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Title:
VALUE DOCUMENT WITH LUMINESCENCE FEATURE, VALUE DOCUMENT SYSTEM, PRODUCTION METHOD AND CHECKING METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/217414
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a flat value document (10), which has a surface region with a longitudinal direction (L) and a transverse direction (Q) and which is provided with a luminescence feature (12) in the surface region. According to the invention, the luminescence feature (12) comprises a first luminescence marker in a first partial region (14) and a second luminescence market in a second, different partial region (16). The first and second luminescence markers can be excited to luminescence at the same wavelength and luminesce after excitation substantially in the same emission band in the infrared spectral range. The first and second luminescence markers have spectrally similar infrared emission spectra, specifically infrared emission spectra that have a spectral difference between 0.5% and 15%. The first and second partial regions overlap each other in the surface region in projection onto the longitudinal direction (L) and/or in projection onto the transverse direction (Q).

Inventors:
HAPP THOMAS (DE)
DECKENBACH WOLFGANG (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/025223
Publication Date:
November 16, 2023
Filing Date:
May 10, 2023
Export Citation:
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Assignee:
GIESECKE DEVRIENT CURRENCY TECH GMBH (DE)
International Classes:
B42D25/382; B41M3/14; G07D7/12
Domestic Patent References:
WO2020052812A12020-03-19
WO2011082794A12011-07-14
WO2017102723A12017-06-22
Foreign References:
DE102017003746A12018-10-18
DE102019006315A12021-03-11
EP2604441A12013-06-19
Attorney, Agent or Firm:
GIESECKE+DEVRIENT IP (DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Flächiges Wertdokument (10), insbesondere Banknote, das einen Flächenbereich mit einer Längsrichtung (L) und einer Querrichtung (Q) aufweist und das in dem Flächenbereich mit einem Lumineszenzmerkmal (12) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lumineszenzmerkmal (12) in einem ersten Teilbereich (14) einen ersten Lumineszenzmarker und in einem zweiten, unterschiedlichen Teilbereich (16) einen zweiten Lumineszenzmarker umfasst, der erste und zweite Lumineszenzmarker bei derselben Wellenlänge zur Lumineszenz anregbar sind und nach Anregung im Wesentlichen in derselben Emissionsbande im infraroten Spektralbereich lumineszieren, der erste und zweite Lumineszenzmarker spektral ähnliche Infrarot-Emissionsspektren aufweisen, nämlich Infrarot-Emissionsspektren, die einen spektralen Unterschied zwischen 0,5% und 15% aufweisen, und der erste und zweite Teilbereich einander in Projektion auf die Längsrichtung (L) und/ oder in Projektion auf die Querrichtung (Q) überlappend in dem Flächenbereich angeordnet sind.

2. Flächiges Wertdokument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Lumineszenzmarker einen spektralen Unterschied zwischen 1% und 11%, vorzugsweise zwischen 2% und 7% aufweisen.

3. Flächiges Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Lumineszenzmarker mit einer Wellenlänge im Wellenlängenbereich von 700 bis 2500 nm, bevorzugt im Wellenlängenbereich von 900 bis 2100 nm, anregbar sind und/ oder dass der erste und zweite Lumineszenzmarker nach Anregung im Wellenlängenbereich von 700 bis 2500 nm, bevorzugt von 900 bis 2100 nm, lumineszieren.

4. Flächiges Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Lumineszenzmarker im Wesentlichen keine Upconversion zeigen, insbesondere nach Anregung im Wesentlichen kein Licht im sichtbaren Spektralbereich emittieren.

5. Flächiges Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/ oder zweite Lumineszenzmarker einen organischen, metallorganischen oder anorganischen Lumineszenzstoff enthält.

6. Flächiges Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Lumineszenzmarker jeweils nur einen einzigen Lumineszenzstoff enthält.

7. Flächiges Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Lumineszenzmarker einen gemeinsamen Lumineszenzstoff enthalten und zumindest einer der Lumineszenzmarker einen zusätzlichen Lumineszenzstoff enthält.

8. Flächiges Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste und zweite Lumineszenzmarker durch die An- und/ oder Abklingzeiten der Emission bei einer, mehreren oder allen Emissionswellen- längen unterscheiden.

9. Flächiges Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Lumineszenzmarker jeweils in einem auf dem Wertdokument auf gedruckten Druckfarbbereich angeordnet sind, vorzugsweise, dass der erste und zweite Lumineszenzmarker in visuell unsichtbaren Druckfarbbereichen vorliegen, oder dass der erste und zweite Lumineszenzmarker in visuell sichtbaren Druckfarbbereichen, insbesondere in Infrarot-transparenten, Druckfarbbereichen vorliegen. 10. Flächiges Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lumineszenzmarker in einem auf dem Wertdokument aufgedruckten Druckfarbbereich angeordnet ist und der zweite Lumineszenzmarker in einem auf das Wertdokument aufgebrachten Sicherheitselement, insbesondere einem Streifen oder Patch, angeordnet ist.

11. Flächiges Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Teilbereich disjunkt sind.

12. Flächiges Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Lumineszenzmerkmal nur einen einzigen ersten Teilbereich und nur einen einzigen zweiten Teilbereich umfasst und dass die beiden Teilbereiche einander sowohl in Projektion auf die Längsrichtung als auch in Projektion auf die Querrichtung überlappend in dem Flächenbereich angeordnet sind.

13. Flächiges Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Lumineszenzmerkmal einen Barcode bildet, dessen Strichelemente durch Teilbereiche mit unterschiedlichen Lumineszenzmarkern gebildet sind.

14. Flächiges Wertdokument nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Lumineszenzmerkmal zumindest einen dritten, unterschiedlichen Teilbereich mit einem dritten Lumineszenzmarker umfasst, der ein spektral ähnliches Infrarot-Emissionsspektrum wie der erste und zweite Lumineszenzmarker mit einem spektralen Unterschied zwischen 0,5% und 15% aufweist.

15. Wertdokumentsystem aus einer Mehrzahl unterschiedlicher Wertdokumente (110, 112) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem die Wertdokumente (110, 112) des Wertdokumentsystems jeweils in dem ersten Teilbereich (114, 124) alle denselben Lumineszenzmarker und im zweiten Teilbereich (116, 126) unterschiedliche Lumineszenzmarker aufweisen.

16. Verfahren zum Herstellen eines flächigen Wertdokuments (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem ein Wertdokumentsubstrat mit einem sich in einer Längsrichtung (L) und einer Querrichtung (Q) erstreckenden Flächenbereich bereitgestellt wird und in dem Flächenbereich mit einem Lumineszenzmerkmal (12) versehen wird, indem in einem ersten Teilbereich (14) ein erster Lumineszenzmarker und in einem zweiten, unterschiedlichen Teilbereich (16) ein zweiter Lumineszenzmarker so in dem Flächenbereich angeordnet werden, dass der erste und zweite Teilbereich einander in Projektion auf die Längsrichtung (L) und/ oder in Projektion auf die Querrichtung (Q) überlappen, wobei der erste und zweite Lumineszenzmarker bei derselben Wellenlänge zur Lumineszenz anregbar sind und nach Anregung im Wesentlichen in derselben Emissionsbande im infraroten Spektralbereich lumineszieren, und wobei der erste und zweite Lumineszenzmarker spektral ähnliche Infrarot- Emissionsspektren aufweisen, nämlich Infrarot-Emissionsspektren, die einen spektralen Unterschied zwischen 0,5% und 15% aufweisen.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Lumineszenzmarker auf das Wertdokumentsubstrat aufgedruckt werden, vorzugsweise mit unterschiedlichen Druckverfahren.

18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lumineszenzmarker auf das Wertdokumentsubstrat aufgedruckt wird und der zweite Lumineszenzmarker in einem Sicherheitselement, insbesondere einem Streifen oder Patch, angeordnet wird und das Sicherheitselement mit dem zweiten Lumineszenzmarker auf das Wertdokumentsubstrat aufgebracht oder in das Wertdokumentsubstrat eingebracht wird. 19. Verfahren zur Prüfung eines flächigen Wertdokuments nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem

- das flächige Wertdokument (10) transportiert und während des Transports mittels eines Sensors die Lumineszenzemissionen der beiden Lumineszenzmarker des ersten und zweiten Teilbereichs (14, 16) erfasst werden oder die Lumineszenzemissionen der beiden Lumineszenzmarker des ersten und zweiten Teilbereichs (14, 16) zusammen erfasst werden und

-die Spektraleigenschaften des zweiten Lumineszenzmarkers relativ zu den Spektraleigenschaften des ersten Lumineszenzmarkers bewertet werden.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Lumineszenzemissionen der beiden Lumineszenzmarker zusammen erfasst werden, indem die Lumineszenzemissionen der beiden Lumineszenzmarker unmittelbar nacheinander entlang einer beide Teilbereiche überstreichenden Messspur erfasst werden.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Messspur parallel zur Längsrichtung oder zur Querrichtung des Flächenbereichs orientiert ist oder das Wertdokument parallel zur Längsrichtung oder zur Querrichtung des Wertdokuments transportiert wird.

22. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Lumineszenzemission der beiden Lumineszenzmarker mit einem einspurigen oder mehrspurigen Lumineszenzsensor mit zumindest zwei Spektralkanälen erfasst wird oder dass der Sensor einen einspurigen oder mehrspurigen Lumineszenzsensor mit zumindest zwei Spektralkanälen umfasst.

Description:
Wertdokument mit Lumineszenzmerkmal, Wertdokumentsystem, Herstellungsverfahren und Prüfverfahren

Die Erfindung betrifft ein Wertdokument mit einem Lumineszenzmerkmal und betrifft dabei insbesondere ein flächiges Wertdokument, wie etwa eine Banknote, das einen Flächenbereich mit einer Längsrichtung und einer Querrichtung aufweist und das in dem Flächenbereich mit einem Lumineszenzmerkmal versehen ist. Die Erfindung betrifft auch ein Wertdokumentsystem aus einer Mehrzahl unterschiedlicher derartiger Wertdokumente, ein Verfahren zum Herstellen eines solchen flächigen Wertdokuments und ein Verfahren zur Prüfung eines solchen flächigen Wertdokuments.

Zur Absicherung von Wertdokumenten und zu deren Echtheitsprüfung oder Klassifizierung ist es bekannt maschinell, insbesondere optisch, prüfbare Sicherheitsmerkmale in die Wertdokumente ein- bzw. auf diese aufzubringen. Bei diesen Merkmalen kann es sich beispielsweise um Lumineszenzmerkmale bzw. Lumineszenzmarker handeln, wobei als versteckte Sicherheitsmerkmale oft für das menschliche Auge unsichtbare, im Infrarot (IR)-Spektralbereich emittierende Lumineszenzmerkmale zum Einsatz kommen.

Bei der Echtheitsprüfung oder Klassifizierung wird ein Wertdokument beispielsweise von einem Sensor mit Anregungslicht beleuchtet und das vom Wertdokument als Antwort emittierte Licht erfasst, um charakteristische Eigenschaften des Merkmals oder eine Merkmalsintensität zu erfassen. Die erfassten Eigenschaften werden dann mit Referenz- oder Schwellwerten verglichen, um das Merkmal und damit das Wertdokument einer Klasse zuzuordnen. Im Fall einer Echtheitsprüfung kann das Wertdokument beispielsweise einer der Klassen "echt" oder "fälschungsverdächtig" zugeordnet werden.

Es ist bekannt, Lumineszenzmerkmale während der Produktion eines Wertdokuments in Form von pulverförmigen Stoffen oder Pigmenten einem Halbzeug zuzusetzen, beispielsweise einer Papierpulpe, einem Master-Batch/ Polymer-Melt, oder einer Druckfarbe, einem Klarlack oder einem Farbkonzentrat. Das Halbzeug wird beispielsweise in Form einer Pulpe, eines Wertdokumentsubstrats in Bahn- oder Blattform, eines Druckerzeugnisses in Form einer Bahn, eines Bogens oder eines Einzelnutzens, eines Folienelements, beispielsweise eines Patches, eines Fadens, eines Folienstreifens oder von Planchetten, einer Faser oder einer Druckfarbe oder eines Farbkonzentrats zum fertigen Wertdokument weiterverarbeitet. Insbesondere kann ein lumineszierendes Merkmalspulver einer Druckfarbe zugesetzt werden und damit ein Aufdruck auf einem Wertdokumentsubstrat erzeugt werden.

Zur Erstellung von individuellen Codierungen unterschiedlicher Klassen von Wertdokumenten können Kombinationen unterschiedlicher Lumineszenzstoffe eingesetzt werden.

Um dabei exklusive Codierungs-Klassen erzeugen zu können, also verschiedene Wertdokumente unter realen Einsatzbedingungen beispielsweise auf einer Banknotenbearbeitungsmaschine sicher voneinander trennen zu können, müssen bei der Definition der unterschiedlichen Klassen neben den zu erwartenden Produktionsschwankungen der Lumineszenzmerkmale auch die zu erwartenden Toleranzen der Sensorik bei der Messung berücksichtigt werden. Dies limitiert die Anzahl der sicher trennbaren Code- Klassen in der Praxis erheblich. Vor allem in der Banknotenbearbeitung ist es üblich, unterschiedliche Banknoten auf schnell laufenden Banknotenbearbeitungsmaschinen zu prüfen bzw. zu sortieren. Die Bearbeitungsgeschwindigkeiten können dabei bis zu 12 m/s betragen und stellen erhebliche Anforderungen an eine sichere Trennung unterschiedlicher Codierungs-Klassen.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Wertdokument der eingangs genannten Art anzugeben, das bei hoher Fälschungssicherheit eine zuverlässige Prüfung oder Klassifizierung des Wertdokuments erlaubt. Die Erfindung soll auch ein Herstellungsverfahren und ein Verfahren zum Prüfen solcher Wertdokumente bereitstellen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Gemäß der Erfindung umfasst das Lumineszenzmerkmal eines gattungsgemäßen flächigen Wertdokuments in einem ersten Teilbereich einen ersten Lumineszenzmarker und in einem zweiten, unterschiedlichen Teilbereich einen zweiten Lumineszenzmarker.

Der erste und zweite Lumineszenzmarker sind bei derselben Wellenlänge, im Folgenden auch stellenweise als Anregungswellenlänge bezeichnet, zur Lumineszenz anregbar und lumineszieren nach Anregung im Wesentlichen in derselben Emissionsbande im infraroten Spektralbereich. Bei der Emissionsbande kann es sich vorzugsweise um den zusammenhängenden Wellenlängenbereich bzw. das Wellenlängenintervall des Emissionsspektrums um die maximale Intensität im infraroten Spektralbereich handeln, in dem die Intensität größer als 5 % der maximalen Intensität des Emissionsspektrums im infraroten Spektralbereich ist. Die Emissionsbanden sind vorzugsweise im Wesentlichen dieselben, wenn die Emissionsbanden sich zu mehr als 90 % der Breite der breiteren Emissionsbande überlappen.

Der erste und zweite Lumineszenzmarker weisen spektral ähnliche Infrarot-Emissionsspektren auf, nämlich Infrarot-Emissionsspektren, die einen spektralen Unterschied zwischen 0,5 % und 15 % aufweisen.

Der spektrale Unterschied der Emissionsspektren des ersten und zweiten Lumineszenzmarkers kann insbesondere als das Maximum des Betrags des Differenzspektrums der beiden jeweils auf das Emissionsmaximum normierten Emissionsspektren in dem Spektralbereich gegeben sein, der durch die Emissionsbanden gebildet wird bzw. diese umfasst. Weiter sind der erste und zweite Teilbereich einander in Projektion auf die Längsrichtung und/ oder in Projektion auf die Querrichtung überlappend in dem Flächenbereich angeordnet.

Insbesondere ist der Flächenbereich identisch mit dem Wertdokument, d. h. die Ränder des Flächenbereichs entsprechen den Rändern des Wertdokuments.

Bei einem rechteckigen Flächenbereich bezeichnet die Längsrichtung wie üblich die Richtung der längeren Abmessung, die Querrichtung die dazu senkrechte Richtung der kürzeren Abmessung des Flächenbereichs. Bei einem quadratischen Flächenbereich sind die Abmessung von Längs- bzw. Querrichtung gleich.

Insbesondere kann das Wertdokument als Banknote ausgebildet sein.

Bei dem Wertdokument kann es sich aber auch um eine Seite eines buchförmigen Wertdokuments, wie beispielsweise eine Passes, handeln. Der erste und zweite Teilbereich können sich insbesondere auf derselben Seite eines buchförmigen Wertdokuments befinden. Die Längsrichtung bzw. Querrichtung kann die Richtung der längeren bzw. kürzeren Abmessung dieser Seite bezeichnen.

Durch die spektrale Ähnlichkeit der beiden Lumineszenzmarker bzw. deren Infrarot- Emissionsspektren ist sichergestellt, dass sich Umgebungseinflüsse und/ oder Variationen der zur Erfassung der Lumineszenzemission verwendeten Sensoren gleichartig auf die Messung der beiden Lumineszenzmarker auswirken und durch eine differentielle Auswertung daher gut kompensiert werden können.

Der geringe spektrale Unterschied der beiden Emissionsspektren führt auch zu einer Erhöhung der Fälschungs Sicherheit des Wertdokuments, da ein potentieller Fälscher bei der Analyse eines Original-Wertdokuments im Rahmen der Messgenauigkeit nur eine einzige, gleich erscheinende Lumineszenz erkennen wird und allenfalls versuchen wird, diese einzige Lumineszenz nachzustellen.

Mit Vorteil weisen der erste und zweite Lumineszenzmarker bzw. deren Infrarot-Emissionsspektren einen spektralen Unterschied zwischen 1 % und 11 %, vorzugsweise zwischen 2 % und 7 % auf.

Zweckmäßig sind der erste und zweite Lumineszenzmarker mit einer Wellenlänge im Wellenlängenbereich von 700 bis 2500 nm, bevorzugt im Wellenlängenbereich von 900 bis 2100 nm, anregbar. Alternativ oder zusätzlich sind der erste und zweite Lumineszenzmarker so gewählt, dass sie nach Anregung im Wellenlängenbereich von 700 bis 2500 nm, bevorzugt von 900 bis 2100 nm, lumineszieren. Bevorzugt ist dabei die Emissionswellenlänge größer als die Anregungswellenlänge, insbesondere um höchstens 100 nm größer.

Die beiden Lumineszenzmarker zeigen vorteilhaft im Wesentlichen keine Upconversion und emittieren insbesondere nach Anregung im Wesentlichen kein Licht, also beispielsweise weniger als 1% ihrer gesamten Emissionsleistung, im sichtbaren Spektralbereich. Die Lumineszenz des Lumineszenzmerkmals kann dann mit dem unbewaffneten menschlichen Auge nicht wahrgenommen werden und stellt ein verstecktes Sicherheitsmerkmal mit hoher Absicherungswirkung dar.

Der erste und/ oder zweite Lumineszenzmarker enthält mit Vorteil einen organischen, metallorganischen oder anorganischen Lumineszenzstoff. Vorteilhafte Beispiele für solche Lumineszenzstoffe sind dotierte anorganische Pigmente mit den Dotierstoffen Neodym und/ oder Ytterbium und/ oder Erbium und/ oder Thulium und/ oder Holmium bzw. dotiert mit bestimmten Übergangsmetallen wie beispielsweise Mangan. Weiterhin bevorzugt sind metallorganische Komplexe mit Neodym und/ oder Ytterbium und/ oder Erbium oder bestimmte organische Farbstoffe. Geeignete anorganische Matrizen sind beispielsweise: Oxide, insbesondere 3- und 4-wertige Oxide wie z. B. Titanoxid, Aluminiumoxid, Eisenoxid, Boroxid, Yttriumoxid, Ceroxid, Zirconoxid, Bismutoxid, sowie komplexere Oxide wie z. B. Granate, darunter unter anderem z. B. Yttrium-Eisen-Granate, Yttrium- Aluminium-Granate, Gadolinium-Gallium-Granate; Perowskite, darunter unter anderem Yttrium-Aluminium-Pero wskit, Lanthan-Gallium-Perowskit; Spinelle, darunter unter anderem Zink- Aluminium-Spinelle, Magnesium- Aluminium-Spinelle, Mangan-Eisen- Spinelle; oder Mischoxide wie z. B. ITO (Indiumzinnoxid); Oxyhalogenide und Oxy- chalkogenide, insbesondere Oxychloride wie z. B. Yttriumoxychlorid, Lanthanoxychlorid; sowie Oxysulfide, wie z. B. Yttriumoxysulfid, Gadoliniumoxysulfid; Sulfide und andere Chalkogenide, z. B. Zinksulfid, Cadmiumsulfid, Zinkselenid, Cadmiumselenid; Sulfate, insbesondere Bariumsulfat und Strontiumsulfat; Phosphate, insbesondere Bariumphosphat, Strontiumphosphat, Calciumphosphat, Yttriumphosphat, Lanthanphosphat, sowie komplexere phosphatbasierte Verbindungen wie etwa Apatite, darunter unter anderem Calciumhydroxylapatite, Calciumfluoroapatite, Calciumchloroapatite; oder Spodiosite, darunter z. B. Calcium-Fluoro-Spodiosite, Calcium-Chloro-Spodiosite; Silicate und Aluminosilicate, insbesondere Zeolithe wie z. B. Zeolith A, Zeolith Y; zeolithverwandte Verbindungen wie z. B. Sodalithe; Feldspate wie z. B. Alkalifeldspate, Plagioklase; weitere anorganische Verbindungsklassen wie z. B. Vanadate, Germanate, Arsenate, Niobate, Tantalate.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der erste und zweite Lumineszenzmarker jeweils nur einen einzigen Lumineszenzstoff enthält.

Alternativ können der erste und/ oder zweite Lumineszenzmarker auch mehrere Lumineszenzstoffe enthalten. Letzteres erlaubt eine produktionstechnisch einfache Einstellung sehr präziser Unterschiede der beiden Lumineszenzmarker. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der erste und zweite Lumineszenzmarker einen gemeinsamen Lumineszenzstoff enthalten und zumindest einer der Lumineszenzmarker einen zusätzlichen Lumineszenzstoff enthält, der den kleinen spektralen Unterschied der beiden Lumineszenzmarker erzeugt. Beispielsweise kann der erste Lumineszenzmarker Mi nur einen einzigen Lumineszenzstoff A enthalten und der zweite Lumineszenzmarker M2 durch ein Abmischen des Lumineszenzstoffs A mit einer geringen Menge eines zusätzlichen Lumineszenzstoffs E erzeugt sein, durch den das Emissionsspektrum des Lumineszenzstoffs A leicht verändert wird. Diese Vorgehensweise kann schematisch durch Mi = A und M2 = A + E beschrieben werden.

Alternativ können beide Lumineszenzmarker einen zusätzlichen Lumineszenzstoff £ in jeweils geringen, aber unterschiedlichen Mengen Xi, X2 enthalten, also schematisch Mi = A + Xi E und M2 = A + X2 £, mit Xi X2. Die beiden Lumineszenzmarker können auch jeweils eine geringe Menge unterschiedlicher Lumineszenzstoffe Ei, E2 enthalten, also schematisch Mi = A + EI und M2 = A + E2.

Weiter können für die beiden Lumineszenzmarker verschiedene Lumineszenzstoffe mit sehr ähnlichen Emissionsspektren verwendet werden, was beispielsweise durch leicht unterschiedliche Prozessführung bei der Herstellung oder durch leicht unterschiedliche chemische Zusammensetzung der Ausgangsmaterialien erreicht werden kann.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass sich der erste und zweite Lumineszenzmarker neben dem genannten spektralen Unterschied auch durch die An- und/ oder Abklingzeiten der Emission bei einer, mehreren oder sogar allen Emissionswellenlängen unterscheiden. Dies erhöht die Trennbarkeit der Lumineszenzmarker und damit die Anzahl möglicher unterscheidbarer Codierungen weiter.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung sind der erste und zweite Lumineszenzmarker jeweils in einem auf dem Wertdokument auf gedruckten Druckfarbbereich angeordnet. Insbesondere können dabei der erste und zweite Lumineszenzmarker in visuell unsichtbaren Druckfarbbereichen vorliegen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der erste und zweite Lumineszenzmarker in visuell sichtbaren Druckfarbbereichen, vorteilhaft in Infrarot-transparenten Druckfarbbereichen, vorliegen. Letztes verhindert, dass eventuelle Absorptionen in der Druckfarbe die Messung der Infrarot-Lumineszenz stören. Ebenso ist alternativ die Kombination eines visuell unsichtbaren Druckfarbbereiches und eines visuell sichtbaren Druckfarbbereiches möglich. Dies erhöht die gestalterische Freiheit.

Bei einer anderen, ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung ist der erste Lumineszenzmarker in einem auf dem Wertdokument aufgedruckten Druckfarbbereich angeordnet, während der zweite Lumineszenzmarker in einem auf das Wertdokument aufgebrachten Sicherheitselement, insbesondere einem Streifen oder Patch, angeordnet ist.

Die Anordnung des ersten und zweiten Teilbereichs kann auf verschiedene Weise erfolgen. Bevorzugt sind der erste und zweite Teilbereich disjunkt, das heißt, es gibt keinen Überschneidungsbereich, in dem sowohl der erste als auch der zweite Lumineszenzmarker vorliegt. Dies vereinfacht sowohl die Herstellung, beispielsweise den Druckvorgang, als auch die Auswertung einer Vermessung des Lumineszenzmerkmals.

In anderen Ausgestaltungen gibt es einen Überschneidungsbereich, in dem beide Lumineszenzmarker vorliegen. Dabei ist allerdings vorzugsweise vorgesehen, dass es in jedem Teilbereich auch Nicht-Überschneidungsbereiche gibt, in denen nur der erste bzw. nur der zweite Lumineszenzmarker alleine vorliegt. Ausgestaltungen mit Überschnei- dungsbereichen ermöglichen eine größere Designfreiheit, ohne die von den Nicht-Über- schneidungsbereichen bereitgestellte, beschriebene Funktionalität aufzugeben.

Sind der erste und zweite Teilbereich nur in Projektion auf eine einzige Richtung überlappend angeordnet, so ist dies vorzugsweis die kürzere Querrichtung. Dies stellt sicher, dass dieselbe Messspur eines Merkmalssensors bei Vorbeitransport des Wertdokuments im Längstransport an einem üblichen short-edge-leading Sensor sowohl den ersten Lumineszenzmarker im ersten Teilbereich als auch den zweiten Lumineszenzmarker im zweiten Teilbereich messen kann. Mit Vorteil sind der erste und zweite Teilbereich einander sogar in Projektion auf beide Richtungen, also Längsrichtung und Querrichtung, überlappend angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die Banknote sowohl auf längs- als auch auf quer-messenden Bearbeitungsmaschinen geprüft werden und jeweils dieselbe Messspur zur Messung der beiden Lumineszenzmarker herangezogen werden kann. In einer vorteilhaften Ausgestaltung überschneiden sich die beiden Teilbereiche selbst dabei nicht.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Lumineszenzmerkmal nur einen einzigen ersten Teilbereich und nur einen einzigen zweiten Teilbereich, wobei der erste und zweite Teilbereich einander sowohl in Projektion auf die Längsrichtung als auch in Projektion auf die Querrichtung überlappend in dem Flächenbereich angeordnet sind.

Alternativ kann der erste und/ oder zweite Teilbereich auch jeweils aus mehreren nichtzusammenhängenden Unterbereichen bestehen.

In einer vorteilhaften konkreten Ausgestaltung bildet das Lumineszenzmerkmal einen Barcode, dessen Strichelemente durch Teilbereiche mit unterschiedlichen Lumineszenzmarkern gebildet sind. Der Barcode kann eindimensional, mehrzeilig oder auch zweidimensional sein. Bezeichnet A einen ersten und B einen zweiten Lumineszenzmarker, so können die Teilbereiche beispielsweise in der Form ABA, ABBA, ABBAB, etc. ausgebildet sein. Bei mehrzeiligen Barcodes wird vorteilhaft in jeder Zeile der gleiche Lumineszenzmarker A als Referenzmarker eingesetzt.

Ein eindimensionaler oder mehrzeiliger Barcode kann insbesondere durch mehrere, beispielsweise drei verschiedene Lumineszenzmarker A, B, C gebildet sein, wobei einer der Lumineszenzmarker, beispielsweise der Lumineszenzmarker A als Referenzmarker für die präzise Vermessung der Spektralsignaturen der anderen Lumineszenzmarker B und C verwendet wird. Bei mehrzeiligem Barcode wird vorteilhaft in jeder Zeile der gleiche Lumineszenzmarker A als Referenzmarker eingesetzt. In diesem Fall können pro Zeile beispielsweise auch nur zwei unterschiedliche Lumineszenzmarker verwendet werden, also beispielsweise in die Lumineszenzmarker A und B in geraden und die Lumineszenzmarker A und C in ungeraden Zeilen.

In allen Gestaltungen kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Lumineszenzmerkmal neben dem ersten und zweiten Teilbereich zumindest einen dritten, vom ersten und zweiten Teilbereich unterschiedlichen Teilbereich mit einem dritten Lumineszenzmarker umfasst, der ein spektral ähnliches Infrarot-Emissionsspektrum wie der erste und insbesondere auch der zweite Lumineszenzmarker aufweist, mit einem spektralen Unterschied zwischen 0,5% und 15% . Es versteht sich, dass in gleicher Weise auch weitere Teilbereiche mit weiteren Lumineszenzmarkern vorgesehen sein können.

Die Erfindung enthält auch ein Wertdokumentsystem aus einer Mehrzahl unterschiedlicher Wertdokumente der beschriebenen Art, bei dem die Wertdokumente des Wertdokumentsystems jeweils in dem ersten Teilbereich alle denselben Lumineszenzmarker und im zweiten Teilbereich unterschiedliche Lumineszenzmarker aufweisen. Der Lumineszenzmarker des ersten Teilbereichs dient als gemeinsamer Referenzmarker, die unterschiedlichen Lumineszenzmarker des zweiten Teilbereichs der Prüfung und/ oder Klassifikation der Wertdokumente.

Das Wertdokumentsystem kann beispielsweise die verschiedenen Banknoten einer Serie mit mehreren verschiedenen Denominationen enthalten. Banknoten unterschiedlicher Denominationen enthalten unterschiedliche Lumineszenzmarker im zweiten Teilbereich, aber denselben Referenzmarker im ersten Teilbereich. Durch die differentielle Messung können die Banknoten unterschiedlicher Denominationen trotz der spektralen Ähnlichkeit der Lumineszenzmarker der jeweiligen zweiten Teilbereiche sicher voneinander unterschieden werden.

Die Erfindung enthält auch ein Verfahren zum Herstellen eines flächigen Wertdokuments der beschriebenen Art, bei dem ein Wertdokumentsubstrat mit einem sich in einer Längsrichtung und einer Querrichtung erstreckenden Flächenbereich bereitgestellt wird.

Das Wertdokumentsubstrat wird in dem Flächenbereich mit einem Lumineszenzmerkmal versehen, indem in einem ersten Teilbereich ein erster Lumineszenzmarker und in einem zweiten, unterschiedlichen Teilbereich ein zweiter Lumineszenzmarker so in dem Flächenbereich angeordnet werden, dass der erste und zweite Teilbereich einander in Projektion auf die Längsrichtung und/ oder in Projektion auf die Querrichtung überlappen.

Der erste und zweite Lumineszenzmarker sind dabei bei derselben Wellenlänge zur Lumineszenz anregbar und lumineszieren nach Anregung im Wesentlichen in derselben Emissionsbande im infraroten Spektralbereich. Weiter weisen der erste und zweite Lumineszenzmarker spektral ähnliche Infrarot-Emissionsspektren auf, nämlich Infrarot- Emissionsspektren, die einen spektralen Unterschied zwischen 0,5 % und 15 % aufweisen.

Bei einer vorteilhaften Verfahrensführung werden der erste und zweite Lumineszenzmarker auf das Wertdokumentsubstrat auf gedruckt, vorzugsweise mit unterschiedlichen Druckverfahren. Dabei einsetzbare vorteilhafte Druckverfahren sind insbesondere Offset-, Intaglio-, Gravüre-, Ziffer-, Flexo, oder Siebdruck.

Bei einer weiteren vorteilhaften Verfahrensführung werden der erste und zweite Lumineszenzmarker mit dem gleichen Druckverfahren auf das Wertdokumentsubstrat aufgedruckt.

Bei einer anderen, ebenfalls vorteilhaften Verfahrensführung wird der erste Lumineszenzmarker auf das Wertdokumentsubstrat auf gedruckt. Der zweite Lumineszenzmarker wird in einem Sicherheitselement, insbesondere einem Streifen oder Patch, angeordnet, und das Sicherheitselement mit dem zweiten Lumineszenzmarker wird auf das Wertdokumentsubstrat aufgebracht oder in das Wertdokumentsubstrat eingebracht.

Die Erfindung enthält schließlich auch ein Verfahren zur Prüfung eines flächigen Wertdokuments der beschriebenen Art, bei dem die Lumineszenzemissionen der beiden Lumineszenzmarker des ersten und zweiten Teilbereichs zusammen erfasst werden oder das flächige Wertdokument transportiert und während des Transports mittels eines Sensors die Lumineszenzemissionen der beiden Lumineszenzmarker des ersten und zweiten Teilbereichs erfasst werden, und bei dem die Spektraleigenschaften des zweiten Lumineszenzmarkers relativ zu den Spektraleigenschaften des ersten Lumineszenzmarkers bewertet werden. In Abhängigkeit vom Ergebnis des Bewertens kann dann ein Echtheitssignal gebildet und abgegeben werden, das das Ergebnis des Bewertens darstellt. Zum Erfassen der Lumineszenzemissionen werden die Teilbereiche mit Anregungsstrahlung der Anregungswellenlänge von einer Strahlungsquelle angeregt. Die Strahlungsquelle kann vorzugsweise Teil des Sensors sein.

Die Lumineszenzemissionen der beiden Lumineszenzmarker werden vorteilhaft dadurch zusammen erfasst, dass die Lumineszenzemissionen der beiden Lumineszenzmarker unmittelbar nacheinander, beispielsweise während eines kontinuierlichen Vorbeitransports des Wertdokuments an einem Sensor, entlang einer beide Teilbereiche überstreichenden Messspur erfasst werden. Die Messspur ist vorteilhaft parallel zur Längsrichtung oder zur Querrichtung des Flächenbereichs orientiert. Bei dem Verfahren kann also insbesondere das Wertdokument parallel zur Längsrichtung oder zur Querrichtung des Wertdokuments transportiert werden.

Mit Vorteil wird die Lumineszenzemission der beiden Lumineszenzmarker mit einem einspurigen oder mehrspurigen Lumineszenzsensor mit zumindest zwei Spektralkanälen erfasst. Der erwähnte Sensor kann dazu einen einspurigen oder mehrspurigen Lumineszenzsensor mit zumindest zwei Spektralkanälen umfassen. Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.

Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Banknote, die sich in einem Flächenbereich mit einer Eängsrichtung E und einer Querrichtung Q erstreckt,

Fig. 2 in (a) die Emissionsspektren des ersten und zweiten Lumineszenzmarkers und in (b) das Differenzspektrum der beiden Emissionsspektren,

Fig. 3 in (a) die Emissionsspektren und in (b) das zugehörige Differenzspektrum für eine andere Kombination zweier Lumineszenzmarker,

Fig. 4 und 5 jeweils in (a) die Emissionsspektren und in (b) das zugehörige Differenzspektrum für weitere Kombinationen zweier Lumineszenzmarker,

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Banknote mit einer anderen Ausbildung der Teilbereiche mit spektral ähnlichen Lumineszenzmarkern,

Fig. 7 in (a) bis (c) weitere Anordnungen der Teilbereiche mit spektral ähnlichen Lumineszenzmarker in einem Flächenbereich,

Fig. 8 in (a) zwei Vergleichsbanknoten mit zwei Lumineszenzmarkern und in (b) ein Histogramm mit der über der Spektralposition aufgetragenen Anzahl von Messergebnissen, Fig. 9 in (a) zwei Banknoten mit zwei Lumineszenzmarkern und einem Referenzmarker und in (b) ein Histogramm mit der über der relativen Spektralposition aufgetragenen Anzahl von Messergebnissen,

Fig. 10 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zum Prüfen der Banknote in Fig. 1, und

Fig. 11 ein grob schematisches Ablaufdiagramm einer Verfahrens zum Prüfen des der Banknote in Fig. 1 mittels der Einrichtung in Fig. 10.

Die Erfindung wird nun am Beispiel der Echtheitsprüfung von Banknoten erläutert. Figur 1 zeigt dazu eine schematische Darstellung einer Banknote 10, die einem Flächenbereich mit einer Längsrichtung L und einer Querrichtung Q aufweist. Die Banknote 10 ist in dem Flächenbereich mit einem Lumineszenzmerkmal 12 versehen, das in einem ersten Teilbereich 14 einen ersten Lumineszenzmarker und in einem zweiten Teilbereich 16 einen zweiten Lumineszenzmarker enthält. hn Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind der erste und zweite Teilbereich 14, 16 disjunkt, weisen also keine Überschneidung auf, sondern sind beabstandet voneinander in dem Flächenbereich angeordnet. Wesentlich ist dabei, dass die beiden Teilbereiche 14, 16 so in dem Flächenbereich angeordnet sind, dass sie einander in Projektion auf die Querrichtung Q der Banknote 10 überlappen. Die Projektion 14-P des Teilbereichs 14 und die Projektion 16-P des Teilbereichs 16 auf die Querrichtung Q sind rechts in Fig. 1 eingezeichnet. Wie ersichtlich überlappen die beiden Projektionen 14-P, 16-P in einem Überlappungsbereich 18.

Dadurch ist sichergestellt, dass bei einem Scan der Banknote 10 in einer Prüfvorrichtung entlang einer Messspur 20 in Längsrichtung L von dem Merkmalssensor sowohl der Teilbereich 14 mit dem ersten Lumineszenzmarker als auch der Teilbereich 16 mit dem zweiten Lumineszenzmarker nacheinander in kurzem Zeitabstand überstrichen wird.

Die Lumineszenzmarker der Teilbereiche 14, 16 sind dabei bei derselben Wellenlänge bzw. Anregungswellenlänge anregbar und lumineszieren nach Anregung im Wesentlichen in derselben Emissionsbande im infraroten Spektralbereich. Die Emissionsbanden sind jeweils durch den zusammenhängenden Wellenlängenbereich bzw. das Wellenlängenintervall des Emissionsspektrums um die maximale Intensität im infraroten Spektralbereich gegeben, in dem die Intensität größer als 5 % der maximalen Intensität des Emissionsspektrums im infraroten Spektralbereich ist. Wie nachfolgend genauer erläutert, sind die Lumineszenzmarker so aufeinander abgestimmt, dass ihre Emissionsspektren einander spektral sehr ähnlich sind und in gleichartiger Weise von den Umgebungsbedingungen und den Messbedingungen beeinflusst werden. Durch einen direkten Vergleich der Emissionen der beiden Lumineszenzmarker bei einer Messung mit demselben Detektor bzw. Sensor entlang derselben Messspur können dadurch auch subtile Unterschiede zwischen den beiden Spektren sicher erkannt und getrennt werden, welche herkömmlich aufgrund von Fluktuation des Messsignals bei verschiedenen baugleichen Detektoren, verschiedenen Messspuren oder durch unterschiedliche Umgebungsbedingungen nicht erfasst werden können.

Zur näheren Erläuterung zeigt das Diagramm 30 der Fig. 2(a) das Emissionsspektrum 34 des ersten Lumineszenzmarkers des ersten Teilbereichs 14 und das Emissionsspektrum 36 des zweiten Lumineszenzmarkers des zweiten Teilbereichs 16, jeweils aufgetragen als auf das Emissionsmaximum normierte Intensität über der Wellenlänge in willkürlichen Einheiten. Wie aus der Figur ersichtlich, sind die Emissionsspektren 34, 36 einander sehr ähnlich, lediglich das Emissionsmaximum des Spektrums 36 des zweiten Lumineszenzmarkers ist etwas gegen das Emissionsmaximum des Spektrums 34 des ersten Lumineszenzmarkers verschoben. Um die spektrale Ähnlichkeit quantifizieren zu können, ist im Diagramm 32 der Fig. 2(b) das Differenzspektrum 38 der beiden Emissionsspektren 34, 36 gezeigt, das aufgrund der gegeneinander verschobenen Peakwellenlänge der beiden Spektren ein Maximum und ein Minimum aufweist. Im Rahmen dieser Beschreibung wird der spektrale Unterschied zweier Emissionsspektren 34, 36 beispielsweise als das Maximum des Betrags des Differenzspektrums 38 der auf das Emissionsmaximum normierten Emissionsspektren definiert, ausgedrückt in Prozent. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 beträgt der maximale Betrag des Differenzspektrums 38 an den Orten des Maximums 38- Max bzw. des Minimums 38-Min jeweils 0,1, so dass der spektrale Unterschied der beiden Emissionsspektren 10% beträgt.

In Fig. 3 sind die Emissionsspektren einer anderen Kombination eines ersten und zweiten Lumineszenzmarkers mit einer noch geringeren gegenseitigen Verschiebung der Peakwellenlängen der Emissionsspektren bei Anregung mit der Anregungswellenlänge in einer Darstellung wie in Fig. 2 illustriert. Dabei zeigt das Diagramm 40 der Fig. 3(a) das Emissionsspektrum 44 des ersten Lumineszenzmarkers und das Emissionsspektrum 46 des zweiten Lumineszenzmarkers, und das Diagramm 42 der Fig. 3(b) zeigt das Differenzspektrum 48 der beiden Emissionsspektren 44, 46. Das Maximum des Betrags des Differenzspektrums 48 beträgt bei diesen beiden Lumineszenzmarkern nur 0,043, der spektrale Unterschied der beiden Emissionsspektren somit 4,3% .

Figur 4 zeigt in der gleichen Darstellung die Emissionsspektren einer weiteren Kombination zweier Lumineszenzmarker, die eine identische Hauptemission 50 zeigen und sich nur in der Position des Maximums der Nebenemission 52 unterscheiden. Figur 4(a) zeigt das Emissionsspektrum 54 eines ersten Lumineszenzmarkers und das Emissionsspektrum 56 eines zweiten Lumineszenzmarkers, und Fig. 4(b) zeigt das Differenzspektrum 58 der beiden Emissionsspektren 54, 56. Wegen der identischen Hauptemission 50 der beiden Lumineszenzmarker weicht das Differenzspektrum 58 nur im Bereich der Nebenemission 52 wesentlich von Null ab und zeigt eine maximale betragsmäßige Abweichung der beiden Spektren von 0,024, also einen spektralen Unterschied von 2,4% .

Eine weitere Variante ist in Fig. 5 illustriert, bei der die Emissionsspektren zwei Lumineszenzmarker gezeigt sind, die eine identische Hauptemission 60, aber eine unterschiedlich intensive Nebenemission 62 zeigen.

Figur 5(a) zeigt das Emissionsspektrum 64 des ersten Lumineszenzmarkers und das Emissionsspektrum 66 des zweiten Lumineszenzmarkers. An der Ordinate ist die Intensität Int angetragen und an der Abszisse ist die Wellenlänge X angetragen.

Fig. 5(b) zeigt das Differenzspektrum 68 der beiden Emissionsspektren 64, 66. Auch hier weicht das Differenzspektrum 68 wegen der identischen Hauptemission 60 im Wesentlichen nur im Bereich der Nebenemission 62 von Null ab und zeigt eine maximale betragsmäßige Abweichung der beiden Spektren von 0,1, also einen spektralen Unterschied von 10%.

Zum Prüfen der Banknote 10 kann die in Fig. 10 veranschaulichte Einrichtung zum Prüfen von flächigen Wertdokumenten verwendet werden. Diese Einrichtung kann Teil einer nicht gezeigten Vorrichtung zur Bearbeitung von Wertdokumenten sein. Diese umfasst eine Transporteinrichtung 136 zum Transportieren eines Wertdokuments 10 in einer Transportrichtung T an einem Sensor 138 zur Erfassung von Lumineszenzemissionen von dem Wertdokument 10 vorbei. Der Sensor 138, im Beispiel ein Lumineszenzsensor, ist zur Erfassung von Luminszenzemissionen des Wertdokuments 10, im Beispiel der Banknote in Fig. 1 und zur Bildung von Detektionssignalen ausgebildet, die Eigenschaften, insbesondere Spektraleigenschaften der erfassten Lumineszenzemissionen wiedergeben. Mit dem Sensor 138 ist eine Auswerteeinrichtung 140 über eine Signalverbindung verbunden, die vom Sensors 138 während des Vorbeitransports des Wertdokuments an demselben Sensor 138 vorbei gebildete Detektionssignale verarbeitet. Der Sensor 138 umfasst insbesondere eine Strahlungsquelle zur Abgabe von Strahlung der Anregungswellenlänge auf ein zu prüfendes Wertdokument sowie einen Detektor zu spektral aufgelösten Erfassung der durch Anregung mit der Anregungsstrahlung erzeugten Lumineszenzemissionen.

Zum Prüfen eines Wertdokuments 10, beispielsweise der Banknote 10 in Fig. 1, wird dieses mittels der Transporteinrichtung 136 an dem Sensor 138 vorbeitransportiert. In diesem Beispiel ist das Wertdokument relativ zu der Transporteinrichtung so ausgerichtet, dass die Längsseite des Wertdokuments parallel zur Transportrichtung T, in der das Wertdokument 10 transportiert wird, verläuft.

Es werden folgende Schritte eines Verfahrens zur Prüfen des Wertdokuments ausgeführt.

In Schritt S10 wird mittels des Sensors 138 wenigstens eine Lumineszenzemission des Lumineszenzmarkers in dem ersten Teilbereich erfasst, da dieser zuerst in einen Erfassungsbereich des Sensors 138 gelangt. Dabei werden erste Detektionssignale gebildet, die Spektraleigenschaften der erfassten Lumineszenzemission wiedergeben. Diese werden der Auswerteeinrichtung 140 zugeführt.

In Schritt S12 wird mittels des Sensors 138, also desselben Sensors wenigstens eine Lumineszenzemission des Lumineszenzmarkers in dem zweiten Teilbereich erfasst, da dieser nach dem ersten Teilbereich in den Erfassungsbereich des Sensors 138 gelangt. Dabei werden zweite Detektionssignale gebildet und die Spektraleigenschaften der erfassten Lumineszenzemission wiedergeben. Diese werden ebenfalls der Auswerteeinrichtung 140 zugeführt.

In Schritt S14 werden dann von der Auswerteeinrichtung 140 unter Verwendung der zugeführten ersten und zweiten Detektionssignale die Spektraleigenschaften der Emission des ersten Lumineszenzmarkers bzw. des ersten Lumineszenzmarkers relativ zu den Spektraleigenschaften der Emission des zweiten Lumineszenzmarkers bzw. des zweiten Lumineszenzmarkers bewertet. In Abhängigkeit vom Ergebnis der Bewertung wird dann ein Echtheitssignal gebildet und abgegeben, das das Ergebnis des Bewertens darstellt. Das Echtheitssignal kann an eine Einrichtung abgegeben werden, die die weitere Bearbeitung des Wertdokuments steuert.

Neben einer Gestaltung wie in Fig. 1, bei der genau zwei disjunkte Teilbereiche 14, 16 mit spektral ähnlichen Lumineszenzmarkern einander nur in Projektion auf die Querrichtung überlappen, sind auch andere Ausgestaltungen möglich und vorteilhaft. Beispielsweise kann mit Bezug auf Fig. 6 das Lumineszenzmerkmal 72 einer Banknote 70 einen ersten Teilbereich 74 und einen disjunkten zweiten Teilbereich 76 enthalten, wobei die Teilbereiche 74, 76 einander sowohl in Projektion auf die Längsrichtung L, als auch in Projektion auf die Querrichtung Q der Banknote 70 überlappen.

Dadurch können sowohl bei einem Scan der Banknote entlang einer Messspur 20 in Längsrichtung als auch entlang einer Messspur 22 in Querrichtung jeweils beide Teilbereiche 74, 76 von einem Merkmalssensor überstrichen werden, so dass die Banknote 70 sowohl in längs- als auch in quer-messenden Banknotenbearbeitungsmaschinen geprüft werden kann.

Weitere vorteilhafte Anordnungen der Teilbereiche mit spektral ähnlichen Lumineszenzmarkern sind in Fig. 7 illustriert. Dabei zeigt Fig. 7(a) den Flächenbereich 80 eines Wertdokuments mit mehreren voneinander beabstandeten ersten Teilbereichen 84 mit einem ersten Lumineszenzmarker und mit einem einzigen zweiten Teilbereich 86 mit einem zweiten Lumineszenzmarker. Auch hier erfassen Messspuren 20, 22 in Längs- bzw. Querrichtung jeweils sowohl einen ersten als auch einen zweiten Teilbereich, so dass das Wertdokument mit dem Flächenbereich 80 sowohl längsmessend als auch quermessend geprüft werden kann. Die gleiche Wirkung kann mit einer Gestaltung nach Fig. 7(b) erzielt werden, bei der der Flächenbereich 80 mehrere voneinander beabstandete erste Teilbereiche 84 mit einem ersten Lumineszenzmarker und mehrere voneinander beabstandete zweite Teilbereiche 86 mit einem zweiten Lumineszenzmarker aufweist. Die Messspuren 20, 22 erfassen in Längs- bzw. Querrichtung jeweils sowohl einen ersten als auch einen zweiten Teilbereich.

In anderen Gestaltungen sind die ersten und zweiten Teilbereiche nicht disjunkt, sondern bereichsweise überschneidend ausgebildet, wie in Fig. 7(c) gezeigt. Der Flächenbereich 80 enthält bei dieser Ausgestaltung einen ersten Teilbereich 84 mit einem ersten Lumineszenzmarker und einen zweiten Teilbereich 86 mit einem zweiten Lumineszenzmarker, die sich in den Überschneidungsbereichen 88 überschneiden. Wesentlich ist dabei, dass es auch Nicht-Überschneidungsbereiche gibt, in denen nur der erste bzw. nur der zweite Lumineszenzmarker alleine vorliegt. Wie in Fig. 7(c) ersichtlich, erfassen die Messspuren 20, 22 in Längs- bzw. Querrichtung jeweils Nicht- Überschneidungsberei- che des ersten und zweiten Teilbereichs 84, 86 und erlauben daher wie bei den bisher beschriebenen Gestaltungen eine differentielle Auswertung der Messsignale.

Um die Vorteile der Erfindung zu demonstrieren, wurde eine Lumineszenzmessung an erfindungsgemäßen Banknoten mit einer entsprechenden Messung an Vergleichsbanknoten mit herkömmlichen Lumineszenzmerkmalen verglichen.

Zunächst zeigt Fig. 8(a) zwei Vergleichsbanknoten 90, 94, die jeweils in einem Teilbereich 92 bzw. 96 mit einem Infrarot-anregbaren und im Infraroten lumineszierenden Lumineszenzmarker bedruckt wurden. Der Teilbereich 92 der ersten Vergleichsbanknote 90 enthält einen Lumineszenzmarker "B", der Teilbereich 96 der zweiten Vergleichsbanknote 94 einen Lumineszenzmarker "C", wobei der spektrale Unterschied zwischen den beiden Lumineszenzmarkern 3% beträgt. Um eine Banknotenprüfung unter realen Einsatzbedingungen zu simulieren, wurden die Vergleichsbanknoten 90, 94 mit drei baugleichen Merkmalssensoren bei mehreren Transportgeschwindigkeiten zwischen 1 m/s und 11 m/s und an mehreren Messpunkten innerhalb des jeweiligen Teilbereichs 92, 96 vermessen und aus den Messwerten ein Maß für die Spektralposition, beispielsweise der spektrale Schwerpunkt eines lokalen Emissionsmaximums bzw. einer Emissionsbande, der Lumineszenzemission der beiden Lumineszenzmarker bestimmt. Statt des spektralen Schwerpunkts einer Emissionsbande kann beispielsweise auch die Wellenlänge des Emissionsmaximums oder auch die Wellenlänge eines anderen spektralen Merkmals, beispielsweise eines Nebenmaximums, eines Minimums oder einer Schulter im Emissionsspektrum, als Maß für die Spektralposition verwendet werden.

Figur 8(b) zeigt in einem Histogramm 100 die Anzahl N der Messergebnisse, aufgetragen über der jeweils bestimmten Spektralposition für die beiden Lumineszenzmarker "B" und "C". Wie aus der Figur ersichtlich, weisen die Verteilungen 102, 104 der für die beiden Lumineszenzmarker bestimmten Spektralpositionen einen nicht zu vernachlässigenden Überlapp auf, so dass aufgrund der Größe der auftretenden Fluktuationen, eine sichere Unterscheidung der beiden Lumineszenzmarker nicht möglich ist. Ursachen für derartige Fluktuationen könne beispielsweise Variationen zwischen den nominell baugleichen Sensoren, oder Variationen der Umgebungsbedingungen wie etwa Temperatur, Transportabstand, oder Transportgeschwindigkeit sein.

Figur 9(a) zeigt zwei erfindungsgemäße Banknoten 110, 120, die beispielsweise Teil eines oben genannten Wertdokumentsystems sein können. Die Banknoten 110, 120 enthalten neben den oben genannten Lumineszenzmarkern "B" und "C" als Referenzmarker jeweils einen weiteren Lumineszenzmarker "A". Das Emissionsspektrum des Lumineszenzmarkers "A" liegt zwischen den Emissionsspektren der Lumineszenzmarker "B" und "C" und ist daher zu beiden Lumineszenzmarkern spektral ähnlich mit einem spektralen Unterschied von etwa 0,5% bzw. etwa 3%. Konkret ist die Banknote 110 in einer Konfiguration wie in Fig. 1 in einem ersten Teilbereich 114 mit dem Lumineszenzmarker " A" und in einem zweiten Teilbereich 116 mit dem Lumineszenzmarker "B" der Vergleichsbanknote 90 bedruckt. Die beiden Teilbereiche 114, 116 überlappen dabei in Projektion auf die Querrichtung Q und können beide mit einer Messspur erfasst werden.

Die Banknote 120 ist ebenfalls in einer Konfiguration wie in Fig. 1 in einem ersten Teilbereich 124 mit dem Lumineszenzmarker " A" und in einem zweiten Teilbereich 126 mit dem Lumineszenzmarker "C" der Vergleichsbanknote 94 bedruckt. Auch hier überlappen die beiden Teilbereiche 124, 126 in Projektion auf die Querrichtung Q und können beide mit einer Messspur erfasst werden.

Die erfindungsgemäßen Banknoten 110, 120 wurden dann mit denselben drei baugleichen Merkmalssensoren und denselben Transportgeschwindigkeiten zwischen 1 m/s und 11 m/s wie die Vergleichsbanknoten an mehreren Messpunkten innerhalb der jeweiligen Teilbereiche 114, 116 bzw. 124, 126 vermessen.

Dabei wurde die Spektralposition der Lumineszenzemission des zweiten Teilbereichs 116 der Banknote 110 mit dem Lumineszenzmarker "B" und des zweiten Teilbereichs 126 der Banknote 120 mit dem Lumineszenzmarker "C" nicht absolut, sondern relativ zur Lumineszenzemission des Lumineszenzmarkers " A" des jeweiligen ersten Teilbereichs 114 bzw. 124 bestimmt.

Figur 9(b) zeigt in einem Histogramm 130 die Anzahl N der erhaltenen Messergebnisse, aufgetragen über der jeweils bestimmten Spektralposition der beiden Lumineszenzmarker "B" und "C" relativ zur Spektralposition des Lumineszenzmarkers "A" (Nullpunkt in Fig. 9(b)).

Da sich die bei der Messung auftretenden Fluktuationen, wie etwa Variationen zwischen den drei nominell baugleichen Sensoren (etwa Filtertoleranzen oder optische Toleranzen) oder Variationen der Umgebungsbedingungen (etwa Temperatur, Transportabstand, Transportgeschwindigkeit) gleichartig auf die Messung der Spektralposition der beiden Teilbereiche 114 und 116 bzw. 124 und 126 auswirken, kompensieren sich diese Fluktuationen bei einer differentiellen Auswertung weitgehend und es ergeben sich wesentlich geringere Verteilungsbreiten im Histogramm 130 der relativen Spektralposition. Wie in Fig. 9(b) gezeigt, sind die Verteilungen 132, 134 der differentiellen Messergebnisse für die Lumineszenzmarker "B" und "C" klar voneinander getrennt, und die beiden Lumineszenzmarker können anhand ihrer relativen Spektralposition sicher unterschieden werden.

Die Prüfung erfindungsgemäßer Wertdokumente kann insbesondere mit einem einspurigen oder mehrspurigen Lumineszenzsensor mit mindestens 2 Spektralkanälen Kl, K2 erfolgen, der mit diesen Spektralkanälen die Unterschiede der auf einem Wertdokument verwendeten Lumineszenzmarker detektieren kann. Vorteilhaft erfassen die beiden Spektralkanäle eng beieinanderliegende oder gar unmittelbar benachbarte Spektralbereiche der Emissionsspektren. Liegt die Emissionsbande der beiden Lumineszenzmarker beispielsweise spektral annähernd mittig zwischen den spektralen Empfindlichkeitsbereichen der beiden Spektralkanäle, so können kleine Verschiebungen der Peakwellenlänge hochgenau bestimmt werden.

Beispielsweise kann bei den Emissionsspektren 34, 36 der Fig. 2 ein Spektralkanal an Position Kl unterhalb der zentralen Wellenlänge X z und ein zweiter Spektralkanal an Position K2 oberhalb der zentralen Wellenlänge X z im gleichen Abstand zur zentralen Wellenlänge gewählt werden. Auch eine Verwendung von Spektralkanälen mit einer Breite von mehreren, beispielsweise zwischen 2 und 50, Nanometern ist vorteilhaft möglich.

In einer anderen Gestaltung werden mehrere, beispielsweise 4, 10, 20 oder sogar 100

Spektralkanäle verwendet, um die Form der Emissionsspektren genau abtasten zu kön- nen. In einer weiteren Variante sind die Spektralkanäle eines Lumineszenzsensors auf bestimmte komplexere Emissionsspektren angepasst, so dass einzelne Peaks der Emissionsspektren durch wenige verschiedene Kanäle detektiert werden können. Beispiels- weise kann bei den Emissionsspektren 54, 56 der Fig. 4 ein Merkmalssensor mit drei Spektralkanälen eingesetzt werden, die die Lumineszenzemission bei den in der Figur angedeuteten Wellenlängenpositionen erfassen, nämlich einerseits im Bereich des Maximums der Hauptemission 50 an Position Kl und andererseits symmetrisch beiderseits des Maximums der Nebenemission 52 an den Positionen K2 und K3.

Bei den Emissionsspektren 64, 66 der Fig. 5 genügt ein Merkmalssensor mit zwei Spektralkanälen, mit denen die Lumineszenzemission im Bereich des Maximums der Hauptemission 60 an Position Kl und im Bereich des Maximums der Nebenemission 62 an Position K2 erfasst werden kann.

Bezugszeichenliste

Banknote

Lumineszenzmerkmal , 16 Teilbereiche -P, 16-P Projektionen

Überlappungsbereich , 22 Messspuren , 32 Diagramm , 36 Emissionsspektren

Differenzspektrum -Max, 38-Min Maximum bzw. Minimum des Differenzspektrums, 42 Diagramm , 46 Emissionsspektren

Differenzspektrum

Hauptemission

Nebenemission , 56 Emissionsspektren

Differenzspektrum

Hauptemission

Nebenemission , 66 Emissionsspektren

Differenzspektrum

Banknote

Lumineszenzmerkmal , 76 Teilbereiche

Flächenbereich , 86 Teilbereiche , 94 V ergleichsbanknoten , 96 Teilbereiche mit Lumineszenzmarker 100 Histogramm

102, 104 Verteilungen

HO Banknote

114 erster Teilbereich mit Lumineszenzmarker A 116 zweiter Teilbereich mit Lumineszenzmarker B

120 Banknote

124 erster Teilbereich mit Lumineszenzmarker A

126 zweiter Teilbereich mit Lumineszenzmarker C

130 Histogramm 132, 134 Verteilungen

136 Transporteinrichtung

138 Lumineszenzsensor

140 Auswerteeinrichtung

L Längsrichtung

Querrichtung

Kl, K2, K3 Spektralkanäle

Transportrichtung