DE69323255T2 - Vorrichtung und Verfahren zum Prüfen der Authentizität von Gegenständen - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prüfen von wichtigen Dokumenten, Wertpapieren, Geldscheinen, Karten, Kunstgegenständen und anderen Prüfgegenständen, die auf Authentizität bzw. Echtheit überprüft werden sollen.
• Ein Prüfverfahren und eine Vorrichtung unter Verwendung von Mikrowellen sind herkömmlicherweise als Maßnahmen zum Überprüfen der Echtheit von Dokumenten und dgl. bekannt, wie sie in der US-Patent Nr. 4 820 912 beschrieben sind. Gemäß diesem Stand der Technik wird eine Anzahl von Partikeln, die beliebig über jedes Dokument verteilt sind, mit Mikrowellen beaufschlagt, und eine auf ein Ansprech-Mikrowellenbündel ansprechende, geeignete Digitalmarke wird in einem geeigneten Bereich des Dokuments gemäß spezifischer Regeln aufgezeichnet. Bei der Prüfung der Echtheit des Dokuments werden Mikrowellen auf das Dokument angewandt, und das Ansprech-Mikrowellenbündel wird mit der Digitalmarke kollationiert. Das Dokument wird als echt beurteilt, wenn das Mikrowellenbündel und die Marke miteinander übereinstimmen.
• Gemäß der auf den Mikrowellen basierenden Prüfeinrichtung nach dem Stand der Technik ist jedoch die Messung des Ansprech-Mikrowellenbündels externen Geräuschen ausgesetzt, so daß ein zufriedenstellender Rauschabstand bzw. Störabstand (signal-to-noise ratio) nicht erzielt werden kann. Da die genannte Vorrichtung nach dem Stand der Technik für die Schwingung der Mikrowellen verwendet wird, kann sie möglicherweise darüber hinaus (selbst) eine Geräuschquelle darstellen. Außerdem sind Mikrowellen-Übertrager und -Empfänger groß dimensioniert und kostspielig.
• Eine weitere Objektprüfvorrichtung und ein Verfahren hierzu sind in der EP-A-0 275 117 offenbart. Bei diesem Stand der Technik wird ein ausgewählter Bereich des Objekts mit magnetischen Partikeln versehen, wobei der Bereich abgetastet wird, während er an einem Abtastsensor vorbeibewegt wird. Das resultierende Signal wird mit vorgespeicherter, abgerufener Information verglichen, die sich auf diesen Bereich bezieht. Der Abtastbereich wird als ein kontinuierlich verlaufender, aufzeichenbarer Magnetbereich in Form eines am Objekt haftenden Magnetbandes oder als eine kontinuierliche Beschichtung ausgebildet, die jeweils magnetisches Material von hoher Koerzitivkraft enthalten. Die Bewegung des Magnetbereichs am Sensor vorbei induziert ein elektrisches Signal aufgrund der inhärenten Änderungen im Magnetbereich.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine solche Anordnung bereitzustellen, daß die Echtheit des Prüfobjekts ohne Erzeugung einer Geräuschquelle mittels einer billigen, kompakten Vorrichtung mit einem hohen Rauschabstand geprüft werden kann.
• Diese Aufgabe wird durch das in den Ansprüchen 1 und 5 definierte Verfahren und durch die in den Ansprüchen 3 und 6 definierte Vorrichtung gelöst.
• Ein erstes Prüfverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung, das zur Lösung der obigen Aufgabe entwickelt wurde, ist ein Verfahren zum Prüfen der Echtheit eines Prüfobjekts, das eine aus nichtmagnetischem Material gebildete Basis und eine Anzahl beliebig in einem Abtastbereich der Basis verstreute, hochdurchlässige magnetische Elemente aufweist, umfassend einen Herstellungsprozeß zur Herstellung des Prüfobjekts sowie einen Kollationierungsprozeß zum Prüfen des Prüfobjekts, wobei der Herstellungsprozeß folgende Schritte umfaßt: einen Erregungsschritt des Anlegens eines Vorspannungs-Magnetfeldes an die in dem Abtastbereich verstreuten, hochdurchlässigen magnetischen Elemente und des Bewegens des Abtastbereichs relativ zum Magnetfeld, einen Schritt des Abgreifens einer Zustandsänderung eines Magnetflusses, der sich in Abhängigkeit von der Verteilung der hochdurchlässigen magnetischen Elemente ändert, wodurch ein Detektionssignal für die Änderung des Magnetflusses erfaßt wird, wenn der Abtastbereich das Magnetfeld passiert, einen Schritt des Erhaltens eines (Ziffern-)Codes durch Verschlüsseln des Detektionssignals, und einen Schritt des Aufzeichnens des (Ziffern-)Codes in einer Codeindikatorsektion des Prüfobjekts, und wobei der Kollationierungsprozeß folgende Schritte umfaßt: einen Erregungsschritt des Anlegens des Vorspannungs-Magnetfeldes an die in dem Abtastbereich verstreuten, hochdurchlässigen magnetischen Elemente und des Bewegens des Abtastbereichs relativ zum Magnetfeld, einen Schritt des Erfassens einer Zustandsänderung des Magnetflusses, der sich in Abhängigkeit von der Verteilung der hochdurchlässigen magnetischen Elemente ändert, wodurch ein Detektionssignal für die Änderung des Magnetflusses erfaßt wird, wenn der Abtastbereich das Magnetfeld passiert, einen Schritt des Auslesens des in der Codeindikatorsektion aufgezeichneten (Ziffern-)Codes, einen Schritt des Reproduzierens eines Codes zum Kollationieren durch Decodieren des Zifferncodes, und einen Schritt des Kollationierens des im Codereproduzierschritt reproduzierten Kollationierungscodes mit dem im Detektionsschritt erfaßten Detektionssignal, und des Folgerns, daß das Prüfobjekt echt ist, wenn der Kaollationierungscode und das Detektionssignal einander entsprechen.
• Gemäß diesem Prüfverfahren variiert der Magnetfluß mit der Änderung der Permeabilität bzw. Durchlässigkeit, die von der Verteilung der magnetischen Elemente abhängt, wenn der Abtastbereich das Vorspannungs-Magnetfeld passiert. Ein Detektionssignal für diese Änderung des Magnetflusses wird für die Prüfung des Prüfobjekts verwendet. Dieses Detektionssignal variiert bei jedem winzigen Abschnitt des Abtastbereichs in Abhängigkeit von der Dichte, der Größe oder der Orientierung der im Abtastbereich verstreuten magnetischen Elemente. Damit kann ein Detektionssignal mit einem für jeden Abtastbereich eigenen Ausgabemuster erhalten werden.
• Eine erste Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt: Erregermittel zum Anlegen eines Gleichstrom- Vorspannungs-Magnetfelds an den Abtastbereich, einen Transportmechanismus zum Bewegen des Abtastbereichs relativ zum Magnetfeld mit vorbestimmter Geschwindigkeit, eine Detektionseinrichtung zum Abgreifen einer Zustandsänderung eines Magnetflusses, der sich in Abhängigkeit von der Verteilung der magnetischen Elemente ändert, wodurch ein Detektionssignal für die Änderung des Magnetflusses erfaßt wird, wenn der Abtastbereich das Magnetfeld passiert, eine Codeschreibeinrichtung zum Aufzeichnen eines dem Detektionssignal entsprechenden Codes in der Codeindikatorsektion des Prüfobjekts, eine Ausleseeinrichtung zum Auslesen des in der Codeindikatorsektion aufgezeichneten Codes, sowie eine Einrichtung zum Kollationieren des durch die Ausleseeinrichtung ausgelesenen Codes mit dem durch die Detektionseinrichtung erfaßten Detektionssignal und zum Folgern, daß das Prüfobjekt echt ist, wenn der ausgelesene Code und das Detektionssignal einander entsprechen.
• Die Erregermittel können aus einem Permanentmagneten gebildet sein oder so angeordnet sein, daß das Vorspannungsmagnetfeld erhalten wird, indem man einen Gleichstrom durch eine Erregerspule an einem Kern fließen läßt. Ein hochdurchlässiges Legierungsmaterial ist ein geeignetes Material für den Kern.
• Ein zweites Prüfverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt: Einen Herstellungsprozeß zur Herstellung des Prüfobjekts sowie einen Kollationierungsprozeß zum Prüfen des Prüfobjekts, wobei der Herstellungsprozeß folgende Schritte umfaßt: Einen Erregungsschritt des Anlegens eines Magnetfeldes an die in dem Abtastbereich verstreuten magnetischen Elemente mittels eines Magnetfeldgenerators, während der Abtastbereich zwischen dem Magnetfeldgenerator und einem Magnetsensor hindurchbewegt wird, einen Schritt des Erfassens eines Detektionssignals für eine Zustandsänderung eines magnetischen Abschirmeffekts, der sich in Abhängigkeit von der Verteilung der magnetischen Elemente ändert, durch den Magnetsensor, wenn der Abtastbereich das Magnetfeld kreuzt, einen Schritt des Erhaltens eines (Ziffern-)Codes durch Verschlüsseln des Detektionssignals sowie einen Schritt des Aufzeichnens des (Ziffern-)Codes in einer Codeindikatorsektion des Prüfobjekts, und wobei der Kollationierungsprozeß umfaßt: Den Erregungsschritt, den Erfassungsschritt, einen Schritt des Auslesens des in der Codeindikatorsektion aufgezeichneten Zifferncodes, einen Schritt des Reproduzierens bzw. Wiedergebens eines Codes für die Kollationierung durch Decodieren des Zifferncodes, sowie einen Schritt der Kollationierung des im Code- Reproduktionsschritt reproduzierten Kollationierungscodes mit dem im Detektionsschritt erfaßten Detektionssignal, und des Folgerns, daß das Prüfobjekt echt ist, wenn der Kollationierungscode und das Detektionssignal einander entsprechen.
• Eine zweite Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt: eine erste Erregerspule zum Anlegen eines ersten Wechselfelds an die in dem Abtastbereich verstreuten, hochdurchlässigen magnetischen Elemente, einen der ersten Erregerspule gegenüberliegenden ersten Magnetsensor, einen Transportmechanismus zum Passierenlassen des Abtastbereichs zwischen der ersten Erregerspule und dem ersten Magnetsensor, eine zweite Erregerspule, die sich in einer von der ersten Erregerspule magnetisch isolierten Lage befindet und zur Erzeugung eines zweiten, mit dem ersten Wechselfeld identischen Wechselfeldes benutzt wird, einen der zweiten Erregerspule gegenüberliegenden, zweiten Magnetsensor, sowie eine Schaltung zum Abfangen eines Detektionssignals, das der Differenz zwischen einem im ersten Magnetsensor erzeugten Ausgang(ssignal) und einem im zweiten Magnetsensor erzeugten Ausgang(ssignal) entspricht, wenn der Abtastbereich zwischen der ersten Erregerspule und dem ersten Magnetsensor hindurchläuft, eine Codeschreibeinrichtung zum Aufzeichnen eines dem Detektionssignal entsprechenden Codes in der Codeindikatorsektion des Prüfobjekts, eine Ausleseeinrichtung zum Auslesen des in der Codeindikatorsektion aufgezeichneten Codes, sowie eine Einrichtung zum Kollationieren des durch die Ausleseeinrichtung ausgelesenen Codes mit dem Detektionssignal und zum Folgern, daß das Prüfobjekt echt ist, wenn der eingelesene Code und das Detektionssignal einander entsprechen.
• Die magnetischen Elemente gemäß der vorliegenden Erfindung können in geeigneter Weise aus einem Drahtelement, das aus einem hochdurchlässigen Legierungsmaterial gebildet ist (z.B. eine amorphe Liegierung auf Co-Fe-Si-B-Basis, eine Fe-Ni-Legierung oder ein Permalloy), einem schuppenförmigen Blech derselben Legierung oder einer Kombination von diesen hergestellt sein. In dieser Beschreibung ist eine hohe Durchlässigkeit eine, die maximale spezifische Permeabilität (u) von 10000 oder mehr liefert.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Abtastbereich magnetisch abgetastet, so daß die Vorrichtung geringer dimensioniert werden kann und weniger kostspielig als die Prüfeinrichtung ist, welche Mikrowellen anwendet. Da die magnetischen Elemente selbst in einem schwachen Magnetfeld detektiert werden können, kann die Vorrichtung Geräuschentwicklung vermeiden. Auch ist der Rauschabstand hoch und die Reproduzierbarkeit zufriedenstellend.
• Die vorliegende Erfindung ist auf die Echtheitsprüfung von Papieren wie z.B. Wertpapieren, Geldscheinen, wichtigen Dokumenten etc. oder Plastikarten, wie z.B. ID-Karten, CD- Karten, Kreditkarten etc., die Verhinderung der Fälschung von Kunstgegenständen oder die Unterscheidung von echt und falsch anwendbar.
• Diese Erfindung ist aus der folgenden genauen Beschreibung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich, in denen zeigen:
• Fig. 1 eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht zur schematischen Darstellung einer Bearbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
• Fig. 2 eine Draufsicht zur Darstellung eines Beispiels eines Prüfobjekts,
• Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung einer erzeugten Ausgangsspannung beim Abtasten des Prüfobjekts,
• Fig. 4 ein Flußdiagramm zur Darstellung eines Herstellungsprozesses des Prüfobjekts,
• Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Darstellung eines Kollationierungsprozesses zur Prüfung der Echtheit des Prüfobjekts, und
• Fig. 6 eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht zur Darstellung einer Bearbeitungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
• Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
• Gemäß Fig. 2 ist eine Anzahl hochdurchlässiger magnetischer Elemente beliebig in einer Basis 11 eines Prüfobjekts 10 verstreut, so daß sie in vielen und unspezifizierten Richtungen orientiert sind. Die Basis 11 ist aus einem nichtmagnetischen Material, wie z.B. Papier, Kunststoff etc. gebildet. Jedes magnetische Element 12 kann beispielsweise die Form eines Drahts eines hochdurchlässigen Legierungsmaterials mit einem Durchmesser von etwa 7 bis 50 um und einer Länge von etwa 5 bis 30 mm aufweisen. Alternativ kann das Element 12 aus einem Blatt bzw. einer Lage eines hochdurchlässigen Legierungsmaterials mit einer Dicke von etwa 7 bis 50 um und einer Länge von etwa 5 bis 30 mm gebildet sein. Diese Elemente 12 sind in einem spezifischen Abtastbereich 13 verstreut, so daß sie ein gewisses Maß an Dichte aufweisen, wenn das Prüfobjekt 10 hergestellt wird.
• Das Prüfobjekt 10 ist mit dem Abtastbereich 13 und einer Codeindikatorsektion 15 versehen. Informationen, welche den magnetischen Elementen 12 innerhalb des Abtastbereichs 13 entsprechen, werden verschlüsselt und in die Indikatorsektion 15 eingeschrieben. Das Prüfobjekt 10 wird mittels einer Bearbeitungsvorrichtung 20 gemäß Fig. 1 magnetisch abgetastet. Die Bearbeitungsvorrichtung 20 umfaßt ein Gehäuse 25 und einen Transportmechanismus 26. Der Mechanismus 26 ist so angeordnet, daß das Objekt 10 mittels eines Transportelements 27, gebildet aus einem Band, Rollen, etc., bei konstanter Geschwindigkeit in der Richtung von Pfeil F von Fig. 1 fortbewegt wird.
• Ein Spulenpaar 33 zur Detektion von Induktionsspannung, gebildet aus einer Erregerspule 31 und einer Sensorspule 32, ist in der Mitte der Bewegungsbahn des Prüfobjekts 10 vorgesehen. Die Spulen 31 und 32 sind auf einem Kern 41 eines Sensorkopfs 40 angeordnet. Der Kern 41, der aus einem hochdurchlässigen Legierungsmaterial gebildet ist, weist einen Spalt 42 auf und bildet einen geschlossenen magnetischen Kreis. Die Länge des Spalts 42 liegt im Bereich zwischen 30 und 100 um.
• Eine Abfühl- bzw. Abgreifsektion 43 ist in Nähe von Spalt 42 gelegen, so daß der Abtastbereich 13 die Sektion 43 passiert. Die Erregerspule 31 ist mit einer Gleichstrom- Versorgungsschaltung 45 zum Anlegen eines DC-Vorspannungs- Magnetfeldes an den Kern 41 verbunden. Während ein elektrischer Strom durch die Spule 31 geschickt wird, durchströmen bestimmte Magnetflußmengen den Kern 41, und ein Teil des Vorspannungsmagnetfelds geht durch die Abfühlsektion 43.
• Es ist möglich, nur eine Spule zu verwenden, um die Funktionen sowohl der Erregerspule 31 als auch der Sensorspule 32 zu übernehmen. In diesem Fall gestattet die verminderte Spulenzahl eine Kostenersparnis. Obwohl die Spule 32 als Beispiel eines Magnetsensors gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform verwendet wird, kann ein magnetisches Abfühlelement, z.B. als Hall-Element, anstelle der Spule 32 verwendet werden.
• Die Bearbeitungsvorrichtung 20 umfaßt ferner eine Steuereinrichtung 50, die aus einem Mikrocomputer o. dgl. gebildet ist, eine Codeschreibeinrichtung 51 zum Aufzeichnen des folgenden Zifferncodes in der Codeindikatorsektion 15 des Prüfobjekts 10, eine Codeschreibeinheit 52 zum Auslesen des in der Indikatorsektion 15 aufgezeichneten Zifferncodes, etc. Die Einheiten 51 und 52 sind mit einer Code-Lese/Schreib- Schaltung 53 verbunden. Die Steuereinrichtung 50 umfaßt einen Analog-/Digital-Wandler 60, eine Vergleichsschaltung 61, einen Zifferncode-Wandler 62, etc. Ein Display 65 ist mit der Steuereinrichtung 50 verbunden.
• Es folgt eine Beschreibung der Arbeitsweise der Vorrichtung 20 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform.
• Fig. 4 zeigt schematisch einen Herstellungsprozeß des Prüfobjekts 10. In Schritt S1 werden die magnetischen Elemente 12 in der Basis 11 des Objekts 10 verteilt, wenn die Basis 11 hergestellt wird. In Schritt S2 zum Abtasten wird das Objekt 10 in der Richtung von Pfeil F mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit mittels des Transportmechanismus 26 bewegt. Schritt S2 schließt den Schritt S3 zur Erregung und den Schritt S4 zur Abtastung mit ein.
• In Schritt S3 wird durch die Gleichstrom- Versorgungsschaltung 45 ein Gleichstrom durch die Erregerspule 31 geschickt, wobei an den Kern 41 vorab ein DC- Vorspannungs-Magnetfeld angelegt wird. Wenn keines der magnetischen Elemente 12 im Abfühlbereich 43 des Kerns 41 vorhanden ist, bleibt die Permeabilität des Spalts 42 in ihrem ursprünglichen Zustand, so daß die durch den Kern 41 hindurchgehenden Magnetflüsse gleichmäßig bzw. einheitlich sind. Dementsprechend kann keine elektromagnetische Induktionsspannung in der Spule 32 erzeugt werden, so daß die an die Steuereinrichtung 50 gelieferte Spannung im wesentlichen Null beträgt.
• Wenn der Abtastbereich 13 durch Fortbewegen des Prüfobjekts 10 in der Richtung von Pfeil F mit der vorbestimmten Geschwindigkeit mittels des Transportmechanismus 26 hindurchgeführt wird, passiert eine Vielzahl winziger Abschnitte des Abtastbereichs 13 sukzessive die Abfühlsektion 43. Dabei ändert sich die Permeabilität bzw. Durchlässigkeit des Spalts 42 im Lauf der Zeit in Abhängigkeit von den Zuständen der magnetischen Elemente 12, so daß die Zahl der durch den Kern 41 gehenden Magnetflüsse variiert. Infolgedessen wird eine elektromagnetische Induktionsspannung in der Sensorspule 32 erzeugt.
• Da diese Induktionsspannung ihren Pegel bzw. ihre Größe in Abhängigkeit von der Dichte, dem Durchmesser (oder der Dicke), der Länge, der Richtung etc. der magnetischen Elemente 12 ändert, wird sie als Ausgangsspannungsmuster gemessen, wie Fig. 3 darstellt. In dieser Ausführungsform wird der Abtastbereich 13 durch jede Infinitesimalzeit zur Detektion geteilt, und die Ausgangsspannungen für die einzelnen Infinitesimalzeiten werden in eine Vielzahl von Stufen eingestuft und in Schritt S4 digitalisiert. Damit kann ein dem Abtastbereich 13 eigenes codiertes Detektionssignal erhalten werden.
• Dieses Detektionssignal wird gemäß spezifischen Regeln mittels des Zifferncodewandlers 62 in Schritt S5 für Verschlüsselung verschlüsselt. Der resultierende Zifferncode wird in der Codeindikatorsektion 15 mittels eines Magnetkopfs der Codeschreibeinheit 51 in Schreibschritt 56 aufgezeichnet. Die Indikatorsektion 15 dieser Ausführungsform ist zwar ein Magnetstreifen, der Zifferncode kann jedoch auch in der Form eines Streifencodes in der Indikatorsektion 15, beispielsweise durch einen Druckkopf, aufgezeichnet werden.
• Die Echtheit bzw. Authenzität des Prüfobjekts 10 kann auch unter Verwendung der Bearbeitungsvorrichtung 20 geprüft werden. Fig. 5 zeigt ein Schema eines Kollationierungsprozesses zum Prüfen der Echtheit des Objekts 10. Schritt S11 zum Abtasten beinhaltet Schritt S3 zum Erregen und Schritt S4 zum Detektieren, die identisch mit denen des oben erwähnten Herstellungsprozesses des Prüfobjekts 10 sind. Ein Detektionssignal entsprechend der Verteilung der magnetischen Elemente 12 wird durch Abtasten des Abtastbereichs 13 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit erhalten.
• In Schritt S12 zum Code-Auslesen wird der in der Codeindikatorsektion 15 aufgezeichnete Zifferncode mittels der Codeleseeinheit 52 ausgelesen. Während dieser Code gemäß spezifischen Regeln mittels des Zifferncodewandlers 62 in Schritt S13 für Code-Reproduktion decodiert wird, wird ein Kollationierungscode reproduziert. Im Vergleichsschritt S14 wird der Kollationierungscode und das im Detektionsschritt S4 detektierte Detektionssignal mittels der Vergleichsschaltung 61 verglichen, und es wird gefolgert, daß das Prüfobjekt 10 nur dann echt ist, wenn der Code und das Signal miteinander übereinstimmen. Das Resultat der Kollationierung wird am Display 65 angezeigt.
• Gemäß der Bearbeitungsvorrichtung 20 kann der Abtastbereich 13 selbst dann detektiert werden, wenn die an das Prüfobjekt 10 angelegten externen Magnetfelder schwach sind. Selbst wenn der Zifferncode oder andere Informationen magnetisch in der Codeindikatorsektion 15 oder anderen Bereichen aufgezeichnet werden, können deshalb diese magnetischen Informationen nie zerstört werden. Da ein Induktionsspannungs-Detektionssignal durch den Kern 41 mit dem Spalt 42 und der Spule 32 erhalten wird, ist dieses gegenüber externen Geräuschen unempfindlich.
• Im folgenden wird mit Bezug auf Fig. 6 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Eine Bearbeitungsvorrichtung 80 gemäß Fig. 6 ist so gestaltet, daß eine erste Erregerspule 85 zur Verwendung als Magnetfeldgenerator und eine erste Sensorspule 86 zur Verwendung als Magnetfeldsensor in der Mitte eines Wegs bzw. einer Bahn angeordnet sind, längs der sich das Prüfobjekt 10 fortbewegt. Diese Spulen 85 und 86, die ein Spulenpaar 87 zum Detektieren der Permeabilität bzw. Durchlässigkeit bilden, sind in einem Abstand d1 voneinander angeordnet. Der Abtastbereich 13 des Prüfobjekts 10 wird zwischen den Spulen 85 und 86 mittels des Transportmechanismus 26 hindurchgeführt. Die Erregerspule 85, die mit einer Hochfrequenz-Stromversorgungsschaltung 88 verbunden ist, dient zum Anlegen eines alternierenden Feldes an die magnetischen Elemente 12 innerhalb des Abtastbereichs 13.
• Ferner ist ein Spulenpaar 92 zum Vergleich, das aus einer zweiten Erregerspule 90 und einer zweiten Sensorspule 91 gebildet ist, in einer magnetisch von der ersten Erregerspule 85 isolierten Position gelegen. Ein Abstand d2 zwischen der zweiten Erregerspule 90 und der zweiten Sensorspule 91 ist gleich dem Abstand d1 zwischen den ersten Spulen 85 und 86.
• Die ersten und zweiten Erregerspulen 85 und 90 haben dieselben elektromagnetischen Eigenschaften (Induktanz, Widerstand, Spulendrahtdurchmesser, Anzahl der Spulenwicklungen etc.). Ebenso haben die ersten und zweiten Sensorspulen 86 und 91 dieselben elektromagnetischen Eigenschaften. Außerdem sind die ersten und zweiten Erregerspulen 85 und 90, die gleichphasig sind, mit der Hochfrequenz-Stromversorgungsschaltung 88 verbunden. Die ersten und zweiten Sensorspulen 86 und 91, die gegenphasig sind, sind durch einen Differentialspannungs-Abfangkreis 94 mit einer Steuereinrichtung 95 verbunden.
• Die Bearbeitungsvorrichtung 80 umfaßt die Steuereinrichtung 95, die aus einem Mikrocomputer o. dgl. gebildet ist, ebenso wie dieselbe Code-Schreibeinheit 51, Code-Leseeinheit 52 und Code-Lese-/Schreib-Schaltung 53 etc., wie die in der vorhergehenden Ausführungsform verwendeten. Die Spulen 86 und 91 können durch magnetische Abfühlelemente, z.B. Hall-Elemente, ersetzt werden, welche galvanomagnetische Effekte anwenden.
• Bei der Herstellung des Prüfobjekts 10 werden die magnetischen Elemente 12 in der Basis 11 verteilt, wie in Schritt S1 des Herstellungsverfahrens von Fig. 4, das im Zusammenhang mit der vorausgehenden Ausführungsform beschrieben wurde. Sodann wird in dem Abtastschritt S2 das Objekt 10 in der Richtung von Pfeil F mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit mittels des Transportmechanismus 26 fortbewegt, wodurch der Abtastbereich 13 abgetastet wird. In dieser Bearbeitungsvorrichtung 80 wird mittels der Hochfrequenz-Stromversorgungsschaltung 88 ein Wechselstrom einer hohen Frequenz (z.B. 500 bis 1000 Hz) an die ersten und zweiten Erregerspulen 85 und 90 angelegt. In diesem Fall werden gleiche Wechselfelder in den Spulen 85 und 90 erzeugt, die gleichphasig angeschlossen sind, so daß gleiche elektromagnetische Induktionsspannungen in den Sensorspulen 86 und 91 erzeugt werden, bevor der Abtastbereich 13 abgetastet wird.
• Wenn in Schritt S3 gefolgert wird, daß das Prüfobjekt 10 nicht zwischen der ersten Erregerspule 85 und der ersten Sensorspule 86 gelegen ist, dann sind die in den ersten und zweiten Sensorspulen 86 bzw. 91 erzeugten Spannungen, die gegenphasig sind, gleich, so daß die der Steuereinrichtung 50 gelieferte Spannung Null bleibt. Wenn die Abtastzone 13 zwischen der ersten Erregerspule 85 und der ersten Sensorspule 86 hindurchläuft, wird die in der Spule 86 erzeugte Spannung durch den magnetischen Abschirmeffekt des magnetischen Elements 12 verringert. Da die magnetischen Elemente 12 nicht zwischen der zweiten Erregerspule 90 und der zweiten Sensorspule 91 gelegen sind, erfährt der Ausgang der Spule 91 andererseits keine Veränderung. Dementsprechend wird eine der Differenz zwischen den in der ersten und zweiten Sensorspule 86 bzw. 91 erzeugten Spannungen entsprechende Spannung an den Analog-/Digital-Wandler 60 geliefert.
• Je höher die Dichte der magnetischen Elemente 12 ist, um so größer ist der obengenannte magnetische Abschirmeffekt. Somit ist, je höher die Dichte der Elemente 12 ist, die Ausgangsspannung oder die Ausgangsspannungsdifferenz zwischen den ersten und zweiten Sensorspulen 86 bzw. 91 um so höher. Wenn der Erregerschritt S3 ausgeführt wird, während das Prüfobjekt 10 in der Richtung von Pfeil F mit vorbestimmter Geschwindigkeit mittels des Transportmechanismus 26 fortbewegt wird, durchlaufen winzige Abschnitte des Abtastbereichs 13 sukzessive die erste Erregerspule 85 und die erste Sensorspule 86, so daß die Änderung der Dichte der magnetischen Elemente 12 in Form eines Ausgangsspannungsmusters detektiert wird. Im Schritt S4 wird diese Ausgangsspannung mit jeder Infinitesimalzeit detektiert, und die Ausgangsspannungen für die einzelnen Infinitesimalzeiten werden in eine Vielzahl von Stufen eingestuft und in digitale Werte konvertiert. Damit wird ein codiertes Detektionssignal erhalten, das dem Abtastbereich 13 eigen ist.
• Dieses Detektionssignal wird mittels des Zifferncodewandlers 62 in Schritt S5 für Verschlüsselung in einen Zifferncode umgewandelt. Der Zifferncode wird in der Codeindikatorsektion mittels des Magnetkopfs der Codeschreibeinheit 51 in dem Schreibschritt S6 aufgezeichnet.
• Die Echtheit des Prüfobjekts 10 kann auch unter Verwendung der Bearbeitungsvorrichtung 80 geprüft werden. In dem Abtastschritt S11, welcher den Erregungsschritt S3 und den Detektionsschritt S4 beinhaltet, wird wie bei dem Kollationierungsprozeß gemäß Fig. 5 das Detektionssignal für den Abtastbereich 13 entsprechend der Verteilung bzw. Streuung der magnetischen Elemente 12 durch Abtasten des Bereichs 13 erhalten.
• In Schritt S12 zum Codeauslesen wird der in der Codeindikatorsektion 15 aufgezeichnete Zifferncode mittels der Codeleseeinheit 52 ausgelesen. Während dieser Code gemäß den spezifischen Regeln durch den Zifferncodewandler 62 in Schritt S13 für Codereproduktion decodiert wird, wird der Code für Kollation reproduziert. Im Vergleichsschritt S14 wird der Kollationscode und das im Detektionsschritt S4 erfaßte Detektionssignal mittels der Vergleichsschaltung 61 verglichen, und es wird gefolgert, daß das Prüfobjekt 10 echt ist, wenn der Code und das Signal miteinander übereinstimmen.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung können die magnetischen Elemente 12 außerdem beispielsweise auf der Rückseite der Leinwand eines Bildes eingebettet sein. In diesem Fall wird ein Zifferncode ähnlich denen gemäß der vorausgehenden Ausführungsformen in einer Codeindikatorsektion aufgezeichnet, wodurch die Authentizität des Bildes bewiesen werden kann. Falls die magnetischen Elemente 12 gemäß der Erfindung in Kunstgegenständen in drei Dimensionen eingebettet werden, können darüber hinaus die Originalwerke von Imitationen unterschieden werden.

Claims (7)

1. Verfahren zum Prüfen der Echtheit eines Prüfobjekts (10), das eine aus nichtmagnetischem Material gebildete Basis (11) und eine Anzahl beliebig in einem Abtastbereich (13) der Basis (11) verstreute, hochdurchlässige magnetische Elemente (12) aufweist, umfassend einen Herstellungsprozeß zur Herstellung des Prüfobjekts (10) sowie einen Kollationierungsprozeß (collating process) zum Prüfen des Prüfobjekts (10), wobei der Herstellungsprozeß folgende Schritte umfaßt:

einen Erregungsschritt (S3) des Anlegens eines Vorspannungs-Magnetfeldes an die in dem Abtastbereich (13) verstreuten, hochdurchlässigen magnetischen Elemente (12) und des Bewegens des Abtastbereichs (13) relativ zum Magnetfeld,

einen Schritt (S4) des Abgreifens einer Zustandsänderung (change in stand) eines Magnetflusses, der sich in Abhängigkeit von der Verteilung der hochdurchlässigen magnetischen Elemente (12) ändert, wodurch ein Detektionssignal für die Änderung des Magnetflusses erfaßt wird, wenn der Abtastbereich (13) das Magnetfeld passiert,

einen Schritt (S5) des Erhaltens eines (Ziffern-)Codes durch Verschlüsseln (enciphering) des Detektionssignals, und

einen Schritt (S6) des Aufzeichnens des (Ziffern-)Codes in einer Codeindikatorsektion (15) des Prüfobjekts (10), und wobei der Kollationierungsprozeß folgende Schritte umfaßt:

einen Erregungsschritt (S3) des Anlegens des Vorspannungs-Magnetfeldes an die in dem Abtastbereich (13) verstreuten, hochdurchlässigen magnetischen Elemente (12) und des Bewegens des Abtastbereichs (13) relativ zum Magnetfeld,

einen Schritt (S4) des Abgreifens einer Zustandsänderung des Magnetflusses, der sich in Abhängigkeit von der Verteilung der hochdurchlässigen magnetischen Elemente (12) ändert, wodurch ein Detektionssignal für die Änderung des Magnetflusses erfaßt wird, wenn der Abtastbereich (13) das Magnetfeld passiert,

einen Schritt (S12) des Auslesens des in der Codeindikatorsektion (15) aufgezeichneten (Ziffern-)Codes,

einen Schritt des Reproduzierens eines Codes zum Kollationieren durch Decodieren des Zifferncodes, und

einen Schritt (S14) des Kollationierens des im Codereproduzierschritt reproduzierten Kollationierungscodes mit dem im Detektionsschritt (S4) erfaßten Detektionssignal, und des Folgerns, daß das Prüfobjekt (10) echt ist, wenn der Kollationierungscode und das Detektionssignal einander entsprechen.

2. Prüfverfahren nach Anspruch 1, wobei der Erregungsschritt (S3) den Schritt des Anlegens des Vorspannungs-Magnetfeldes an einen Kern (41) mit einem Spalt (42) durch eine Erregerspule (31) und eine Gleichstromversorgungsschaltung (45) aufweist, und der Abgreifschritt (S4) den Schritt des Erfassens des Detektionssignals für die Änderung des Magnetflusses, die bei Änderung der Permeabilität bzw. Durchlässigkeit des Spalts (42) in Abhängigkeit von der Verteilung der magnetischen Elemente (12) hervorgerufen wird, mittels einer Spule (32) für die Erfassung von Induktionsspannung aufweist.

3. Vorrichtung zum Prüfen der Echtheit eines Prüfobjekts (10), der eine aus nichtmagnetischem Material gebildete Basis (11), einen in der Basis (11) vorgesehenen Abtastbereich (13), eine in der Basis (11) vorgesehene Codeindikatorsektion (15) und eine Anzahl beliebig über den Abtastbereich (13) verstreute, hochdurchlässige magnetische Elemente (12) aufweist, wobei die Vorrichtung umfaßt:

einen Transportmechanismus (26) zum Bewegen des Prüfobjekts (10),

eine Abtasteinrichtung zum Abtasten des Abtastbereichs (13), wobei die Abtasteinrichtung Erregermittel (31, 41, 45) zum Anlegen eines Gleichstrom-Vorspannungs-Magnetfelds an die in dem Abtastbereich verstreuten, hochdurchlässigen magnetischen Elemente aufweist, sowie eine Detektionseinrichtung (32) zum Abgreifen einer Zustandsänderung eines Magnetflusses aufweist, der sich in Abhängigkeit von der Verteilung der hochdurchlässigen magnetischen Elemente (12) ändert, wodurch ein Detektionssignal für die Änderung des Magnetflusses erfaßt wird, wenn der Abtastbereich (13) das Magnetfeld passiert,

eine Codeschreibeinrichtung (51) zum Aufzeichnen eines dem Detektionssignal entsprechenden Codes in der Codeindikatorsektion (15) des Prüfobjektes (10),

eine Ausleseeinrichtung (52) zum Auslesen des in der Codeindikatorsektion (15) aufgezeichneten Codes, sowie

eine Einrichtung (50) zum Kollationieren des durch die Ausleseeinrichtung (52) ausgelesenen Codes mit dem durch die Detektionseinrichtung (32) erfaßten Detektionssignals und zum Folgern, daß das Prüfobjekt (10) echt ist, wenn der ausgelesene Code und das Detektionssignal einander entsprechen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Erregermittel (31, 41, 45) einen Kern (41) mit einem Spalt (42), eine Erregerspule (31) auf dem Kern (41) und eine mit der Spule (31) verbundene Gleichstromversorgungsschaltung (45) umfassen, und die Detektionseinrichtung (32) eine Spule (32) zum Detektieren von Induktionsspannung auf dem Kern (41) ist.

5. Verfahren zum Prüfen der Echtheit eines Prüfobjekts (10), der eine aus nichtmagnetischem Material gebildete Basis (11) und eine Anzahl in einem Abtastbereich (13) der Basis (11) verstreute, hochdurchlässige magnetische Elemente (12) aufweist, umfassend einen Herstellungsprozeß zur Herstellung des Prüfobjekts (10) sowie einen Kollationierungsprozeß zum Prüfen des Prüfobjekts (10),

wobei der Herstellungsprozeß folgende Schritte umfaßt:

einen Erregungsschritt (S3) des Anlegens eines Magnetfeldes an die in dem Abtastbereich (13) verstreuten, hochdurchlässigen magnetischen Elemente (12) mittels eines Magnetfeldgenerators (85), während der Abtastbereich (13) zwischen dem Magnetfeldgenerator (85) und einem Magnetsensor (86) hindurchbewegt wird,

einen Schritt (S4) des Erfassens eines Detektionssignals für eine Zustandsänderung eines magnetischen Abschirmeffekts, der sich in Abhängigkeit von der Verteilung der hochdurchlässigen magnetischen Elemente (12) ändert, durch den Magnetsensor (86), wenn der Abtastbereich (13) das Magnetfeld kreuzt,

einen Schritt (S5) des Erhaltens eines (Ziffern-)Codes durch Verschlüsseln des Detektionssignals, sowie

einen Schritt (S6) des Aufzeichnens des (Ziffern-)Codes in einer Codeindikatorsektion (15) des Prüfobjekts (10), und wobei der Kollationierungsprozeß folgende Schritte umfaßt:

einen Erregungsschritt (S3) des Anlegens eines Magnetfeldes an die hochdurchlässigen magnetischen Elemente (12) in dem Abtastbereich (13) mittels eines Magnetfeldgenerators (85), während der Abtastbereich (13) zwischen dem Magnetfeldgenerator (85) und einem Magnetsensor (86) hindurchbewegt wird,

einen Schritt (S4) des Erfassens eines Detektionssignals für die Zustandsänderung eines magnetischen Abschirmeffekts, der sich in Abhängigkeit von der Verteilung der hochdurchlässigen magnetischen Elemente (12) ändert, durch den Magnetsensor (86), wenn der Abtastbereich (13) das Magnetfeld kreuzt,

einen Schritt (S12) des Auslesens des in der Codeindikatorsektion (15) aufgezeichneten (Ziffern-)Codes,

einen Schritt (S13) des Reproduzierens eines Codes zum Kollationieren durch Decodieren des (Ziffern-)Codes, sowie

einen Schritt (S14) des Kollationierens des im Codereproduzierschritt (S13) reproduzierten Kollationierungscodes mit dem im Detektionsschritt (S4) erfaßten Detektionssignal, und des Folgerns, daß das Prüfobjekt (10) echt ist, wenn der Kollationierungscode und das Detektionssignal einander entsprechen.

6. Vorrichtung zum Prüfen der Echtheit eines Prüfobjekts (10), der eine aus nichtmagnetischem Material gebildete Basis (11), einen in der Basis (11) vorgesehenen Abtastbereich (13), eine in der Basis (11) vorgesehene Codeindikatorsektion (15) und eine Anzahl beliebig in dem Abtastbereich (13) verstreute, hochdurchlässige magnetische Elemente aufweist, wobei die Vorrichtung umfaßt:

eine Abtasteinrichtung zum Abtasten des Abtastbereichs (13) des Prüfobjekts (10), wobei die Abtasteinrichtung umfaßt: eine erste Erregerspule (85) zum Anlegen eines ersten Wechselfelds an die in dem Abtastbereich (13) verstreuten, hochdurchlässigen magnetischen Elemente, einen der ersten Erregerspule (85) gegenüberliegenden ersten Magnetsensor (86), einen Transportmechanismus (26) zum Passierenlassen des Abtastbereichs (13) zwischen der ersten Erregerspule (85) und dem ersten Magnetsensor (86), eine zweite Erregerspule (90), die sich in einer von der ersten Erregerspule (85) magnetisch isolierten Lage befindet und zur Erzeugung eines zweiten, mit dem ersten Wechselfeld identischen Wechselfeldes benutzt wird, einen der zweiten Erregerspule (90) gegenüberliegenden, zweiten Magnetsensor (91), sowie eine Schaltung (94) zum Abrufen eines Detektionssignals, das der Differenz zwischen einem im ersten Magnetsensor (86) erzeugten Ausgang(ssignal) und einem im zweiten Magnetsensor (91) erzeugten Ausgang(ssignal) entspricht, wenn der Abtastbereich (13) zwischen der ersten Erregerspule (85) und dem ersten Magnetsensor (86) hindurchläuft,

eine Codeschreibeinrichtung (51) zum Aufzeichnen eines dem Detektionssignal entsprechenden Codes in der Codeindikatorsektion (15) des Prüfobjekts (10),

eine Ausleseeinrichtung (52) zum Auslesen des in der Codeindikatorsektion (15) aufgezeichneten Codes, sowie

eine Einrichtung (50) zum Kollationieren (collating) des durch die Ausleseeinrichtung (52) ausgelesenen Codes mit dem Detektionssignals und zum Folgern, daß das Prüfobjekt (10) echt ist, wenn der eingelesene Code und das Detektionssignal einander entsprechen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei ein Abstand (d1) von der ersten Erregerspule (85) zum ersten Magnetsensor (86) und ein Abstand (d2) von der zweiten Erregerspule (90) zum zweiten Magnetsensor (91) gleich ist, wobei die ersten und zweiten Erregerspulen (85, 90) dieselben elektromagnetischen Eigenschaften aufweisen, die ersten und zweiten Magnetsensoren (86, 91) dieselben elektromagnetischen Eigenschaften aufweisen, und die Magnetsensoren (86, 91) miteinander über den Schaltkreis (94) zum Abrufen des Detektionssignals verbunden sind.