestimmte Anti-Stokes-Lumineszenz zeigen, auf einer Fläche eines Sicherheitsmerkmals definieren beispielsweise ein Muster. Ein Muster, wel ches sich bei der Untersuchung der Anti-Stokes-Lumineszenz zeigt, besteht aus Muster bereichen oder Musterelementen, welche flächige Bereiche sind, die sich anhand der An ti-Stokes-Lumineszenz im nicht manipulierten Zustand, im manipulierten Zustand oder in beiden Zustanden unterscheiden lassen. Ein Musterbereich umfasst ein zusammenhän gendes Gebiet, wobei an jedem Ort des Gebiets dieselbe Anti-Stokes-Lumineszenz be obachtbar ist. Eine Fläche, die an allen Orten dieselben beobachtbaren/messbaren Ei genschaften im Hinblick auf die Anti-Stokes-Lumineszenz sowohl im nicht manipulierten als auch im manipulierten Zustand aufweist, weist kein Muster im Sinne des hier Be schriebenen auf. Ein Muster muss somit mindestens zwei Musterbereiche oder Mus terelemente aufweisen, die sich in einer messbaren Eigenschaft, für die hier beschriebene Anti-Stokes- Lumineszenz in einem der beiden oder beiden Zuständen, d.h. im nicht ma nipulierten Zustand, im manipulierten Zustand oder in beiden Zustanden, unterscheiden müssen.

Echte Sicherheitsmerkmale weisen in jedem Fall mindesten zwei verschiedene Musterbe reiche auf, die jeweils im nicht manipulierten Zustand eine Anti-Stokes-Lumineszenz zei gen, deren Anti-Stokes-Lumineszenz jedoch in zumindest einem der beiden Zustände verschieden ist. Muster können mehr Musterbereiche als die mindestens zwei Musterbe reiche aufweisen. Deren Anti-Stokes-Lumineszenz kann mit der von einem der mindes tens zwei Musterbereiche übereinstimmen oder auch verschieden von deren Anti-Stokes- Lumineszenz sein. Ebenfalls können bei einigen Ausführungsformen auch Bereiche exis tieren, die keine Anti-Stokes-Lumineszenz aufweisen.

Anti-Stokes-Lumineszenzstoffe sind im Sinne der hier Beschriebenen Erfindung verschie den, wenn die über einen vorgegebenen Anti-Stokes-Lumineszenz-Wellenlängenbereich integrierte Lumineszenzintensitäten der Anti-Stokes-Lumineszenzstoffe bei derselben Anregung unterschiedliche Zeitverhalten aufweisen. Die Anti-Stokes-Lumineszenz eines Musterbereichs unterscheidet sich von der Anti- Stokes-Lumineszenz eines anderen Musterbereichs, wenn die Lumineszenz ein abwei chendes Zeitverhalten zeigt oder deren Lumineszenzintensitäten bei derselben Anregung verschieden sind, d. h. sich um einen festlegbaren Wert, beispielsweise um mehr als 20%, mehr als 50%, mehr als 200% oder mehr als 500% (jeweils bezogen auf die Intensi tät des Bereichs mit der geringeren Lumineszenzintensität), unterscheiden.

Dass ein Anti-Stokes-Lumineszenzstoff bei einer Manipulation entfernbar ist, bedeutet, dass dieser bei einer Handlung, beispielsweise dem Ablösen des Sicherheitselements von einem Gegenstand, z.B. eine Postwertzeichens von einem Brief, von dem Substrat oder einer anderen körperlichen Einheit, die das Sicherheitselement ausbildet, entfernt wird, ohne dass das Substrat oder die andere körperliche Einheit weder entfernt wird noch in seinen/ihren Abmessungen (bis eventuell auf eine Schichtdickenänderung der Schicht, in der der Anti-Stokes-Lumineszenzstoff aufgebacht ist) verkleinert wird. In der Regel wird die Manipulation durch in Augenscheinnahme eines menschlichen Betrachters oder eine Bilderkennungsauswertung einer im sichtbaren Wellenlängenbereich erfassten bildlichen Abbildung nicht erfassbar sein. Entfernbar ist ein Anti-Stokes-Lumineszenzstoff beispiels weise, weil die Zubereitung, mit der der Anti-Stokes Lumineszenzstoff auf des Sicherheit selement aufgebracht oder in dieses integriert ist, oder die daraus entstandene Schicht, in einem Fluid, das zum Ablösen des Sicherheitselements genutzt wird, lösbar ist oder eine geringe Abriebfestigkeit aufweist oder eine geringe Stabilität gegenüber Wärmeeinwirkung zeigt und beispielsweise bei Wärmeeinwirkung eine Neigung zum Übergang in die gas förmige oder flüssige Phase zeigt, d.h. zum Verdampfen oder Sublimieren neigt, wobei der Anti-Stokes-Lumineszenzstoff mit der Zubereitung oder der daraus entstanden Schicht entfernt wird oder aus dieser entweicht. Nicht entfernbar ist ein Anti-Stokes- Lumineszenzstoff beispielsweise, wenn die Zubereitung, mit der der Anti-Stokes- Lumineszenzstoff auf des Sicherheitselement aufgebracht oder in dieses integriert ist, oder die daraus entstandene Schicht eine hohe Stabilität gegenüber den Umwelteinwir kungen bei der Manipulation aufweist, z.B. abriebfest, nichtlösbar und hitzebeständig, jeweils zumindest in dem Umfang ist, der bei einer Manipulation auftritt, die ansonsten das Sicherheitselement nicht oder nicht bemerkbar beeinträchtigt. Wesentlich für die Er findung ist hierbei, dass in einem Musterbereich die der Anti-Stokes-Lumineszenzstoff in der Weise eingebracht ist, dass dieser aufgrund der bei der Manipulation auftretenden Umwelteinflüssen entfernt wird und in einem anderen Musterbereich aufgrund derselben Umwelteinflüsse nicht entfernt wird. Eine charakteristische Funktion eines Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes gibt den Funktio neilen Zusammenhang zwischen einer vorgegebenen standardisierten Anregung des An ti-Stokes-Lumineszenzstoffes in einem echten Sicherheitsmerkmal und einem bei der Verifikation in einer Verifikationsvorrichtung erzeugten Messsignals an. Wird eine Anti- Stokes-Lumineszenz in einem Bereich eines Sicherheitselements nicht nur durch einen Anti-Stokes-Lumineszenzstoff bestimmt, sondern durch eine Kombination von Anti- Stokes-Lumineszenzstoffen, so kann dieser Kombination von Lumineszenzstoffen ent sprechend ebenfalls eine charakteristische Funktion zugeordnet werden, die den funktio neilen Zusammenhang zwischen der vorgegebenen standardisierten Anregung der Kom bination der Anti-Stokes-Lumineszenzstoffe in einem echten Sicherheitsmerkmal und ei nem Messsignal bei der Verifikation in der Verifikationsvorrichtung angibt.

Bevorzugte Ausführungsformen

Insbesondere wird ein Verfahren zum Verifizieren von Sicherheitselementen geschaffen, das ein aus Musterbereichen gebildetes Muster als Sicherheitsmerkmal umfasst, wobei die Musterbereiche zumindest

einen oder mehrere erste Musterbereiche und

einen oder mehrere zweite Musterbereiche umfassen,

wobei sowohl in dem einen oder den mehreren ersten Musterbereichen als auch in dem einen oder den mehreren zweiten Musterbereich in einem nicht manipulierten Zustand des Sicherheitselements jeweils ein Anti-Stokes-Lumineszenzstoff vorhanden ist, wobei der Anti-Stokes-Lumineszenzstoff bei einer Anregung mit einem Lichtsignal, des sen Wellenlänge oder Wellenlängen in einem Anregungswellenlängenbereich liegen, eine Anti-Stokes-Lumineszenz in einem Anti-Stokes-Wellenlängenbereich zeigt,

wobei sich der oder die mehreren zweiten Musterbereiche jeweils von dem einen oder den mehreren ersten Musterbereichen dadurch unterscheiden, das ein relativer Anteil des Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes, der bei der Manipulation aus dem entsprechenden Mus terbereich entfernbar ist, für den zweiten Musterbereich oder die zweiten mehreren Mus terbereiche größer als für den jeweiligen ersten Musterbereich oder die jeweiligen mehre re ersten Musterbereiche ist,

umfassend die Schritte:

Erzeugen eines gemäß eines Eingangssignals zeitlich intensitätsmodulierten Lichtsignals, dessen Wellenlänge oder Wellenlängen im Anregungswellenlängenbereich liegen und Einstrahlen des Lichtsignals in einen begrenzten Ausleuchtbereich;

Bereitstellen eines der Sicherheitselemente;

Bewegen des einen der Sicherheitselemente relativ zu dem Ausleuchtbereich, so dass der Ausleuchtbereich im zeitlichen Verlauf unterschiedliche der mindestens zwei Muster bereiche des grafischen Musters des Sicherheitselements überstreicht;

iteratives Erfassen von Lumineszenzlicht in dem Anti-Stokes-Wellenlängenbereich und Wandeln in ein Ausgangssignal, welches eine Intensität des erfassten Lumineszenzlichts repräsentiert,

Transformieren des Ausgangssignals mittels mindestens einer bereitgestellten charakte ristischen Funktion durch eine Auswerteeinrichtung in ein transformiertes Ausgangssignal, Auswerten des transformierten Ausgangssignals unter Berücksichtigung zumindest einer Eingangssignalinformation des Eingangssignals zum

Ableiten von Erkennungsentscheidungen für den Anti-Stokes-Lumineszenzstoff durch die Auswerteeinrichtung,

Ableiten einer Verifikationsentscheidung basierend auf den Erkennungsentscheidungen und

Ausgeben der Verifikationsentscheidung durch die Auswerteeinrichtung.

Ein Vorteil gegenüber den Ausführungsformen im Stand der Technik bestehen darin, dass eine sehr viel schnellere Entscheidung über die Existenz oder Nichtexistenz eines Anti- Stokes-Lumineszenzstoffes in dem aktuell beleuchteten Bereich oder kurz zuvor beleuch teten Bereich getroffen werden kann.

Eine Vorrichtung zum Verifizieren von Sicherheitselementen mit einem aus Musterberei chen gebildeten Muster als Sicherheitsmerkmal, wobei die Musterbereiche einen Anti- Stokes-Lumineszenzstoff umfassen, umfasst:

eine Steuereinrichtung zum Erzeugen eines Eingangssignals,

eine Anregungsquelle zum Erzeugen eines gemäß des Eingangssignals zeitlich intensi tätsmodulierten Lichtsignals, dessen Wellenlänge oder Wellenlängen im Anregungswel lenlängenbereich liegen, und zum Einstrahlen des Lichtsignals in einen begrenzten Aus leuchtbereich,

eine mit der Steuereinrichtung gekoppelte Abtasteinrichtung zum relativen Bewegen des einen der Sicherheitselemente und des Ausleuchtbereichs, so dass der Ausleuchtbereich im zeitlichen Verlauf unterschiedliche der mindestens zwei Musterbereiche des grafischen Musters des Sicherheitselements überstreicht; eine Erfassungseinrichtung zum iteratives Erfassen von Lumineszenzlicht in dem Anti- Stokes-Wellenlängenbereich und Wandeln in ein Ausgangssignal, welches eine Intensität des erfassten Lumineszenzlichts repräsentiert,

und eine Auswerteeinrichtung, welche ein Transformationsmodul zum Transformieren des Ausgangssignals mittels mindestens einer bereitgestellten charakteristischen Funktion in ein transformiertes Ausgangssignal umfasst und ausgebildet ist, beim Auswerten des transformierten Ausgangssignals unter Berücksichtigung zumindest einer Eingangssig nalinformation des Eingangssignals Erkennungsentscheidungen für den Anti-Stokes- Lumineszenzstoff abzuleiten und zum Ableiten einer Verifikationsentscheidung basierend auf den Erkennungsentscheidungen und

eine Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben der Verifikationsentscheidung der Auswerteein richtung.

Ferner wird ein Sicherheitselement mit einem aus Musterbereichen gebildeten Muster als Sicherheitsmerkmal geschaffen,

wobei die Musterbereiche zumindest

einen ersten Musterbereich und einen zweiten Musterbereich umfassen

wobei der erste Musterbereich und der zweite Musterbereich in einem nicht manipulierten Zustand des Sicherheitselements einen Anti-Stokes-Lumineszenzstoff aufweisen, der bei einer Anregung mit einem Lichtsignal mit einer Wellenlänge oder Wellenlängen in einem Anregungswellenlängenbereich eine Lumineszenz in einem Anti-Stokes- Wellenlängenbereich zeigt,

wobei sich der erste und der zweite Musterbereich dadurch unterscheiden, dass ein Anteil des Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes, der bei einer Manipulation von dem Sicherheitsele ment entfernbar ist, im zweiten Musterbereich größer als im ersten Musterbereich ist. Hierbei ist der Anteil des Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes jeweils auf die Gesamtmenge in dem jeweiligen Musterbereich eines nicht manipulierten Sicherheitselements bezogen.

Eine Ausführungsform des Sicherheitselements sieht vor, dass die Flächenkonzentratio nen des Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes in dem ersten Musterbereich und in dem zwei ten Musterbereich im nicht manipulierten Zustand gleich sind. Hierdurch kann beim Verifi zieren festgestellt werden, dass das aus dem ersten Musterbereich und dem zweiten Musterbereich oder einem oder mehreren ersten Musterbereichen und einem oder mehre ren zweiten Musterbereichen gebildeten Gesamtmuster an allen Positionen im nicht ma nipulierten Zustand des Sicherheitselements die erwartete Anti-Stokes-Lumineszenz zeigt, d. h. die Existenz des erwarteten Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes nachgewiesen wird. In diesem Fall ist das Muster im nicht manipulierten Zustand eine Fläche, die einheit lich eine homogene Anti-Stokes-Lumineszenz aufweist.

Wird ein Sicherheitselement manipuliert, beispielsweise ein Postwertzeichen abgelöst, in dessen zweiten Musterbereich der Anti-Stokes-Lumineszenzstoff mittels einer wasserlös lichen oder dampflöslichen Zubereitung aufgebracht ist, so wird der Anti-Stokes- Lumineszenzstoff beim Ablösen in dem oder den zweiten Musterbereichen zumindest teilweise oder ganz entfernt.

Ist im manipulierten Zustand dann in dem einen oder den mehreren zweiten Musterberei chen der Anti- Stokes-Lumineszenzstoff beispielswies ganz entfernt, so wird in diesem Bereich oder diesen Bereichen bei der Verifikation das Fehlen, d.h. die Nichtexistenz, des Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes festgestellt. Hieran kann eine Manipulation erkannt wer den.

Muster, bei deren Manipulation der Anti-Stokes-Lumineszenzstoff im zweiten Musterbe reich vollständig entfernt wird, umfassen vorzugsweise eine Abfolge von Musterbereichen der Art: erster Musterbereich - zweiter Musterbereich - erster Musterbereich. Manipulatio nen an solchen Sicherheitselementen können unabhängig von der Orientierung, das heißt in zwei entgegengesetzten Richtungen bei der Verifikation abgetastet werden, ohne dass dieses die Erkennungssicherheit beeinträchtigt. Manipulationen können somit sehr zuver lässig erkannt werden.

Bei Sicherheitselemente, deren Muster nur aus der Abfolge erster Musterbereich - zweiter Musterbereich oder der Abfolge zweiter Musterbereich - erster Musterbereich - zweiter Musterbereich bestehen, können Manipulationen ebenfalls erkannt werden, wenn die Ausdehnung des Bereichs, in dem die korrekte Anti-Stokes-Lumineszenz erfasst wird, mit ausgewertet wird und mit Vorgaben für ein echtes Sicherheitselement verglichen werden.

Eine Ausführungsform sieht daher vor, dass das Auswerten ein Erstellen eines Nachwe ismusters anhand der in zeitlicher Folge abgeleiteten Erkennungsentscheidungen unter Berücksichtigung der Bewegung des Ausleuchtbereichs relativ zu dem Sicherheitsele ment und das Ableiten der Verifikationsentscheidung basierend auf einem Vergleich des Nachweismusters mit einem vorgegebenen Echtheits- oder Fälschungsmuster erfolgen. Weiter gesteigert wird die Verifikationszuverlässigkeit ebenso wie ein„Verstecken“ des Merkmals bei Ausführungsformen, bei denen das Verfahren der Verifikation vorsieht, dass das Ableiten der Erkennungsentscheidungen ein Feststellen der Existenz und ein Be stimmen und Ermitteln einer dem korrekten (d.h. erwarteten) Anti-Stokes- Lumineszenzstoff zuordenbaren Lumineszenzintensität umfasst, die ein Maß für die Men ge des erwarteten, d.h. des korrekten, Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes in dem Ausleucht bereich ist.

Bei der Auswertung wird in der Regel eine Normierung des erfassten Ausgangssignals vorgenommen. Ändert sich die Konzentration des Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes von einem Musterbereich zum nächsten, d.h. beispielsweise von einem ersten Musterbereich zu einem zweiten Musterbereich oder umgekehrt, so fällt dieses bei der Auswertung dadurch auf, dass die Normierung eine Anpassung erforderlich macht oder zumindest von Vorteil wäre. Dieses ist vergleichbar mit dem Ändern des Messbereichs an einem Mess gerät, wenn sich eine Größe des gemessenen Signals deutlich ändert, um jeweils eine optimale Messwerterfassung zu gewährleisten.

Mit einer solchen Ausführungsform können auch Muster sehr zuverlässig verifiziert wer den, bei denen alle Musterbereiche sowohl im Manipulieren als auch im nicht manipulier ten Zustand den Anti-Stokes-Lumineszenzstoff aufweisen oder bei denen bei der Manipu lation nicht der gesamte entfernbare Anteil des Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes entfernt wird. Zumindest in einem Zustand unterscheiden sich jedoch die Konzentrationen des Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes in den verschiedenen Musterbereichen. Ohne eine ge naue Analyse ist dieses jedoch häufig nicht zu erkennen, da die Anti-Stokes-Lumineszenz in jedem Zustand vollflächig in den ersten und zweiten Musterbereichen des Musters bei Anregung beobachtbar/messbar ist. Somit ist das Sicherheitsmerkmal hier versteckt aus gebildet.

Eine Ausführungsform des Sicherheitselements sieht daher vor, dass der Anti-Stokes- Lumineszenzstoffes des zweiten Musterbereichs bei der Manipulation nicht vollständig entfernbar ist.

Um die unterschiedlichen Bereiche des Sicherheitselements, die unterschiedliche Anti- Stokes-Lumineszenz zeigen, zuverlässig erkennen zu können, während der Ausleuchtbe- reich das Sicherheitselement das Sicherheitselement überstreicht, hat es sich als vorteil haft herausgestellt, das Erzeugen des zeitlich intensitätsmodulierten Lichtsignals gemäß dem Eingangssignal in der Weise auszuführen, dass die Intensität des Lichtsignals ge mäß einem wiederkehrenden Lichtanregungsintensitätsmuster moduliert wird. Das Ein gangssignal gibt somit wiederkehrend dasselbe Lichtanregungsintensitätsmuster vor. Eine Information, die wiederkehrend in dem wiederkehrenden Lichtanregungsintensitätsmuster enthalten ist, kann genutzt werden, um zu erkennen, ob diese Information über die ausge löste Anti-Stokes-Lumineszenz bei der Verifikation in das Ausgangssignal übertragen worden ist. Ist dieses der Fall, ist der korrekte Anti-Stokes-Lumineszenzstoff in dem ent sprechenden Bereich vorhanden.

Ein Lichtanregungsintensitätsmuster gibt die Intensität des Anregungslichts im zeitlichen Verlauf der Lichtanregung wieder. Ein Lichtanregungsintensitätsmuster ist in dem hier beschriebenen Kontext einer Informationseinheit, welche auch als Symbol bezeichnet wird, zugeordnet. Das gemäß einem Lichtanregungsintensitätsmuster modulierte Licht signal, das zur Anregung verwendet wird, repräsentiert somit ein Symbol. Wird das Licht signal iterativ mit demselben Lichtanregungsintensitätsmuster moduliert, wird dieselbe Information mehrfach über das Sicherheitselement in die Auswerteeinrichtung übertragen.

Um eine robuste Auswertung zu erhalten ist somit bei einer Ausführungsform vorgesehen, dass das zur Anregung verwendete Lichtsignal zeitlich so moduliert wird, dass iterativ Symbole übermittelt werden.

Vereinfacht wird die Auswertung, wenn die iterativ übermittelten Symbole dieselbe Sym bolform aufweisen.

Um eine Symbolinterferenz im Sinne der Nachrichtenübermittlung mittels der Modulation des Lichtsignals zu minimieren ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Symbole jeweils einen Anregungsanteil und einen Nichtanregungsanteil umfassen. In dem Nichtanre gungsanteil, der auch als Pausenanteil bezeichnet ist, weist das Lichtsignal keine Intensi tät oder eine Intensität auf, die nicht geeignet ist, um eine Anti-Stokes-Lumineszenz anzu regen. Durch ein vorsehen des Nicht-Anregungsanteils wird eine Intersymbol-Interferenz bei der Auswertung deutlich minimiert. Als Vorteilhaft haben sich Ausführungsformen erwiesen, bei denen der Anregungsanteil aus einem linearen Intensitätsanstieg und einem nachfolgenden linearen Intensitätsabfall besteht. Vorzugsweise steigt die Intensität von Null an und fällt die Intensität auf Null ab.

Der Anregungsanteil lässt sich somit vorzugsweise durch ein Dreiecksignal beschreiben. Die Lichtintensität nimmt zunächst linear bis zu einem Maximalwert zu und fällt danach linear wieder ab. Vorzugsweise sind die linearen Steigungen betragsmäßig beim Anstieg und beim Abfall gleich, weisen jedoch ein unterschiedliches Vorzeichen auf. Der Anre gungsanteil stellt somit zwei Seiten eines gleichschenkeligen Dreiecks dar.

Um bei der Mustererkennung eine hohe Zuverlässigkeit zu erreichen, ist es vorteilhaft, mehrere Symbole zu übertragen, während der Ausleuchtbereich einen Musterbereich überstricht, d.h. abtastet. Um eine zuverlässige Identifizierung der unterschiedlichen Be reiche zu ermöglichen, ist somit bei einer Ausführungsform gesehen, dass die Modulation des Lichtsignals mit einer Bewegungsgeschwindigkeit des einen der Sicherheitselemente relativ zu dem Ausleuchtbereich und einer Ausdehnung des Ausleuchtbereichs entlang der Bewegungsrichtung des Sicherheitselements abgestimmt ist, dass die Modulation gemäß mehreren, vorzugsweise 2 bis 10, noch bevorzugter 3 bis 7, zeitlich aufeinander folgenden Symbolen (Lichtanregungsintensitätsmustern) in der Zeitspanne erfolgt, in der sich ein Punkt des einen der Sicherheitselemente durch den Anregungsbereich bewegt oder in dem der Anregungsbereich einen Punkt des einen der Sicherheitselemente über streicht.

Eine Ausführungsform sieht daher vor, dass die relative Bewegung des Ausleuchtbereichs und des Sicherheitselements mit einer Geschwindigkeit und das Modulieren der Lichtsig nals unter Berücksichtigung einer Ausdehnung der Musterbereiche parallel zu der relati ven Bewegungsrichtung so aufeinander abgestimmt erfolgen, dass der Anti-Stokes- Lumineszenzstoff während der Relativbewegung des Ausleuchtbereichs über den jeweili gen Musterbereich mit einer Mindestanzahl von auf das Lichtsignal modulierten Symbolen angeregt wird, wobei die Mindestanzahl größer 2 ist.

Bevorzugt ist die Mindestanzahl der Symbole größer oder gleich 5.

Das Erfassen der Anti-Stokes-Lumineszenz erfolgt vorzugsweise mit einer Frequenz, die um einen Faktor 20, vorzugsweise um einen Faktor 100 oder mehr, größer als eine Sym- bolmodulationsfrequenz ist, mit der Symbole auf das Lichtsignal moduliert werden. Hier durch wird eine ausreichende Auflösung der übertragenen Symbolform möglich um eine zuverlässige Anti-Stokes-Lumineszenzstofferkennung zu gewährleisten.

Vorteilhafte Ausführungsformen des Sicherheitselements sehen vor, dass das Muster mehrere zu dem einen ersten Musterbereich gleichartige erste Musterbereiche und/oder mehrere zu dem einen zweiten Musterbereich gleichartige zweite Musterbereiche um fasst.

So können insbesondere Muster ausgebildet werden, in denen die Anti-Stokes- Lumineszenzstoffkonzentration zumindest in einem der Zustände alternierend zwischen den ersten und zweiten Musterbereichen schwankt.

Vorzugsweise ist der zeitlich als erstes ausgeleuchtete Musterbereich ein erster Muster bereich, in dem zumindest ein großer Anteil des Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes nicht entfernbar, insbesondere nicht lösbar, auf- oder eingebracht ist. Hierdurch wird die Mög lichkeit geschaffen, für das Verifikationsverfahren zunächst eine angemessene Normie rung bei der Auswertung und/oder eine Anregungsintensität des Lichtsignals einzustellen, bei denen eine optimale Auswertung möglich ist. Ist die Lumineszenzintensität zu gering, kann eine Intensität des Lichtsignals angehoben werden.

Hierfür ist es von Vorteil, wenn mehrere Symbole über den Anti-Stokes-Lumineszenzstoff eines Musterbereichs übertragen werden, während dieser abgetastet wird.

Erfolgt, nachdem eine Normierung und Anregungsintensität gewählt sind, ein Übergang zu einem anderen hiervon verschiedenen Musterbereich, kann die auftretende Änderung der Intensität zuverlässig, z.B. an der Notwendigkeit einer Normierungsanpassung oder der Notwendigkeit der Anpassung der Anregungsintensität des Lichtsignals, erkannt wer den. Auch hier ist es vorteilhaft, wenn mehrere Symbole während des Abtastens eines Musterbereichs mit dem Ausleuchtbereich übertragen werden.

Bei einer Ausführungsform des Sicherheitselements sind die Flächenkonzentrationen des Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes in dem ersten Musterbereich und in dem zweiten Mus terbereich, die nicht entfernbar sind, gleich. Im manipulierten Zustand ist dann eine ein heitliche Lumineszenz in den ersten Musterbereichen und den zweiten Musterbereichen zu beobachten. Im nicht manipulierten Zustand ist jedoch die Flächenkonzentration des Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes in dem oder den zweiten Musterbereichen größer als in dem oder den ersten Musterbereichen.

Vorzugseise werden die Flächenkonzentrationen so gewählt, dass sich im nicht manipu lierten Zustand die Flächenkonzentrationen um einen Faktor 2 oder mehr voneinander unterscheiden. So steigt die Intensität der Anti-Stokes-Lumineszenz beim Übergang vom ersten Musterbereich zu einem zweiten Musterbereich stark an, sofern eine Anregungsin tensität nicht angepasst wird. Beispielsweise kann eine Sättigung der Messeinrichtung auftreten, d.h. ein, vorzugsweiser linearer, Bereich überschritten werden, in dem das er zeugte Ausgangssignal ein Maß für die erfasste Anti-Stokes-Lumineszenz ist. In diesem Fall kann das Auftreten der Sättigung zur Erkennung der zweiten Bereiche herangezogen werden. In der Regel ist jedoch in der Sättigung die Erkennung des spezifischen Anti- Stokes-Lumineszenzstoffes eingeschränkt oder unmöglich, so dass die Intensität des Lichtsignals angepasst wird, um dessen„Identität“ zu prüfen. Hierzu wird, wie oben ange geben, geprüft, ob nach einer Anregungsintensitätsanpassung wie erwartet ein oder meh rere Symbole im Ausgangssignal übertragen sind.

Diese Lichtsignalanpassung kann proaktiv erfolgen, d. h. vor einem erwarteten Eintreten einer Sättigung der Messeinrichtung. Die Anregungsintensität kann somit angepasst an ein erwartetes Muster des zu verifizierenden Sicherheitselements angepasst werden.

Besonders bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen die Flächenkonzentrationen des Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes in dem ersten Musterbereich und in dem zweiten Musterbereich weder im nicht manipulierten Zustand noch im manipulierten Zustand gleich sind, so dass sowohl im nicht manipulierten Zustand als auch im manipulierten Zu stand die verschiedenen Musterbereiche anhand der Anti-Stokes-Lumineszenz erfassbar sind. Beispielsweise ist der Anti-Stokes-Lumineszenzstoff in den ersten Musterbereichen ausschließlich nicht entfernbar auf- oder eingebracht. Der Anteil an nicht entfernbarem Anti-Stokes-Lumineszenzstoff im zweiten Musterbereich ist hingegen deutlich geringer oder Null. Der entfernbare auf- oder eingebrachte Anteil ist im zweiten Musterbereich je doch beispielsweise so gewählt, dass die Flächenkonzentration des Anti-Stokes- Lumineszenzstoffes im nicht manipulierten Zustand im zweiten Musterbereich deutlich größer als im ersten Musterbereich ist. Im manipulierten Zustand kehrt sich dieses Ver hältnis dann um. Ein Sicherheitselement ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass eine Nachweisrichtung existiert bezüglich der die ersten und zweiten Musterbereiche abwechselnd in dem Muster auftreten und der erste und der letzte der Musterbereiche entlang der Nachweisrichtung entweder jeweils ein erster Musterbereich oder jeweils ein zweiter Musterbereich sind.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass im nicht manipulierten Zustand des Sicherheitsele ments innerhalb des Musters zwischen den Musterbereichen keine Bereiche existieren, die den Anti-Stokes-Lumineszenzstoff nicht aufweisen. So kann eine Ausdehnung des gesamten Musters zumindest im nicht manipulierten Zustand automatisch erkannt wer den.

Sicherheitsmerkmale sind bei einer bevorzugten Ausführungsform so ausgebildet, dass das bei einer Auswertung der Anti-Stokes-Lumineszenz in dem Anti-Stokes-Lumineszenz- Wellenlängenbereich erkennbare grafische Muster für einen menschlichen Betrachter bei einer Anregung mit elektromagnetischer Strahlung im Anregung-Wellenlängenbereich nicht erkennbar ist, da beispielsweise zusätzlich zu der Anti-Stokes-Lumineszenz noch eine„normale“ Photolumineszenz im Bereich des Musters auftritt.

„Normale“ Photolumineszenz tritt beispielsweise dann auf, wenn der Anti-Stokes- Lumineszenzstoff zusätzlich zu der Anti-Stokes-Lumineszenz eine„normale“ Photolumi neszenz zeigt. Ferner kann über die Musterbereiche ein Lumineszenzstoff auf- oder ein gebracht sein, der bei der Anregung der Anti-Stokes-Lumineszenz im Wellenlängenbe reich, dessen Wellenlänge größer als die der Anti-Stokes-Lumineszenz,„normale“ Photo lumineszenz zeigt, die vorzugsweise eine höhere Intensität im menschlich wahrnehmba ren Wellenlängenbereich oder über den gesamten Emissionswellenlängenbereich, ein schließlich des Anti-Stokes-Lumineszenzwellenlängenbereich, zeigt, so dass die Intensi tätsunterschiede des Musters aufgrund der Lumineszenz des Anti-Stokes- Lumineszenzstoffes des Sicherheitselements weder im nicht manipulierten noch im mani pulierten Zustand wahrnehmbar sind, das heißt, die Lumineszenz des Anti-Stokes- Lumineszenzstoffes vorzugweise mindestens eine oder mehrere Größenordnungen klei ner als die Lumineszenz des anderen Lumineszenzstoffes ist.

Um bei der Auswertung der Anti-Stokes-Lumineszenz durch solche„normale“ Lumines zenz bzw. andere Lichtemissionen außerhalb des Anti-Stokes-Lumineszenz- Wellenlängenbereichs nicht gestört zu werden, ist bei einer Ausführungsform vorgesehen, dass das von dem Sicherheitsmerkmal emittierte Lumineszenzlicht wellenlängenselektiv gefiltert wird. Eine Verifikationsvorrichtung weist hierfür ein Filter auf. Besonders bevor zugt wird ein Kantenfilter verwendet, der von dem Sicherheitsmerkmal emittiertes Licht mit einer Wellenlänge, welche größer als eine größte Wellenlänge des Anti-Stokes- Wellenlängenbereichs ist, um eine, vorzugsweise mehrere Größenordnungen und am bevorzugtesten vollständig in der Intensität abschwächt.

Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mindestens zwei Bereiche des grafi schen Musters bei der Anregung mit demselben Lichtsignal im Anregungswellenlängen bereich für die Anti-Stokes-Lumineszenz jeweils eine Lumineszenz im sichtbaren Wellen längenbereich zeigen, die bei einem menschlichen Bedachter denselben Farbeindruck hervorrufen.

Bei einer Einstrahlung des dem für die Verifikation vorgesehenen Lichtsignal zur Anre gung der Anti-Stokes-Lumineszenz wird somit das grafische Muster für den Betrachter verborgen. Er kann zwar erkennen, dass ein Lumineszenzsicherheitsmerkmal vorhanden ist, jedoch nicht, dass dieses ein grafisches Muster aufweist, welches erfassbar ist, wenn die Lumineszenz nur in dem Anti-Stokes-Lumineszenz-Wellenlängenbereich ausgewertet wird.

Es sind auch Ausführungsformen möglich, bei denen die Ausdehnung des Ausleuchtbe reichs entlang der Bewegungsrichtung des Sicherheitselements kleiner als eine Ausdeh nung des Sicherheitselements entlang der Bewegungsrichtung ist.

Das iterative Erfassen der Anti-Stokes-Lumineszenz erfolgt vorzugsweise in Zeitabstän den, die mindestens eine Größenordnung, bevorzugter mindesten zwei Größenordnungen kleiner als eine Zeitdauer des Anregungsanteils des Lichtanregungsintensitätsmusters sind.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum Verifizieren eines Sicherheitselements auf einem Wert- oder Sicherheitsdoku ment;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf ein Sicherheitselement nach Fig. 1 ;

Fig. 3a eine grafische Darstellung einer Flächenkonzentration eines Anti-Stokes- Lumineszenzstoffes entlang einer x-Richtung eines Sicherheitselements im nicht manipulierten Zustand;

Fig. 3b eine grafische Darstellung einer Flächenkonzentration eines Anti-Stokes- Lumineszenzstoffes entlang einer x-Richtung eines Sicherheitselements im manipulierten Zustand;

Fig. 4a eine schematische Darstellung eines Sicherheitselements;

Fig. 4b eine schematische grafische Darstellung der Flächenkonzentration des Anti- Stokes-Lumineszenzstoffes gegenüber einer Ausdehnung des Musters eines Sicherheitselements entlang einer Raumrichtung im nicht manipulierten Zu stand;

Fig. 4c eine schematische grafische Darstellung der Flächenkonzentration des Anti- Stokes-Lumineszenzstoffes gegenüber einer Ausdehnung des Musters eines Sicherheitselements entlang einer Raumrichtung im manipulierten Zustand;

Fig. 4d eine schematische Darstellung einer Intensität des zur Anregung zur Modulati on des Lichtsignals Eingangssignals aufgetragen gegenüber der Zeit;

Fig. 4e in vereinfachter Form eine grafische Darstellung einer Intensität des zur Anre gung verwendeten Lichtsignals, aufgetragen gegenüber der Zeit;

Fig. 4f eine stark vereinfachte Darstellung der erfassten Anti-Stokes-

Lumineszenzlichtintensität für ein Sicherheitselement im nicht manipulierten Zustand aufgetragen gegenüber der Zeit; Fig. 4g eine stark vereinfachte grafische Darstellung des ermittelten Normierungswerts für die erfasste Anti-Stokes-Lumineszenzlichtintensität nach Fig. 4f aufgetragen gegenüber der Zeit;

Fig. 4h eine schematische Darstellung eines Eingangssignals, wobei zur Vereinfachung nur die Maximalamplitude der übertragenen Symbole aufgetragen ist;

Fig. 4i eine stark vereinfachte Darstellung der Anti-Stokes-Lumineszenzlichtintensität für ein nicht manipuliertes Sicherheitselement bei der Anregung gemäß dem Eingangssignal nach Fig. 4h; und

Fig. 4j eine stark vereinfachte Darstellung der Anti-Stokes-Lumineszenzlichtintensität für ein manipuliertes Sicherheitselement bei der Anregung gemäß dem Ein gangssignal nach Fig. 4h.

In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung 1 zum Verifizieren eines eine Anti-Stokes-Lumineszenz aufweisenden Sicherheitselements 2 auf einem Wert- oder Sicherheitsdokument 3 gezeigt. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Anre gungseinrichtung 4, eine Erfassungseinrichtung 5 und eine Auswerteeinrichtung 6.

Die Anregungseinrichtung 4 umfasst eine Lichtquelle 401 , die vorzugsweise als Laser ausgebildet ist. Die Anregungseinrichtung 4 erzeugt ein Lichtsignal 407.

Das Wert- oder Sicherheitsdokument 3 ist auf einer Transporteinrichtung 7 angeordnet.

Die Transporteinrichtung 7 bewegt das Wert- oder Sicherheitsdokument 3, auf dem sich das Sicherheitselement 2 befindet, vorzugsweise entlang einer Raumrichtung 91. Die Be wegung erfolgt vorzugsweise mit konstanter Geschwindigkeit in einer Bewegungsrichtung.

Alternativ oder zusätzlich zu der Transporteinrichtung 7 kann eine Relativbewegung des Ausleuchtbereichs relativ zu dem Sicherheitselement 2 über eine Ablenkeinheit 119, bei spielsweise einen verstellbaren, ansteuerbaren Spiegel oder Ähnliches erfolgen. Eine Steuereinrichtung 17 steuert die Transporteinrichtung 7 und die Anregungseinrichtung 4 sowie gegebenenfalls eine solche Ablenkeinheit 119, die bei einigen Ausführungsformen die Transporteinrichtung vollständig ersetzt. Die Anregungseinrichtung 4 ist ausgebildet, ein Lichtsignal 407 zu erzeugen und mit die sem einen Ausleuchtbereich 71 auf dem Wert- oder Sicherheitsdokument 3 bzw. dem darauf befindlichen Sicherheitselement 2 auszuleuchten. Der Ausleuchtbereich 71 ist vor zugsweise als schmaler Streifen oder rechteckförmiges Gebiet ausgebildet, welche quer zu der Raumrichtung 91 , entlang derer das Wert-oder Sicherheitsdokument 3 und somit auch das Sicherheitselement 2 bewegt werden, eine größere Ausdehnung aufweisen als das Sicherheitselement 2 quer zur Raumrichtung 91. Hierdurch wird sichergestellt, dass jeweils das volle Sicherheitselement erfasst wird.

Es sind jedoch auch Ausführungsformen möglich, bei denen eine Ausdehnung des Aus leuchtbereichs 71 quer zur Raumrichtung 91 kleiner als die Ausdehnung des Sicherheit selements 2 quer zur Raumrichtung ist.

Die Anregungseinrichtung 4 ist somit relativ zu der Transporteinrichtung 7 so angeordnet, dass das von der Anregungseinrichtung 4 erzeugte Lichtsignal 407 mit dem erzeugten Ausleuchtbereich 71 bei der Bewegung des Wert-oder Sicherheitsdokuments 3 das Si cherheitselement 2 überstreicht bzw. abtastet. Bei anderen Ausführungsformen kann die Relativbewegung zwischen dem Ausleuchtbereich 71 und dem Sicherheitselement 2 durch die optische Ablenkeinheit 119 mit bewirkt oder ausschließlich bewirkt werden. Die Transporteinrichtung 7 und/oder die Ablenkeinheit 119 bilden eine Abtasteinrichtung 138 die das Abtasten des Sicherheitselements 2 mit dem Ausleuchtbereich 71 bewirkt.

Das Sicherheitselement 2 umfasst als Sicherheitsmerkmal 100 ein Muster 110. Das Mus ter 110 umfasst mehrere Musterbereiche 120. Die Musterbereiche 120 umfassen mindes tens zwei verschiedene Typen von Musterbereichen. Der eine Typ von Musterbereichen wird im Folgenden als erster Musterbereich 121 und der andere Typ von Musterbereich als zweiter Musterbereich 122 bezeichnet. Die Zuordnung der Ordnungszahlen erster und zweiter ist hierbei willkürlich. Im Gebiet sowohl der ersten Musterbereiche 121 als auch der zweiten Musterbereiche 122 ist auf oder in das Sicherheitselement ein Anti-Stokes- Lumineszenzstoff 200 auf oder eingebracht. Hierbei ist der Anti-Stokes-Lumineszenzstoff 200 in den Musterbereichen 120 jeweils bezogen auf den entsprechenden der Musterbe reiche 120, vorzugsweise homogen verteilt, auf- oder eingebracht.

Der Anti-Stokes-Lumineszenzstoff 200 ist in oder auf die Musterbereiche 120 auf zwei verschiedene Arten auf- oder eingebracht. Zumindest ein Anteil des Anti-Stokes- Lumineszenzstoffes 200 ist so in die zweiten Musterbereiche 122 auf- oder eingebracht, dass dieser Anteil bei einer Manipulation des Sicherheitselements 2 entfernt wird. Bei spielsweise wird der bei der Manipulation entfernbare Anteil des Anti-Stokes- Lumineszenzstoffes 200 mittels einer wasserlöslichen Zubereitung auf das Sicherheit selement 2 in den zweiten Musterbereiche 122 aufgebracht, vorzugsweise aufgedruckt. Auf die ersten Musterbereiche 121 ist der Anti-Stokes-Lumineszenzstoff 200 mit einer nicht entfernbaren, insbesondere nicht lösbaren, Zubereitung aufgebracht. Der mit der nicht lösbaren Zubereitung aufgebrachte Anti-Stokes-Lumineszenzstoff 200 wird bei einer Manipulation nicht von dem Sicherheitselement 2 entfernt.

Der Anti-Stokes-Lumineszenzstoff 200 ist jeweils über eine Schraffur dargestellt. Eine Schraffur von links unten nach rechts oben deutet an, dass der Anti-Stokes- Lumineszenzstoff 200 bei der Manipulation nicht entfernbar ist, z. B. mit einer nicht lösba ren Zubereitung auf- oder eingebracht ist. Eine Schraffur von links oben nach rechts unten ist hingegen bei einer Manipulation entfernbar, z. B. mit einer lösbaren Zubereitung auf- oder eingebracht. Zu besseren Veranschaulichung sind in Fig. 1 die ersten Musterberei che 121 mit einer„I“ und der zweite Musterbereich 122 mit einer„II“ gekennzeichnet.

Es sind verschiedene Ausgestaltungen der ersten Musterbereiche 121 und der zweiten Musterbereiche 122 möglich, um ein Muster 110 zu bilden. Zumindest ein Anteil des Anti- Stokes-Lumineszenzstoffes 200 kann sowohl auf die ersten Musterbereiche 121 als auch auf die zweiten Musterbereiche 122 mit einer nicht entfernbaren, insbesondere nicht lös baren, Zubereitung aufgebracht sein. Ebenso kann ein Anteil des Anti-Stokes- Lumineszenzstoffes 200 auch sowohl auf die ersten Musterbereiche 121 , als auch auf die zweiten Musterbereiche 122 mit einer entfernbaren, insbesondere lösbaren, Zubereitung aufgebracht sein. Entscheidend ist jedoch, dass ein relativer Anteil der bei einer Manipula tion des Sicherheitselements 2 von dem Musterbereich 120 entfernbar ist, bezogen auf die Gesamtmenge an Anti-Stokes-Lumineszenzstoff 200 im nicht manipulierten Zustand für einen Typ der Musterbereiche 120, hier, ohne Beschränkung der Allgemeinheit, immer der zweiten Musterbereiche 122, größer als für den anderen Typ der Musterbereiche 120 ist, hier immer der ersten Musterbereiche 121.

Hierdurch wird sichergestellt, dass sich die Flächenkonzentrationen, d. h. die Menge an Anti-Stokes-Lumineszenzstoff 200 pro Gebietsfläche eines Musterbereichs 120, der ers ten Musterbereiche 121 und der zweiten Musterbereiche 122, zumindest im nicht manipu- Merten oder im manipulierten Zustand, vorzugsweise sowohl im nicht manipulierten als auch manipulierten Zustand, unterscheiden.

In Fig. 2 ist eine schematische Draufsicht auf das Sicherheitselement 2 nach Fig. 1 dar gestellt. Die ersten Musterbereiche 121 weisen eine von links unten nach rechts oben schräg verlaufende Schraffur auf. Der zweite Musterbereich 122 weist eine von links oben nach rechts unten schräg verlaufende Schraffur auf.

Im Folgenden wird zunächst davon ausgegangen, dass die ersten Musterbereiche 121 eine Flächenkonzentration von 100 in beliebigen Einheiten des Anti-Stokes- Lumineszenzstoffes 200 aufweisen und dieser vollständig mit einer nicht entfernbaren, insbesondere nicht lösbaren, Zubereitung aufgebracht ist. Die zweiten Musterbereiche 122, von denen das Muster 110 bei der Ausführungsform nach Figur 1 und 2 nur einen aufweist, weisen im nicht manipulierten Zustand eine Flächenkonzentration von 500 in den beliebigen Einheiten auf. Ferner wird davon ausgegangen, dass der in dem zweiten Musterbereich 122 aufgebrachte Anti-Stokes-Lumineszenzstoff 200 mit einer entfernba ren, insbesondere lösbaren, Zubereitung aufgebracht ist, sodass dieser bei einer Manipu lation des Sicherheitselements 2 entfernt wird.

Eine Bewegungsrichtung 93, entlang derer sich das Sicherheitselement 2 durch einen stationär angenommenen Ausleuchtbereich 71 bewegt, ist in Fig. 2 ebenso angegeben.

In Figur 3a ist in einem Graf die Flächenkonzentration 95 in den beliebigen Einheiten ge genüber dem Ort entlang einer Längsrichtung 111 des Sicherheitselements 2 im nicht manipulierten Zustand dargestellt. Die unter dem Graf schraffierten Flächenanteile geben über ihre Schraffur ebenfalls an, ob und mit welchem Anteil der Anti-Stokes- Lumineszenzstoff 200 mit einer nicht entfernbaren, insbesondere nicht lösbaren, Zuberei tung aufgebracht ist (Schraffur von links unten nach rechts oben) oder mit einer entfernba ren, insbesondere lösbaren, Zubereitung aufgebracht ist (Schraffur von links oben nach rechts unten).

In Fig. 3b ist das Sicherheitselement nach Fig. 3a im manipulierten Zustand dargestellt.

Zu erkennen ist das der Anteil des entfernbaren Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes vollstän dig entfernt ist (durchgezogene Linie) oder zumindest nahezu entfernt ist (gestrichelte Linie). Das Lichtsignal 407, welches mittels der Anregungseinrichtung 4 erzeugt ist, regt im Aus leuchtbereich 71 bei der Verifikation in dem Sicherheitselement 2 den Anti-Stokes- Lumineszenzstoff 200 an. Die Wellenlänge des Anregungslichts des Lichtsignals 407 liegt hierbei in einem Anregungswellenlängenbereich. Die Anregung des Anti-Stokes- Lumineszenzstoffes 200 führt dazu, dass dieser Lumineszenzlicht in einem Anti-Stokes- Lumineszenz-Wellenlängenbereich emittiert. Die Wellenlängen des Anti-Stokes- Lumineszenz-Wellenlängenbereichs sind hierbei kürzer als die Wellenlängen des Anre gungswellenlängenbereichs.

Das von dem angeregten Sicherheitsmerkmal 100 des Sicherheitselements 2 emittierte Anti-Stokes-Lumineszenzlicht 9 des Lumineszenzlichts 8 wird von der Erfassungseinrich tung 5 erfasst. Die Erfassungseinrichtung 5 kann beispielsweise ein Spektrometer mit einer nachgeschalteten CCD-Zeile sein, welche ein zeitaufgelöstes Erfassen für einen entsprechenden Teil des elektromagnetischen Spektrums erlaubt. Ebenfalls möglich ist es, das Anti-Stokes-Lumineszenzlicht 9 mittels einer Photodiode 55 zeitaufgelöst zu er fassen. Die Erfassungseinrichtung 5 leitet aus dem erfassten Anti-Stokes- Lumineszenzlicht 9 ein Ausgangssignal 11 ab und leitet dieses an die Auswerteeinrich tung 6 weiter. Ferner kann auch ein anderer zeitaufgelöst und intensitätsaufgelöst mes sender Detektor verwendet werden.

Das Anti-Stokes-Lumineszenzlicht 9 kann im sichtbaren Wellenlängenbereich, im UV Wel lenlängenbereich oder im IR-Wellenlängenbereich liegen. Ferner ist es möglich, dass zu sätzlich zu der Anti-Stokes-Lumineszenz in dem Sicherheitselement 2 bei der Anregung mit dem Lichtsignal 407 auch eine„normale“ Fotolumineszenz auftritt, deren Lumines zenzwellenlängen größer als die Wellenlängen des Anregungslichts des Lichtsignals 407 sind.

Um Störungen durch Lumineszenzlicht der„normalen“ Photolumineszenz oder auch durch gestreutes Anregungslicht des Lichtsignals 407 zu vermeiden, ist bei einigen Aus führungsformen ein Filter 85 vorgesehen, welches Wellenlängen, die größer als die Wel lenlängen des Anti-Stokes-Wellenlängenbereichs sind, blockiert. Dieses Lumineszenzlicht der„normalen“ Photolumineszenz 81 wird mittels des Filters 85 daran gehindert, zu der Erfassungseinrichtung 5 zu gelangen. Das sich auf dem Wert- oder Sicherheitsdokument 3 befindende Sicherheitselement 2 wird somit mittels eines des Lichtsignals 407, dessen Intensität durch ein vorgegebenes Eingangssignal 27 gesteuert wird, zur Anti-Stokes-Lumineszenz angeregt. Das vorgege bene Eingangssignal 27 legt somit beispielsweise über eine Modulationseinrichtung 10 die sich zeitlich ändernde Intensität des Lichtsignals 407 fest.

Insbesondere kann nach dem Erfassen der Intensität des Anti-Stokes-Lumineszenzlichts 9 eine Analog-Digital-Wandlung in einem A/D-Wandler 118 vorgesehen sein, so dass ein Ausgangssignal 11 der Erfassungseinrichtung 5 in digitaler Form bereitgestellt werden kann, beispielsweise als Datenstrom. Die Analog/Digital-Wandlung kann auch erst in der Auswerteeinrichtung 6 erfolgen.

Die Auswerteeinrichtung 6 transformiert das Ausgangssignal 11 in einem Transformati onsmodul 13 mittels einer charakteristischen Funktion 12 in ein transformiertes Aus gangssignal 14. Eine solche Transformation kann insbesondere eine Entfaltung des Aus gangssignals 11 mit der charakteristischen Funktion 12 sein.

Das transformierte Ausgangssignal 14 wird an ein Demodulatormodul 15 weitergeleitet und dort demoduliert. Hierbei wird eine Eingangssignalinformation 16 des Lichtsignals 407 oder des Eingangssignals 27 berücksichtigt. Eine solche Eingangssignalinformation 16 ist beispielsweise eine Symbolform von Symbolen, welche zur Erzeugung des Eingangssig nals 27 bzw. des Lichtsignals 407 verwendet werden. Die Demodulation kann beispiels weise unter Verwendung eines Optimalfilters (Matched filter), welcher auf die Symbolform abgestimmt ist, durchgeführt werden.

Anschließend wird in einem Erkennungsmodul 116 ermittelt, ob das erfasste Anti-Stokes- Lumineszenzlicht 9 von dem erwarteten Anti-Stokes-Lumineszenzstoff emittiert wurde oder nicht. Kann beispielsweise festgestellt werden, dass das transformierte Signal einem Signal ähnelt, in dem Symbole übertragen sind, beispielsweise wenn ein Signal-zu- Rauschverhältnis oberhalb eines Schwellenwertes festgestellt wird, so wird der Anti- Stokes-Lumineszenzstoff für den Bereich, für den die Auswertung aktuell vorgenommen wird, als echt bzw. als erwarteter Anti-Stokes-Lumineszenzstoff erkannt. Es kann somit eine Existenz des richtigen Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes 200 festgestellt werden. Die se Entscheidung, ob der korrekte Anti-Stokes-Lumineszenzstoff erkannt wurde oder nicht, ist eine Erkennungsentscheidung 18 oder ein Bestandteil einer Erkennungsentscheidung 18. Wie unten erläutert wird, gibt es verschiedene Varianten, wie die Existenz des richti gen Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes erkannt werden kann.

Da sich das Wert- oder Sicherheitsdokument 3 gemeinsam mit dem Sicherheitselement 2 relativ zu dem Ausleuchtbereich 71 bewegt, wird in zeitlicher Abfolge für unterschiedliche Orte auf dem Sicherheitselement 2 ermittelt, ob der korrekte Anti-Stokes- Lumineszenzstoff 200 in dem Sicherheitselement vorhanden ist.

Anhand dieser Erkennungsentscheidungen 18, welche bei einfachen Ausführungsformen nur die Existenzentscheidungen umfassen, kann ermittelt werden, ob das aus den ersten und zweiten Musterbereichen 121 ,122 gebildete Muster 110 dem erwarteten Muster eines nicht manipulierten Sicherheitselements oder dem erwarteten Muster eines manipulierten Sicherheitselements entspricht.

Im nicht manipulierten Zustand des Sicherheitselements 2 wird über das gesamte Sicher heitselement 2 hinweg eine Anti-Stokes-Lumineszenz 9 des korrekten Anti-Stokes- Lumineszenzstoffes 200 ermittelt. Ist hingegen das Sicherheitselement 2, welches bei spielsweise ein Postwertzeichen ist, bereits zuvor von einem Wert- oder Sicherheitsdo kument, hier beispielsweise einem anderen Brief abgelöst und auf das als Brief ausgebil dete Wert-oder Sicherheitsdokument 3 erneut aufgeklebt, so ist beim Ablösen der Anti- Stokes-Lumineszenzstoff 200 im Bereich des zweiten Musterbereichs 122 entfernt wor den, sodass bei der Verifikation zunächst, solange der Ausleuchtbereich den einen erster Musterbereich 121-1 überstreicht, eine Existenz des Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes 200 erkannt wird. Anschließend, während der Ausleuchtbereich 71 den zweiten Musterbereich 122 überstreicht, wird festgestellt, dass der Anti-Stokes-Lumineszenzstoff 200 nicht vor handen ist. Sobald der Ausleuchtbereich 71 den weiteren ersten Musterbereich 121-2 überstreicht, wird erneut eine Anti-Stokes-Lumineszenz des korrekten Anti-Stokes- Lumineszenzstoffes 200 festgestellt. Hierüber kann ein manipuliertes Sicherheitselement 2 zuverlässig von einem nicht manipulierten Sicherheitselement 2 unterschieden werden. Fehlt der korrekte Anti-Stokes-Lumineszenzstoff 200 in einem Gebiet, welches ein Mus terbereich 120 ist, so ist das Sicherheitselement 2 manipuliert. Anhand der Erkennungs entscheidungen 18 kann somit die Verifikationsentscheidung 19 abgeleitet werden.

Darüber hinaus können auch Fälschungen des Sicherheitselements 2 erkannt werden, bei denen die Anti-Stokes-Lumineszenz 9 durch einen anderen Anti-Stokes-Lumineszenzstoff verursacht wird. Obwohl eine Anti-Stokes-Lumineszenz auftritt, lässt sich das transfor mierte Ausgangssignal 14 dann nicht korrekt demodulieren.

Über die Auswerteeinrichtung können beispielsweise Zugangssperren, wie ein Schloss, eine Schranke usw., oder Sortiermaschine 21 , in der beispielsweise Briefe mit manipulier ten Postwertzeichen selektiert werden, gesteuert werden. Dieses kann über eine Ausga beeinrichtung 20 erfolgen, die das Verifikationsergebnis auch als Datensatz ausgeben oder visuell auf einer Anzeigeeinrichtung darstellen kann.

Zum Kodieren des Eingangssignals kann beispielsweise ein Dreieckeckpuls gefolgt von einem Konstantanteil, der vorzugsweise Null ist, als Symbolform verwendet werden.

Es wird angemerkt, dass es die Kenntnis der Symbolform erlaubt, eine Demodulation des transformierten Ausgangssignals und eine Rekonstruktion der kodierten Information vor zunehmen.

Wichtig ist anzumerken, dass die mit dem oder den übertragenden Symbolen kodierte Information nicht notwendigerweise ermittelt und ausgewertet werden muss. In einigen Ausführungsformen reicht es, eine Kenntnis der Symbolform zu nutzen, um festzustellen, dass die Symbolübertragung durch den verwendeten Anti-Stokes-Lumineszenzstoff der Übertragung durch einen„echten“ Anti-Stokes-Lumineszenzstoff entspricht.

Beispielsweise kann über eine Bestimmung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses im trans formierten Ausgangssignal 14 dann die Erkennungsentscheidung 18 abgeleitet werden. So wird eine Existenz des Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes beispielsweise festgestellt, wenn ein bestimmter Schwellwert des Signal-zu-Rauschverhältnisses erreicht oder über schritten ist.

Ein weiteres alternatives Verfahren zur Demodulation ist beispielsweise die Verwendung eines„Integrate and Dump“-Filters. Hierbei wird ein diskretes Eingangssignal für eine be stimmte Anzahl von Abtastwerten bzw. für ein vorgegebenes Zeitfenster für jeden Schritt kumulativ aufsummiert („Integrate“). Nach Ablauf der bestimmten Anzahl von Abtastwer ten wird die Summe wieder auf Null gesetzt („Dump“) und erneut mit dem kumulativen Aufsummieren begonnen. Anschließend kann beispielsweise mittels einer Schwellwerter kennung die in der Anregung kodierte Information zurückgewonnen werden. Dieses Ver- fahren kann in der Regel verwendet werden, wenn eine Symbolform der Anregung eine einfache Dreieckeckpulsform aufweist.

Ein weiteres alternatives und bevorzugtes Verfahren nutzt ein Kalman-Filter, das zu je dem Zeitpunkt des abgetasteten Lumineszenzsignals die Systemantwort ermittelt und dann trotz Rauschen die Systemantwort ermittelt. Vorzugsweise wird ein sogenanntes Extended Kalman-Filter genutzt, d.h. ein nicht lineares Kalman-Filter. Hier ist es sehr wichtig, die oben genannte Messkette vollständig zu erfassen, da die tatsächliche Ein gangsfunktion des Kalman-Filters, das Anregungssignal des Anti-Stokes- Lumineszenzstoffes ist. Nur bei korrekter Kenntnis des Anregungssignals ist die Sys temantwort des Systems, bestehend aus Anregungseinheit, Sicherheitselement und Er fassungseinrichtung, zu erfassen.

Der Vorteil des Verfahrens und der Vorrichtung ist, dass kleine Nichtlinearitäten aufgrund der Integration und zeitlich längeren Erfassung, insbesondere beim Einsatz des Kalman- Filters, die Auswertung kaum beeinflussen und spektrale Verschiebungen im Frequenzbe reich des Ausgangssignals im Gegensatz zum Stand der Technik nicht mehr zu einem großen Fehler beim Auswerten und Verifizieren führen. Ferner muss auch der Gleichanteil des Ausgangssignals nicht gesondert betrachtet werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Phasenlage nicht mehr notwendigerweise erkannt werden muss (ein sogenanntes phase recovery ist nicht notwendig). Ferner wird das maximal mögliche Signal-zu-Rausch- Verhältnis erreicht.

Insbesondere ist in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass der lumineszierende Effekt des Sicherheitsmerkmals als für kurze Zeit lineares zeitinvariantes System (engl linear time-invariant, LTI) modelliert wird. Das heißt, es wird in erster Nähe rung angenommen, dass eine Anti-Stokes-Lumineszenz sowohl die Eigenschaft der Line arität bezüglich der Anregung aufweist als auch unabhängig von zeitlichen Verschiebun gen ist. Dies vereinfacht die Transformationsgleichungen und ermöglicht somit eine be sonders effiziente Weiterverarbeitung des Ausgangssignals.

Insbesondere ist in einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass beim Auswer ten zum Ableiten der Erkennungsentscheidung 18 in der Auswerteeinrichtung eine Korre lation des transformierten Ausgangssignals 14 mit zumindest einem Teil des Eingangs signals 27 durchgeführt wird, wobei das eine Anti-Stokes-Lumineszenz aufweisende Si- cherheitsmerkmal (100) für echt befunden wird, wenn eine Korrelationsfunktion zu einem vorgegebenen Zeitpunkt oder in einem vorgegebenen Zeitbereich einen vorgegebenen Schwellwert erreicht oder überschreitet. Es wird somit eine Kreuzkorrelation des transfor mierten Ausgangssignals 14 mit zumindest einem Teil des Eingangssignals 27 durchge führt. Dieser Teil des Eingangssignals kann insbesondere eine in dem Eingangssignal verwendete Symbolform sein.

Ferner kann auch vorgesehen sein, dass der Schwellwert für mehrere vorgegebene Zeit punkte oder mehrere vorgegebene Zeitbereiche überschritten sein muss, damit der Anti- Stokes-Lumineszenzstoff als echt und erkannt befunden wird. Ist der vorgegebene Schwellwert oder sind die vorgegebenen Schwellwerte hingegen nicht überschritten, wird der Anti-Stokes-Lumineszenzstoff als nicht korrekt befunden.

Die charakteristische Funktion kann insbesondere aus einem Referenzsicherheitsmerk mal, welches als echt bekannt ist, abgeleitet sein. Deshalb ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass die charakteristische Funktion mittels einer Kalibrierungsmessung be stimmt wird, wobei ein eine Anti-Stokes-Lumineszenz aufweisendes Referenzsicher heitsmerkmal angeregt wird und dessen Lumineszenz als Referenzausgangssignal er fasst und auswertet wird. Um die charakteristische Funktion abzuleiten wird somit eine Kalibrierungsmessung durchgeführt, welche (wie das Verifikationsverfahren selber) ein Anregen des Referenzsicherheitsmerkmals durch ein vorgegebenes Eingangssignal mit tels eines Lichtsignals durch die Anregungseinrichtung, ein Erfassen einer von dem Refe renzsicherheitsmerkmal emittierten Lumineszenz und ein Wandeln der erfassten Lumi neszenz in ein Referenzausgangssignal durch die Erfassungseinrichtung umfasst. Aus dem Referenzausgangssignal und dem vorgegebenen Eingangssignal wird dann die cha rakteristische Funktion abgeleitet.

Insbesondere ist hierzu in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass die charakteristische Funktion die Inverse einer Übertragungsfunktion des eine Anti- Stokes-Lumineszenz aufweisenden Referenzsicherheitsmerkmals ist, wobei der Anti- Stokes-Lumineszenz-Effekt des Sicherheitsmerkmals und des Referenzsicherheitsmerk mals als lineares zeitinvariantes System aufgefasst wird.

In der Regel kann die Inverse der Übertragungsfunktionen nicht analytisch bestimmt wer den. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist deshalb vorgesehen, dass die Inverse der Übertragungsfunktion mittels numerischer Verfahren berechnet wird. Dies kann beispielsweise mittels der Matlab-Funktion ,,fmincon()“ (z.B. in Matlab® Version 2016a, einer Software der Firma The MathWorks, Inc. in Natick, Massachusetts, USA) durchgeführt werden.

Insbesondere bei Verwendung eines Kalman Filters kann eine Normierung bei der Aus wertung vorgenommen werden. Diese Normierung ist unter anderem von der erfassten Intensität der Anti-Stokes-Lumineszenz abhängig. Daher kann die Auswertung dieser In formation in die Erkennungsentscheidung 18 mit einbezogen werden. Neben der Feststel lung der Existenz oder Nichtexistenz des korrekten Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes 200 im untersuchten Abtastbereich/Ausleuchtbereich 71 und des zugehörigen Musterbereichs 120 wird auch die Intensität der erfassten Anti-Stokes-Lumineszenz 9 ausgewertet. Die einem Musterbereich 120 auf diese Weise zugeordnete Intensität wird im Verhältnis zu den für andere Musterbereiche 120 ermittelten Anti-Stokes-Lumineszenzintensitäten ge setzt, um ein Muster 110 ableiten zu können.

Im Folgenden soll dieses noch einmal detaillierter beschrieben werden.

In Fig. 4a ist schematisch ein Sicherheitselement 2 mit einem Muster 110 dargestellt. Das Muster 110 umfasst einen ersten Musterbereich 121-1 , einen zweiten Musterbereich 122- 1 , sowie einen weiteren ersten Musterbereich 121-2.

Nachgestellte Ziffern der Form ,,-x“, werden verwendet, um Musterbereiche 120 eines Typs abzuzählen, wobei x eine natürliche Zahl ist. Der links angeordnete erste Musterbe reich 121-1 wird somit mit„-1“ gekennzeichnet und unterscheidet sich hierüber von dem weiteren ersten Musterbereich„121-2“ mit der nachgestellten Bezeichnung„-2“. Ansons ten sind die ersten Musterbereiche 121-1 ,121-2 hinsichtlich des aufgebrachten Anti- Stokes-Lumineszenzstoffes 200 identisch ausgebildet. Dieses bedeutet, dass die Flä chenkonzentration des Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes 200 in dem ersten Musterbereich 121-1 und 121-2 identisch ist. Ferner ist die Art der Aufbringung gleich, d. h. die Anteile, die mit einer nicht entfernbaren Zubereitung aufgebracht ist, und die Anteile, der mit einer entfernbaren Zubereitung aufgebracht, sind für beide Musterbereiche 121-1 , 121-2 eben falls identisch. Im dargestellten Beispiel ist der gesamte Anti-Stokes-Lumineszenzstoff 200, der im ersten Musterbereich 121 , 121-1 , 121-2 aufgebracht ist, mit einer nicht entfernbaren, insbeson dere nicht lösbaren, Zubereitung aufgebracht. Die Flächenkonzentration beträgt 100 will kürliche Einheiten.

Auf den zweiten Musterbereich 122, 122-1 ist der Anti-Stokes-Lumineszenzstoff 200 mit einer Flächenkonzentration von 500 willkürlichen Einheiten vollständig mit einer entfern baren, insbesondere lösbaren, Zubereitung aufgebracht. In Fig. 4b ist korrespondierend die Flächenkonzentration 95 gegenüber einer Ausdehnung des Musters entlang einer x- Richtung 92 aufgetragen.

Der eine erste Musterbereich 121-1 erstreckt sich von X0 bis X1 , der zweite Musterbe reich 122-1 erstreckt sich von X1 bis X2 und der weitere erste Musterbereich 121-2 er streckt sich von X2 bis X3.

Die x-Richtung 92 sowie die entsprechenden Positionen X0, X1 , X2, X3 sind in Fig. 4a entsprechend eingezeichnet. Schraffuren unter dem Funktionsgraphen, der die Flächen konzentration 95 des Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes 200 gegenüber der Position in dem Muster 110 angibt, geben die Anteile an, die mit nicht entfernbarer Zubereitung (Schraffur von links oben nach rechts unten) bzw. mit entfernbarer Zubereitung (Schraffur von links unten nach rechts oben) auf- bzw. eingebracht sind.

Eine Bewegungsrichtung 93, entlang derer sich das Sicherheitselement 2 durch einen stationär angenommenen Ausleuchtbereich 71 bewegt, ist in Fig. 4a ebenso angegeben und ist aus Gründen der Veranschaulichung der Erfindung im Zusammenhang mit den weiteren, folgenden Figuren„entgegengesetzt“ zu der Darstellung in Fig. 1 und 2 gewählt.

In dem in Figuren 4a und 4b gezeigten Beispiel ist der Anti-Stokes-Lumineszenzstoff 200 in jedem der Musterbereiche 120, d. h. in den ersten Musterbereichen 121-1 , 121-2 und dem zweiten Musterbereich 122-1 , jeweils entweder vollständig nicht entfernbar oder voll ständig entfernbar auf- oder eingebracht.

Die Fig. 4c zeigt entsprechend die Flächenkonzentrationen 95 des Musters 110 aufgetra gen gegen die X-Richtung 92 des Sicherheitselements 2 im manipulierten Zustand. Der ursprünglich in dem zweiten Musterbereich 122-1 mit einer entfernbaren, beispielsweise lösbaren, Zubereitung aufgebrachte Anti-Stokes-Lumineszenzstoff 200 ist im manipulier ten Zustand vollständig oder nahezu vollständig (gestrichelt dargestellt) entfernt.

Bei der Verifikation erfolgt eine Anregung mit einem Lichtsignal 407. Dieses ist intensi tätsmoduliert. Die Modulation der Intensität erfolgt gemäß einem Eingangssignal 27. Die ses Eingangssignal 27, das in Fig. 4d schematisch dargestellt ist, ist in einzelne wieder kehrende Abschnitte 28 unterteilt, jeder der Abschnitte 28 repräsentiert jeweils ein Symbol 29. Ein einzelnes Symbol 29 umfasst einen Anregungsanteil 30 und einen Pausenanteil 31. Diese sind im dargestellten Beispiel zeitlich gleich lang. Der Pausenanteil 31 wird vor zugsweise so gewählt, dass eine Intersymbolinterferenz bei der Übertragung der Symbole über den Übertragungskanal, umfassend das Sicherheitselement 2 und Teile der Verifika tionsvorrichtung, vermieden oder zumindest gering gehalten wird. Der Anregungsanteil 30 ist in der Regel ein dreieckförmiger Puls der einen linear ansteigenden Anteil 30A und einen linear abfallenden Anteil 30B umfasst, die zeitlich gleich lang sind und deren Stei gung ein entgegengesetztes Vorzeichen aufweisen.

Während des Anregungsanteils 30 steigt die Amplitude des Eingangssignals 27 von 0 auf eine Maximalamplitude 35 und fällt wieder auf null ab.

Es können zur Anregung auch andere Symbolformen verwendet werden. Dreieckförmige Anregungsanteile erhaben sich jedoch als sehr günstig herausgestellt.

Die funktionelle Struktur des Lichtsignals 407, welches zur Anregung verwendet wird, gleicht der des Eingangssignals 27, da das Lichtsignal 407 gemäß dem Eingangssignal 27 hinsichtlich seiner Intensität moduliert wird. Zur Vereinfachung der Darstellung wird im Folgenden jeweils der Maximalwert der Amplitude (die Maximalamplitude 35) eines Sym bols, welches in dem Eingangssignal 27 repräsentiert ist bzw. welches auf das Lichtsignal moduliert ist, als Amplitude des Eingangssignals 27 bzw. Amplitude des Lichtsignals 407, welches zur Anregung des Sicherheitselements verwendet wird, für eine vereinfachte Darstellung genutzt. Findet somit eine Anregung mit einem Lichtsignal 407 statt, in dem zeitlich aufeinanderfolgend iterativ Symbole mit derselben Maximalamplitude 35 des An regungsanteils 30 über die Modulation codiert sind, so wird in der vereinfachten Darstel lung die Amplitude des Lichtsignals 407 als ein konstanter Wert dargestellt, der mit der Maximalamplitude des Anregungsanteils 30 der jeweiligen Symbole übereinstimmt. Wird eine Intensität des Lichtsignals 407 gesteigert, so ist dies gleichbedeutend damit, dass eine Maximalamplitude der Symbole, die in dem Lichtsignal 407 codiert sind, entspre chend gesteigert wird.

In Fig. 4e ist grafisch eine Intensität des zur Anregung verwendeten Lichtsignals 407 ge genüber der Zeit aufgetragen. Die Intensität ist wie oben erwähnt jeweils durch die Maxi malamplitude 35 des Anregungsanteils der übertragenen Symbole für diese grafische Darstellung angezeigt. Eine die Symbolform widerspiegelnde Intensitätskurve ist aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellt. In der Grafik sind die Zeitpunkte TXO bis TX3 eingezeichnet, die mit den Zeitpunkten korrespondieren, zu denen die Positionen XO bis X3 entsprechend den Ausleuchtbereich 71 passieren.

In Figur 4f ist für ein intaktes, nicht manipuliertes Sicherheitselement die ohne Anpassung des Lichtsignals der Anregung erfasste Anti-Stokes-Lumineszenzintensität 96 stark ver einfacht unter Vernachlässigung von Einschwingvorgängen, von aufgrund der Modulation vorhandenen Intensitätsschwankungen, von Intersymbolinterferenzen oder Ähnlichem dargestellt. In Fig. 4g ist ein zugehöriger anhand der erfassten Intensitäten ermittelter Normierungswert 97 angegeben, der ein empfangenes Symbol bei der entsprechenden erfassten Intensität des Anti-Stokes-Lumineszenzlichts auf eine Einheitsintensität normie ren würde. Hierbei wird immer davon ausgegangen, dass von dem Sicherheitselement 2 jeweils gleich große Flächen der Musterbereiche 120 durch den Ausleuchtbereich 71 ab getastet werden. Beträgt eine Flächenkonzentration an Anti-Stokes-Lumineszenzstoff 200 im Ausleuchtbereich 71 des überstrichenen Musterbereichs 121 beispielsweise einen Wert 100 in beliebigen Einheiten so wird nach dem Erfassen der erzeugten Lumineszenz und einer Entfaltung mit der charakteristischen Funktion, die dem Anti-Stokes- Lumineszenzstoff 200 zugeordnet ist, und einer entsprechenden Demodulation ein Nor mierungswert 97 von beispielsweise 50 in beliebigen Einheiten als der Wert festgelegt, durch den die Gesamtintensität des Symbols geteilt werden muss, um ein empfangenes Symbol auf eine Normintensität zu normieren. Steigt dann die Flächenkonzentration, bei spielsweise weil sich zu einem späteren Zeitpunkt der zweite Musterbereich 122 mit einer Flächenkonzentration von 500 in beliebigen Flächenkonzentrationseinheiten Anti-Stokes- Lumineszenzstoff 200 in Ausleuchtbereich 71 befindet, so steigt die erzeugte Lumines zenz und hierüber auch eine Intensität bzw. eine Fläche unterhalb der Kurve, die das Symbol beschreibt. Um diese Fläche auf die Einheitsfläche zu normieren, d.h. die Intensi tät auf die Normintensität zu bringen, ist nun beispielsweise ein Normierungswert 97 von 250 in beliebigen Normierungseinheiten notwendig. Es zeigt sich somit, dass die Intensität des empfangenen demodulierten Signals oder ein Normierungswert in der Auswertung jeweils ein Maß für die Kombination aus Flächenkonzentration des Anti-Stokes- Lumineszenzstoffes 200 und Anregungsintensität des Lichtsignals 407 sind.

Eine Steigerung der Intensität des Lichtsignals 407 führt nämlich ebenfalls zu einer Stei gerung der entstehenden Intensität des Anti-Stokes-Lumineszenzlichts. Hierdurch wird es möglich, die übertragene Intensität auszunutzen, um anhand der zeitlichen Abfolge unter Berücksichtigung der Relativbewegung von Sicherheitselement 2 und Ausleuchtbereich 71 bzw. Lichtsignal 407 Musterbereiche 120 entlang der Raumrichtung 91 , welche parallel zu der Bewegungsrichtung 93 des Sicherheitselements durch den Ausleuchtbereich ist, anhand der Normierungsintensität 97 zu identifizieren.

Zusätzlich liefert die Auswertung auch eine Aussage darüber, ob der korrekte Anti-Stokes- Lumineszenzstoff 200 in dem entsprechenden Musterbereich überhaupt vorhanden ist. Ist dies nicht der Fall, so findet keine korrekte Symbolübertragung statt, sodass auch keine Bestimmung des Normierungswertes möglich ist. Je nach verwendeten Auswerteverfah ren kann feiner oder gröber zeitaufgelöst die Anti-Stokes-Lumineszenzintensität und hier über feiner oder gröber ortsaufgelöst die Existenz des korrekten, d.h. erwarteten, Anti- Stokes-Lumineszenzstoffes und dessen Flächenkonzentration ermittelt werden. Hierüber kann dann auch eine Strukturierung des Sicherheitselements 2 in verschiedene Musterbe reiche 120 erfolgen und das daraus gebildete Muster 110, z. B. über einen Vergleich mit Vorgabedaten oder anderem Expertenwissen über korrekte intakte und manipulierte Si cherheitselemente 2, identifiziert werden.

Ebenso ist es möglich, dass die Intensität durch eine Änderung der Flächenkonzentration so stark ansteigt, dass ein Messbereich überschritten wird, in dem eine lineare Intensi tätserfassung der Erfassungseinrichtung 5 möglich ist. In diesem Fall wird von einer Sätti gung der Erfassungseinrichtung 5 gesprochen. Im gesättigten Zustand ist eine korrekte Ermittlung über die Auswertung anhand der charakteristischen Funktion nicht mehr in der Weise möglich, um zu ermitteln, ob der korrekte Anti-Stokes-Lumineszenzstoff 200 in dem entsprechenden Bereich des Sicherheitselements vorhanden ist oder nicht. Daher ist es vorteilhaft, die Intensität des Lichtsignals 407 über eine Anpassung des Eingangssignals dynamisch anzupassen, sodass auch die erreichte Lumineszenzintensität wieder in den linearen Messbereich der Erfassungseinrichtung zurückkehrt. Um somit Musterbereiche zuverlässig auch hinsichtlich des Vorhandenseins des korrek ten Anti-Stokes-Lumineszenzstoffes 200 zu überprüfen, ist es vorteilhaft, wenn während des Überstreichens eines Musterbereichs 120 durch den Ausleuchtbereich 71 eine Mehr zahl von Symbolen in dem Lichtsignal übertragen wird. Eine bevorzugte Mindestanzahl beträgt 5 Symbole.

Bereits bei Übertragung des ersten Symbols, bei dem eine Sättigung der Erfassungsein richtung 5 durch das Lumineszenzlicht der Anti-Stokes-Lumineszenz 9 eintritt, kann die Intensität des Lichtsignals 407 für das darauffolgende übertragene Symbol häufig um ei nen korrekten Betrag hinsichtlich der Intensität reduziert werden, da eine Zeitspanne zwi schen dem Erreichen der oberen Schwelle des linearen Messbereich und dem erneuten Unterschreiten dieser Schwelle ein grobes Maß für die während der Anregung erreichte maximale Intensität der Anti-Stokes-Lumineszenz ist. Dies gilt zumindest dann, wenn kei ne zu große Intersymbolinterferenz auftritt. Zu beachten bleibt, dass die Anregung, auch wenn die grafische Darstellung dieses nicht zeigt, immer zwischen Null und der darge stellten maximalen Symbolintensität schwankt.

Ist die Intersymbolinterferenz extrem stark, so wird für das korrekte Absenken der Anre gungsintensität eine Mehrzahl von übertragenen Symbolen benötigt. Abhängig von der auftretenden Intersymbolinterferenz und der verwendeten Symbolübertragungsrate über das Lichtsignal 407 und der verwendeten Relativgeschwindigkeit zwischen dem Lichtsig nal 407 und dem Sicherheitselement 2 ist somit eine Abstimmung zu finden, die eine zu verlässige und korrekte Auswertung der einzelnen Musterbereiche 120 des Sicherheit selements 2 ermöglicht.

In Fig. 4h, 4i und 4j sind das Eingangssignal 27 (Fig. 4h), welches bis auf einen Faktor und andere Einheiten identisch mit dem Lichtsignal 407 ist, sowie die stark vereinfachten Anti-Stokes-Lumineszenzlichtintensitäten 96 für ein nicht manipuliertes Sicherheitsele ment (Fig. 4i) und ein manipuliertes Sicherheitselement (Fig. 4j) schematisch für den Fall dargestellt, bei dem im Eingangssignal 27 die Maximalamplitude 35 an den erwarteten Intensitätsanstieg beim intakten, nicht manipulierten Sicherheitselement im Zeitbereich zwischen TX1 und TX2 angepasst ist. Das Eingangssignal wird erneut nur über die Maxi malamplitude der übertragenen Symbole vereinfacht dargestellt. Die eigentliche Modulati on des Eingangssignals 27 und des daraus resultierenden Lichtsignals 407 werden nicht dargestellt. Die Maximalamplitude 35 wird in diesem Zeitbereich zwischen TX1 und TX2 auf 1/5 des ursprünglichen Werts der Maximalamplitude 35 in dem Zeitbereich zwischen TXO und TX1 abgesenkt. In dem Zeitbereich zwischen TX2 und TX3 wird die Maxi malamplitude 35 wieder auf den ursprünglichen Wert angehoben.

In dem nicht manipulierten Zustand ist die Anti-Stokes-Lumineszenzlichtintensität 96 wäh rend der gesamten Messung konstant. In manipulierten Zustand fällt die die Anti-Stokes- Lumineszenzlichtintensität 96 bei vollständiger Entfernung des Anti-Stokes- Lumineszenzstoffes auf 0 und ist bei teilweiser Entfernung deutlich abgesenkt.

Es versteht sich für den Fachmann, dass hier nur beispielhafte Ausführungsformen für Muster und mögliche Flächenkonzentrationen exemplarisch dargestellt sind.

Bezugszeichenliste

1 Vorrichtung

2 Sicherheitselement

3 Sicherheitsdokument

4 Anregungseinrichtung

5 Erfassungseinrichtung

6 Auswerteeinrichtung

7 T ransporteinrichtung

8 Lumineszenzlicht

9 Anti-Stokes-Lumineszenz

10 Modulationseinrichtung

1 1 Ausgangssignal

12 Funktion

13 T ransformationsmodul

14 Ausgangssignal

15 Demodulatormodul

16 Eingangssignalinformation

17 Steuereinrichtung

18 Erkennungsentscheidungen

19 Verifikationsentscheidung

20 Ausgabeeinrichtung

21 Sortiermaschine

27 Eingangssignal

28 Abschnitte

29 Symbol

30 Anregungsanteil

30A ansteigender Anteil

30B abfallender Anteil

31 Pausenanteil (Nichtanregungsanteil) 35 Maximalamplitude

55 Photodiode

71 Ausleuchtbereich

81 Photolumineszenz

85 Filter Raumrichtung

x-Richtung

Bewegungsrichtung

Nachweisrichtung

Flächenkonzentration (Funktionsgraph der)

Anti-Stokes-Lumineszenzlichtintensität

Sicherheitsmerkmal

Muster

Längsrichtung

Erkennungsmodul

A/D-Wandler

(optische) Ablenkeinheit

Musterbereiche

, 121-x erster Musterbereich

, 122-x zweiter Musterbereich

Abtasteinrichtung

Anti-Stokes-Lumineszenzstoff

Lichtquelle

Lichtsignal