DE3751697T2

DE3751697T2 - Beglaubigungsechtheitsprüfung und Identifizierung von Dokumenten oder anderen Gegenständen

Info

Publication number: DE3751697T2
Application number: DE3751697T
Authority: DE
Inventors: David Gene Gold; Frank Dan Tucker
Original assignee: Light Signatures Inc
Current assignee: Light Signatures Inc
Priority date: 1986-09-19
Filing date: 1987-09-16
Publication date: 1996-06-20
Anticipated expiration: 2007-09-17
Also published as: EP0260940B1; EP0260940A3; JPS63129520A; DE3751697D1; US4806740A; CA1291564C; EP0260940A2

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Prüfen der Echtheit eines Dokumentes oder eines anderen Gegenstandes (und Verfahren zum Herstellen solcher Dokumente oder Gegenstände), wobei die Aufzeichnung eines abgetasteten Merkmals des Gegenstandes gelesen wird, um zu prüfen, ob dieses Merkmal mit einem aktuell abgetasteten Merkmal des Gegenstandes übereinstimmt, wobei das abgetastete Merkmal ein sich zufällig änderndes und daher unreproduzierbares Merkmal ist und die Verifizierung der Echtheit des Gegenstandes vom Grad der Übereinstimmung zwischen der aktuellen und der aufgezeichneten Abtastung des Merkmals abhängt.
Verfahren der vorstehend beschriebenen Art zum Verifizieren der Echtheit von Dokumenten oder anderen Gegenständen sind durch die US-A-4423415 bekannt. Diese Verfahren weisen einen optischen Abtastprozeß des zufälligen inneren Merkmals eines Materials, wie beispielsweise Banknoten- oder Bankpostpapier, und das Vergleichen des abgetasteten Merkmals mit aufgezeichneten Daten auf, um den relevanten Gegenstand zu identifizieren oder dessen Echtheit zu verifizieren. Obwohl solche Verfahren wirksam sind, können insbesondere hinsichtlich Dokumenten oder Gegenständen, bei denen eine optische Abtastung nicht praktisch oder nicht auf einfache Weise durchführbar ist, Vorteile bezüglich der Wirtschaftlichkeit und der Zweckmäßigkeit durch die Entwicklung alternativer Verfahren erwartet werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine solche Alternative bereitzustellen.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren der vorstehend beschriebenen Art zum Prüfen der Echtheit eines Dokumentes oder eines anderen Gegenstandes ist durch die Merkmale von Patentanspruch 1 definiert.
Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich vom in der US-A-4423415 beschriebenen Verfahren durch die Verwendung eines magnetischen an Stelle eines optischen Merkmals zum Zweck der Verifizierung der Echtheit. Die Verwendung eines magnetischen Materials hat den Vorteil, daß das Material allgemein kostengünstig und relativ beständig gegen Schmutz und kleine Kratzer ist. Allgemein basiert die vorliegende Erfindung auf das Erkennen bestimmter zufälliger Merkmale eines magnetischen Speichermediums und der Verwendung dieser Merkmale als Basis für eine Identifizierung. Magnetische Materialien können beispielsweise leicht aufgedruckt oder anderweitig auf ein Substrat (z.B. Papier oder ein anderes faserhaltiges Medium) aufgebracht werden, um diesem zufällige magnetische Merkmale zu verleihen, die für Identifizierungszwecke wiederholt abgetastet werden können.
Ein Identifizierungsverfahren unter Verwendung von magnetischem Material ist gemäß der US-A-4114032 bekannt, wobei das abgetastete Merkmal durch magnetisierbare Elemente in der Form von in einem Dokument eingebetteten Fasern erhalten wird. Die vorliegende Erfindung hat jedoch einen breiteren Anwendungsbereich und kann beispielsweise durch Aufdrucken oder andersartiges Aufbringen einer Schicht aus magnetischem Material auf Papier (oder einem anderen faserhaltigen) Substrat realisiert werden, so daß magnetische Änderungen oder Ungleichmäßigkeiten zum Erzeugen der wiederholt abtastbaren Merkmale sich durch eine unregelmäßige oder inhomogene Papieroberfläche, Unregelmäßigkeiten des Druckprozesses oder eines andersartigen Prozesses zum Aufbringen der Schicht und/oder durch Dispersion magnetischer Teilchen im magnetischen Material ergeben. Änderungen der magnetischen Dichte können zufällig erzeugt werden, um das Dokument oder einen anderen Gegenstand eindeutig zu kennzeichnen, und eine Aufzeichnung davon kann auf dem Gegenstand in einem Magnetstreifen oder in anderer maschinenlesbarer Form (beispielsweise als optisch lesbarer Code) vorgesehen sein.
Gemäß der JP-A-58091531 ist die Herstellung einer Karte mit einem Magnetstreifen bekannt, dessen Dicke sich entlang seiner Länge ändert, wobei die Änderung sich jedoch aufgrund des Aufbaus ergibt und zwischen zwei diskreten Werten liegt, so daß eine bestimmte Binärzahl permanent in den Streifen geschrieben werden kann, um die Karte zu codieren. Der Streifen wird abgetastet, um den Code durch Herleiten eines Signals zu lesen, das gemäß den diskreten, über die Länge des Streifens auftretenden Dickenänderungen variiert; in der Praxis werden alle Signaländerungen, die nicht die diskreten Dickenänderungen betreffen, beim Lesevorgang eliminiert.
Die beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendete zufällige Änderung der magnetischen Merkmale kann allgemein kostengünstig erreicht werden, weil diese sich aus der Ungleichmäßigkeit des Papiers oder eines anderen Substrats, auf das der Körper aus magnetischem Material aufgedruckt wird, aus der Unregelmäßigkeit des Druckvorgangs und/oder der Ungleichmäßigkeit bzw. Inhomogenität des magnetischen Materials selbst und seiner Verteilung ergibt. Der Abtastprozeß wird ausgeführt, um die Änderungen der magnetischen Merkmale zu erfassen, die sich aus diesen zufälligen Ungleichmäßigkeiten oder Unregelmäßigkeiten ergeben. Weil die abgetasteten Merkmale bei jedem Körper aus magnetischem Material auf einer zufälligen oder willkürlichen Basis verschieden sind, weist jeder Körper aus magnetischem Material ein sich aufgrund dieser Zufälligkeit ergebendes, für den Körper eindeutiges Unterscheidungsmerkmal auf. Dies ist vergleichbar mit dem wirksamen Verfahren, bei dem die zufällig angeordneten Hautleisten an den Fingerkuppen oder -spitzen einer Person - deren Fingerabdrücke - für diese Person einmalig und daher für Identifizierungszwecke geeignet sind.
Wenn beim erfindungsgemäßen Verfahren der Körper aus magnetischem Material die Form einer Schicht hat, kann der Abtastprozeß zum Überprüfen einer Übereinstimmung beispielsweise bezüglich der Fläche oder der Position der abgetasteten Schicht selektiv sein.
Der Körper aus magnetischem Material kann vor jedem neuen Abtastprozeß magnetisch vorbehandelt werden. Die Vorbehandlung, bei der das magnetische Material zunächst einem magnetischen Löschvorgang unterzogen wird, kann einen Schritt aufweisen, bei dem ein Signal mit einer linearen oder einer nicht-linearen Amplitude im Körper aus magnetischem Material aufgezeichnet wird.
Der Abtastprozeß für das Merkmal kann bezüglich der Tiefe selektiv sein, bis zu der der Körper aus magnetischem Material zum Überprüfen einer Übereinstimmung abgetastet wird. In diesem Zusammenhang können zwei Abtastmagnetköpfe verwendet werden, um den Körper bis zu verschiedenen Tiefen abzutasten, woraufhin aus der Differenz zwischen den Ausgangssignalen der beiden Köpfe ein Signal zum Überprüfen einer Übereinstimmung hergeleitet werden kann.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren nach Patentanspruch 10 zum Herstellen eines Dokuments oder eines anderen Gegenstandes, das bzw. der für eine Verifizierung von dessen Echtheit geeignet ist.
Nachstehend werden erfindungsgemäße Verfahren zum Überprüfen der Echtheit von Dokumenten oder anderen Gegenständen und Verfahren zum Herstellen solcher Gegenstände anhand von Beispielen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben; es zeigen:
Figur 1 eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen Dokuments in der Form eines Aktienzertifikats;
Figur 2 eine vergrößerte Teil-Querschnittansicht des Dokuments von Figur 1 in Längsrichtung;
Figur 3 eine ähnliche Ansicht wie Figur 2, wobei nachstehend zur weiteren Erläuterung der Erfindung auf diese Darstellung Bezug genommen wird;
Figur 4 ein Blockdiagramm eines Systems, gemäß dem ein erfindungsgemäßer Herstellungsprozeß für Dokumente ausgeführt wird;
Figur 5 ein Blockdiagramm eines Systems, gemäß dem ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Überprüfen der Echtheit eines Dokuments ausgeführt wird;
Figur 6 ein schematisches Diagramm zum Darstellen von in den Systemen der Figuren 4 und 5 ausgeführten Abtastfunktionen; und
Figur 7 ein Diagramm zum Darstellen einer Sensoranordnung, durch die die in Figur 1 dargestellten Operationen ausgeführt werden.

Beschreibung der erläuternden Ausführungsformen

Wie vorstehend erwähnt, werden hierin erläuternde Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Beschaffenheit der für Identifizierungszwecke geeigneten Medien, die magnetischen Substanzen, die Datenformate und die Betriebssysteme, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, können jedoch unterschiedliche Formen bzw. Strukturen aufweisen, von denen sich einige von den beschriebenen Ausführungsformen stark unterscheiden können. Daher dienen die hierin beschriebenen Einzelheiten der Strukturen und Funktionen lediglich zu Erläuterungszwecken und werden in diesem Zusammenhang als geeignete Ausführungsformen zum Zweck der Beschreibung und als Basis für die Patentansprüche betrachtet, durch die der Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung definiert wird.
Figur 1 zeigt eine Ausführungsform eines als Aktienzertifikat dargestellten erfindungsgemäßen Dokuments 10. Zusätzlich zu wichtigen aufgedruckten Kennzeichen 12 trägt das Dokument 10 einen herkömmlichen magnetischen Aufzeichnungsstreifen 14 und eine ebenfalls als schmaler Streifen ausgebildete Schicht 16 mit magnetischen Merkmalen.
Die Schicht 16 weist ein nachstehend ausführlich beschriebenes magnetisches Merkmal auf, das abgetastet und auf ein geeignetes Datenformat reduziert werden kann, um das Dokument 10 zu identifizieren. Im einzelnen wird, wie in Figur 1 dargestellt, das magnetische Merkmal der Schicht 15 abgetastet und auf ein digitales Format reduziert, das auf dem Magnetstreifen 14 aufgezeichnet wird. Daher kann die Echtheit des Dokuments 10 durch erneutes Abtasten des magnetischen Merkmals der Schicht 16, Verarbeiten des abgetasteten Signals gemäß einem vorgegebenen Format und Vergleichen des Ergebnisses mit den Daten vom Magnetstreifen 14 wirksam überprüft werden. In Verbindung mit verschiedenen Abtastverfahren können unterschiedliche Verfahren zum Überprüfen einer Übereinstimmung und verschiedene Signalverarbeitungsverfahren verwendet werden, wobei die Echtheit des Dokuments 10 durch einen positiven bzw. bestätigenden Vergleich verifiziert wird.
Für das Verständnis des dargestellten erfindungsgemäßen Systems folgen einige Betrachtungen hinsichtlich des Zusammenhangs zwischen dem Magnetstreifen 14 und der Schicht 16. Der Magnetdatenstreifen 14 wird im Zusammenhang mit Verfahren der Magnetaufzeichnungsindustrie verwendet, wobei das Speichermedium des Magnetstreifens ein integraler Teil des magnetischen Lese-Schreibsystems ist. Daher sind die Speichermedien des Magnetstreifens 14 gemäß bekannten Normen des Fachgebiets genau festgelegt und in hohem Grade kontrolliert. Im Gegensatz dazu variieren die Speichermedien der Schicht 16 wesentlich, und es sind gerade diese Variationen, durch die das Merkmal zum Identifizieren des Dokuments 10 erhalten wird. Die Dichte entlang der Magnetschicht 16 ändert sich aus drei primären Gründen, d.h. aufgrund der Ungleichmäßigkeit des Papiers des Dokuments 10, der Unregelmäßigkeit des Prozesses zum Aufbringen der Schicht 16 auf das Dokument 10 und der Streuung magnetischer Teilchen in der Schicht 16. Die Dichteänderungen werden zufällig erzeugt, so daß das System eindeutige Merkmale aufweist, die unveränderlich und wiederholt abtastbar sind, so daß sie zum Identifizieren des Dokuments verwendet werden können.
Im hierin verwendeten Zusammenhang sind die Begriffe Dichte und remanente Magnetisierung gleichbedeutend. In einigen Fällen kann sich die remanente Magnetisierung in einem konstanten oder festen, wiederholbaren Muster für eine vorgegebene Magnetschicht ändern, während die Dichte relativ konstant bleibt. Ein solches festes, wiederholbares Muster ist eine bei der vorliegenden Erfindung zum Identifizieren eines Gegenstandes verwendete Form des Merkmals.
An dieser Stelle ist es hilfreich, Verfahren zum Erzeugen zufälliger magnetischer Merkmale oder ein "rauschsignal" -abhängiges Abtasten der Schicht 16 zu erläutern. Formen von "Rauschsignalen" können folgendermaßen definiert werden: Ein Gleichstromrauschsignal ergibt sich, wenn ein magnetisches Speichermedium durch ein Gleichfeld magnetisiert wurde. Modulationsrauschen ist definiert als Änderungen der reproduzierten Amplitude, die auftreten, wenn ein Wechselspannungssignal mit konstanter Amplitude aufgezeichnet wird. Vorspannungsrauschen tritt auf, wenn einem Aufzeichnungskopf eine Wechspannungs-Vorspannung ohne wesentlichen Signalstrom zugeführt wird, z.B. wenn der Wechspannungs-Vorspannung kein Signal überlagert ist. Löschrauschen ergibt sich, wenn ein Speichermedium durch ein periodisches Feld entmagnetisiert wurde. Löschrauschen ergibt sich, weil ein Speichermedium aus zahlreichen magnetischen Domänen besteht, die permanent magnetisiert bleiben. D.h., es ändert sich lediglich die Polarität. Durch eine umfangreiche Entmagnetisierung wird im wesentlichen eine jeweils gleiche Anzahl von Teilchen in entgegengesetzte Richtungen magnetisiert, so daß die Gesamtmagnetisierung im wesentlichen Null ist. Daher strömt bei einem ideal dispergierten Speichermedium (mit jeweils gleicher Anzahl von in entgegengesetzte Richtungen magnetisierten Teilchen), das in Längsrichtung vollkommen gleichmäßig magnetisiert ist, der magnetische Fluß nur von den Enden aus. Dadurch ergibt sich ein gleicher Rauschanteil wie in dem Fall, wenn das Speichermedium sich in einem Zustand eines Gesamtmagnetflusses von Null befindet. Durch jede Änderung wird ein Fluß hervorgerufen, d.h., durch Ungleichmäßigkeiten oder Unregelmäßigkeiten wird eine Änderung des Zustands des Gesamtmagnetflusses von Null hervorgerufen.
Eine Ungleichmäßigkeit der Magnetisierung kann im wesentlichen drei Hauptursachen zugeordnet werden: (1) der Änderung der Menge des magnetischen Materials pro Volumeneinheit entlang des Speichermediums (erzeugt durch den Druckprozeß oder durch Ungleichmäßigkeiten der Oberfläche des Substrats, wie beispielsweise Papier); (2) Änderungen des magnetischen Materials; und (3) Schwankungen des zugeführten Aufzeichnungsstroms.
Jede der Quellen der Ungleichmäßigkeit wird im Zusammenhang mit der Erfindung als unabhängig betrachtet. Nachstehend wird Bezug genommen auf die vergrößerte Querschnittansicht von Figur 2, in der Nicht-Linearitäten der Magnetschicht 16 dargestellt sind. Im einzelnen ist die Schicht 16 auf einer als Haltesubstrat dienenden Lage 18 angeordnet. Die Lage 18 kann mehrere verschiedene Papierbahnen oder -blätter oder papierähnliche Materialien, wie beispielsweise ein als "Premoid" bekanntes Produkt mit einer Zusammensetzung aus Kunststoffasern aufweisen.
Die Lage 18 weist eine als unregelmäßige Grenze dargestellte Oberfläche 20 auf, die die Magnetschicht 16 und eine Schutzbeschichtung 17 aufnimmt und trägt. Die Unregelmäßigkeit der Oberfläche 20 zusammen mit Unregelmäßigkeiten der Oberfläche 22 der Schicht 16 sind in Figur 2 dargestellt und bilden eine Quelle von Ungleichmäßigkeiten oder Inhomogenitäten, d.h. von Änderungen der Menge von magnetischem Material pro Volumeneinheit entlang des Mediums. Durch die Ungleichmäßigkeiten ergibt sich ein Merkmal, das durch die Schicht 17 aus Lack, Email oder einer anderen nichtmagnetischen Beschichtung verstärkt wird, durch die der Abstand eines Abtastkopfes von der Schicht 16 verändert wird.
Die Nicht-Linearität ist in Figur 3 graphisch dargestellt. Im einzelnen ist ein idealisierter Abschnitt des Trägersubstrats 24 dargestellt, das einen ähnlich dargestellten Abschnitt 26 eines magnetischen Speichermediums trägt. D.h., die durchgezogenen Linien bezeichnen die ideale Dispersion des magnetischen Materials 26 auf einem idealen Substrat 24.
In Figur 3 stellen die gestrichelten Linien 28 und 30 Abweichungen von der idealen Struktur dar, die sich durch Abweichungen während des Druckprozesses (Oberflächen-Unebenheit) und Substratabweichungen (Inhomogenität) ergeben. D.h., die durch die gestrichelte Linie 28 dargestellte Oberflächen-Unebenheit oder Rauhigkeit wird dem Druckprozeß zum Aufbringen des Abschnitts 26 zugeordnet. Die durch die gestrichelte Linie 30 dargestellten Abweichungen des Substrats werden durch Abweichungen an der Oberfläche des Substrats 24, z.B. eines Papierblatts, hervorgerufen.
Die in Figur 3 dargestellten Abweichungen bilden die Basis für individuelle Merkmale, durch die Gegenstände gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren identifiziert werden können. D.h., durch Abweichungen der Dicke des magnetischen Materials, wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt, ergibt sich ein Merkmal, das wiederholt gemessen werden kann, um einen Gegenstand zu identifizieren.
Unter Bezug auf Figur 3 muß erwähnt werden, daß die durch die Linie 28 (Oberflächen-Unebenheit) dargestellten Ungleichmäßigkeiten sich ändern können, wenn die durch die Linie 28 dargestellte Oberfläche beispielsweise bei der Verwendung des Dokuments abgerieben bzw. abgetragen wird. Die durch die Linie 30 dargestellten Abweichungen sind dagegen für Änderungen weniger anfällig. Diese Betrachtungen sind bei der Konstruktion von Systemen für individuelle Dokumente und bei Anwendungen wesentlich, bei denen die Dokumente gegebenenfalls verschleißen können, wie nachstehend ausführlich beschrieben wird.
Wie vorstehend beschrieben, kann ein magnetisches Merkmal auch durch Unregelmäßigkeiten des magnetischen Materials der Schicht 16 erhalten werden (Figur 1). Im einzelnen kann ein Merkmal durch Verwendung eines Farb- oder Tintengemischs erhalten werden, um die Schicht 16 auf zudrucken, die magnetische Teilchen unterschiedlicher Größe oder ähnliche, unterschiedlich dispergierte magnetische Teilchen trägt. Dieses Verfahren kann verwendet werden, um magnetische Merkmale zu erzeugen oder die Merkmale einer Magnetschicht zu verstärken. Ähnliche Strukturen können durch Wärmeübergang, Aufbringen breiartigen Materials oder Aufkleben erhalten werden.
Wie vorstehend beschrieben, kann ein Merkmal durch Änderungen des Aufzeichnungsstroms abgetastet werden. Allgemein wird dieses Verfahren bei der vorliegenden Erfindung verwendet, indem die Magnetschicht einer Standardbehandlung, z.B. einem Standard-Lösch- und Aufzeichnungsvorgang, unterzogen wird.
Die Oberflächen-Unebenheit ist ein bekanntes Merkmal verschiedener Papierarten. Daher kann das Merkmal des Dokuments 10 verstärkt werden, indem ein Papier oder ein anderes Substrat mit einer bestimmten unebenen oder ungleichmäßigen Oberfläche ausgewählt wird. Ähnlicherweise können verschiedenartige Tinten oder Farben und Drucktechniken verwendet werden, um in unterschiedlichem Maß glatte bzw. gleichmäßige Beschichtungen oder Schichten aufzubringen. Dadurch kann eine hochgradigere Oberflächen-Unebenheit erreicht werden.
Hinsichtlich des Papiers und des Aufdruckprozesses wird ein Substrat ausgewählt, auf die gewünschte Dokumentgröße zurechtgeschnitten und mit der Schicht 16 bedruckt, wie in Figur 1 dargestellt. Als Teil des Prozesses können außerdem die Kennzeichen 12 aufgedruckt werden. Um die physikalische Form des Dokuments 10 zu vervollständigen, kann der Magnetstreifen 14 durch Aufkleben befestigt werden. Diese "Rohform" des Dokument wird daraufhin verarbeitet, um ein erfindungsgemäß hergestelltes Dokument 10 zu erhalten. Bei dieser Verarbeitung wird eine in Figur 4 dargestellte Vorrichtung verwendet, die nachstehend ausführlich beschrieben wird.
Eine Rohform des Dokuments 10 wird durch einen Transportmechanismus 32 (Figur 4) aufgenommen, wie durch eine gestrichelte Linie 34 symbolisch dargestellt ist. Es sind verschiedene Transportmechanismen für dynamische magnetische Aufzeichnungen bekannt, wobei in der Figur ein Mechanismus 32 zum Verarbeiten des Dokuments 10 dargestellt ist. Allgemein wird durch einen derartigen Mechanismus festgestellt, daß ein Dokument vorhanden ist, woraufhin der Mechanismus das Dokument oder einen anderen blattförmigen Gegenstand bewegt, um einen dynamischen Abtast- und Aufzeichnungsprozeß durchzuführen. Wie in Figur 4 dargestellt, transportiert der Mechanismus 32 das Dokument 10 nach rechts, wie durch einen Pfeil (oben rechts) dargestellt.
In Verbindung mit dem Transportmechanismus 32 sind mehrere Magnetköpfe für einen Aufzeichnungs- oder einen Abtastprozeß bzw. einen Signalumwandlungsprozeß bezüglich dem magnetischen Datenstreifen 14 und der mit einem magnetischen Merkmal versehenen Schicht 16 angeordnet. Im einzelnen ist ein magnetischer Aufzeichnungskopf 36 für einen Signalumwandlungsprozeß bezüglich dem Magnetstreifen 14 angeordnet. Der Kopf 36 empfängt Aufzeichnungssignale von einem Datencompiler 38, der so angeordnet und verbunden ist, daß er Signale von einer Datenquelle 40 und einer Signalverarbeitungseinrichtung 42 empfängt.
Die Signalverarbeitungseinrichtung 42 empfängt Signale von einem Abtastkopf 44 fur einen Signalumwandlungsprozeß bezüglich der Schicht 16. Der Kopf 44 tastet im wesentlichen das Merkmal der Schicht 16 in der Form eines elektrischen Signals ab, das der Verarbeitungseinrichtung 42 zugeführt wird, um ein digitales Format zu erzeugen, das durch den Compiler 38 mit anderen digitalen Daten von der Quelle 40 kombiniert und auf dem Magnetstreifen 14 aufgezeichnet wird.
Hinsichtlich der Anordnung der vorstehend beschriebenen Köpfe 36 und 44 transportiert der Transportmechanismus 32 das Dokument von links nach rechts, wie dargestellt. Daher schließt der Kopf 44 im wesentlichen eine Abtastung des Dokuments 10 ab, bevor der Kopf 36 mit dem Abtasten des Dokuments 10 beginnt. Daher liest der Kopf 44 die Merkmale von der Schicht 16, woraufhin der Kopf 36 die Merkmale darstellende Signale im Streifen 14 aufzeichnet. Vor dem Kopf 44 sind Aufbereitungs- oder Vorbehandlungsköpfe angeordnet, wobei im einzelnen ein Löschkopf 46 und ein Aufzeichnungskopf 48 vorgesehen sind. Der Löschkopf 46 wird durch eine Löschschaltung 50 und der Aufzeichnungskopf 48 durch eine Aufzeichnungsschaltung 52 gesteuert.
Bei der Arbeitsweise des Systems von Figur 4 wird vorausgesetzt, daß, um das Dokument 10 von einer Rohform ausgehend fertigzustellen, diese Form im Transportmechanismus 32 für den Abtast- bzw. Aufzeichnungsprozeß in Zusammenwirkung mit den Magnetköpfen 36, 44, 46 und 48 und bezüglich diesen angeordnet ist. Wenn die Rohform des Dokuments 10 zu Beginn unter den Kopf 46 (von links nach rechts) bewegt wird, wird der unerwünschte oder störende magnetische Inhalt der Schicht 16 gelöscht. Die Schicht 16 wird anschließend unter den Kopf 48 transportiert, der durch eine Schaltung 52 gesteuert wird, um eine Standardaufzeichnung auf der Schicht 16 zu erhalten. Beispielsweise kann der Kopf, wie vorstehend beschrieben, durch ein lineares Gleichspannungssignal gesteuert werden, um ein Gleichstromrauschsignal zu erzeugen, durch ein lineares Wechselstromsignal, um ein Modulationsrauschsignal zu erzeugen, oder durch ein lineares Vorspannungssignal, um ein Vorspannungsrauschsignal zu erzeugen. Eine nicht-lineare Aufzeichnung kann ebenfalls verwendet werden. In allen Fällen wird dadurch eine Standardaufzeichnung erhalten.
Wenn sich das Dokument weiterbewegt, erreicht die Schicht 16 anschließend den Kopf 44, der das magnetische Merkmal der vorbehandelten Schicht 16 abtastet. Dadurch wird ein das Merkmale darstellendes Analogsignal vom Kopf 44 der Merkmalsignalverarbeitungseinrichtung 42 zugeführt. Ein Abschnitt oder Abschnitte des Analogsignals können beispielsweise durch bekannte Abtastverfahren und -vorrichtungen in der Verarbeitungseinrichtung 42 ausgewählt werden, um ausgewählte Bereiche der Schicht 16 zu kennzeichnen, um zum Zweck der Reduzierung auf digitale Darstellungen spezifische Werte zu erzeugen. In der US-A-4423415 sind Verfahren zum Auswählen und Verarbeiten von bestimmte Bereiche darstellenden Analogsignalen beschrieben.
Die Verarbeitungseinrichtung 42 weist außerdem einen bekannten Analog/Digital-Wandler zum Umwandeln der ausgewählten analogen Abtastsignale auf. Daher wird eine Form ausgewählter Digitalsignale, die die magnetischen Merkmale darstellen, von der Verarbeitungseinrichtung 42 dem Compiler 38 zugeführt.
Wie vorstehend erwähnt, empfängt der Compiler 38 auch andere Daten, die die das Dokument 10 und die zum Abtasten des Merkmals der Schicht 16 verwendeten Verfahren darstellende Informationen betreffen. Bei der beschriebenen Ausführungsform werden durch die Daten die Positionen der entsprechenden charakteristischen Merkmale festgelegt. Diese Daten dienen dazu, das die Merkmale darstellende Analogsignal selektiv abzutasten, um die spezifischen zu digitalisierenden Signale zu erhalten.
Der Compiler 38 übersetzt bzw. assembuert die digitalen Daten und steuert entsprechend den Aufzeichnungskopf 36, um die gewünschte Aufzeichnung im Magnetstreifen 14 zu erhalten. Mit dem Abschluß dieses Aufzeichnungsprozesses ist das Dokument 10 fertiggestellt und kann anschließend verarbeitet werden, um dessen Echtheit zu überprüfen.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Dokumente können in vielen Bereichen angewendet bzw. verwendet werden. In der dargestellten Form eines Aktienzertifikats kann das Dokument 10 dem Eigentümer übergeben oder einem Depositar oder Treuhänder beispielsweise als Sicherheit übergeben werden. Normalerweise ist es nach einer gewissen Zeitdauer, in der das Dokument möglicherweise einmal oder mehrfach den Besitzer gewechselt hat, wichtig, die Echtheit des Dokuments 10 zu überprüfen bzw. zu verifizieren. Durch das erfindungsgemäße System kann eine solche Verifizierung bzw. ein Nachweis der Echtheit des Dokuments 10 erhalten werden. Ein System zum Verifizieren der Echtheit ist in Figur 5 dargestellt und wird nachstehend ausführlich beschrieben. Beim System von Figur 5 wird das Dokument 10 in einem dem vorstehend unter Bezug auf Figur 4 beschriebenen Mechanismus ähnlichen Transportmechanismus 60 aufgenommen. Der Mechanismus 60 ist jedoch physikalisch einem Satz von Aufzeichnungs- und Abtast- oder Signalwandlerköpfen in einer Anordnung zugeordnet, die von der unter Bezug auf Fig. 4 beschriebenen Anordnung deutlich verschieden ist. D.h., wenn das Dokument 10 durch den Transportmechanismus 60 von links nach rechts (wie dargestellt) bewegt wird, wird zwischen dem Magnetstreifen 14 und dem Abtastkopf 62 eine Anfangsbeziehung der Signalumwandlung eingestellt. Bei einem herkömmlichen System stellt der Transportmechanismus 60 fest, ob das Dokument 10 vorhanden ist, und gibt ein entsprechendes Signal aus. Im System von Figur 5 wird dieses Signal über eine Leitung 64 ausgegeben.
Wenn das Dokument 10 derart bewegt wurde, daß die Abtastung des Streifens 14 durch den Kopf 62 im wesentlichen abgeschlossen ist (wie dargestellt), erreicht die Schicht 16 eine Reihe von Köpfen 66, 68 und 70. Daher wird der Magnetstreifen 14 durch den vor den Köpfen 66, 68 und 70, durch die die Schicht 16 abgetastet wird, und von diesen beabstandet angeordneten Kopf 62 abgetastet.
Beim Abtasten des Magnetstreifens 14 führt der Kopf 62 einer mit einem Register 74 verbundenen Decodierschaltung 72 digitale Daten zu. Dadurch wird der Magnetstreifen 14 abgetastet und werden die Inhalte decodiert und im Register 74 gespeichert. Die decodierten Daten stellen die wichtigen bzw. interessanten Merkmaldaten, die Position dieser Daten und alle gewünschte untergeordneten Informationen in digitaler Form dar.
Wenn das Register 74 geladen ist, beginnt der Abtastprozeß für die Schicht 16. Der Kopf 66 ist mit einer Löschschaltung 76 verbunden, während der Aufzeichnungskopf 68 mit einer Aufzeichnungsschaltung 78 verbunden ist. Daher wird die Schicht 16 durch die Köpfe 66 und 68 vorbehandelt. Die vorbehandelte Schicht 16 wird daraufhin durch den mit der Merkmalsignalverarbeitungseinrichtung 80 verbundenen Abtastkopf 70 abgetastet. Die Funktion der Köpfe 66, 68 und 70 ist ähnlich wie diejenige der Köpfe 44, 46 und 48, wie unter Bezug auf Figur 4 beschrieben. D.h., der Kopf 66 löscht die Schicht 16, der Kopf 68 prägt ein vorgegebenes Aufzeichnungsmuster auf und der Kopf 70 tastet die Schicht ab, um ein Merkmalsignal zu erzeugen, wie vorstehend ausführlich beschrieben wurde. Das erhaltene Merkmalsignal wird einer Verarbeitungseinrichtung 80 zugeführt.
Die Datendecodierschaltung 72 führt der Verarbeitungseinrichtung 80 Informationen zu, um die Auswahl oder die Abtastung von Werten des Merkmalsignals festzulegen. D.h., die Merkmalsignalverarbeitungseinrichtung 80 tastet die gleichen vorgegebenen Bereiche des empfangenen Signais ab, um Sätze digitaler Werte für einen Vergleichsvorgang herzuleiten, und kann so aufgebaut sein wie in der vorstehend als Literaturverweis angegebenen US-A-442 3415 beschrieben.
Die abgetasteten Werte werden digitalisiert und daraufhin von der Verarbeitungseinrichtung 80 einer Korrelationsschaltung 82 zugeführt, die auch mit dem Register 74 verbunden ist. Die Korrelationsschaltung 82 aktiviert gegebenenfalls eine Ausgangsvorrichtung 84, um vorgegebene Grade der Ähnlichkeit zwischen den aktuell erhaltenen Merkmaldaten und den vorher aufgezeichneten Merkmaldaten der gleichen Positionen zu erhalten. Die Korrelationsschaltung 82 kann verschiedene bekannte Formen haben. Es können Spitzenwerte, die einen vorgegebenen Schwellenwert überschreiten, geprüft, verschiedene Abtastwerte verwendet oder Korrelationsalgorithmen angewendet werden. In der Ausgangsvorrichtung 84 können verschiedenartige bekannte Signalvorrichtungen verwendet werden.
Nachstehend wird zum Beschreiben einer durch das in Figur 5 durchgeführten Verifizierungsfunktion vorausgesetzt, daß das Dokument 10 im Transportmechanismus 60 angeordnet ist. Dann stellt der Transportmechanismus 60 fest, daß das Dokument 10 vorhanden ist, und gibt über die Leitung 64 ein Signal aus, um die Verarbeitungseinrichtung 80 und die Schaltung 72 zu aktivieren und zu veranlassen Signalumwandlungsfunktionen auszuführen. Wie vorstehend erwähnt, kann das Signal, durch das angezeigt wird, daß ein Dokument vorhanden ist, gemäß bekannten und in Magnetstreifenkartenlesern weit verbreitet verwendeten Verfahren durch einen optischen Sensor erzeugt werden.
Die Anfangsbeziehung der Signalumwandlung ergibt sich, wenn der Magnetstreifen 14 des Dokuments 10 den Kopf 62 erreicht. Dadurch werden digitale Werte, die das Dokumentmerkmal (Schicht 16) darstellen, vom Streifen 14 zusammen mit bestimmten Informationen abgetastet, um die spezifischen Positionen der für Vergleichszwecke bestimmten Werte in der Schicht 16 anzuzeigen. Außerdem können andere Daten bereitgestellt werden. Die die Identifizierung des Merkmals betreffenden Daten werden der Verarbeitungseinrichtung 80 zugeführt, während die das aktuell ausgewählte Merkmal darstellenden Signale im Register 74 gespeichert werden.
Wenn der Kopf 62 die Abtastung des Streifens 14 im wesentlichen abgeschlossen hat, erreicht die Schicht 16 nacheinander die Köpfe 66, 68 und 70. Der Kopf 66 löscht jegliche unerwünschten Signale oder Störsignale von der Schicht, woraufhin der Kopf 68 ein vorgegebenes Testsignal auf der Schicht aufzeichnet. Daraufhin wird die derart vorbehandelte Schicht durch den Kopf 70 abgetastet, um das aufgezeichnete Signal (zusammen mit anderen Rauschsignalen) zu erfassen, so daß dieses durch die Verarbeitungseinrichtung 80 verarbeitet werden kann, um die ausgewählten Merkmalwerte in digitaler Form zu erzeugen.
Die ausgewählten Merkmalwerte werden der Korrelationsschaltung 82 zugeführt, die außerdem vorher abgetastete Werte mit ähnlichem Format vom Register 74 erhält. Dadurch bestimmt die Korrelationsschaltung 82 den Übereinstimmungsgrad und aktiviert entsprechend vorgegebenen Standards die Ausgangsvorrichtung 84. Dadurch wird die Echtheit des Dokuments 10 in Abhängigkeit vom Übereinstimmungsgrad oder der Ähnlichkeit zwischen den aktuellen Merkmalwerten und den vorher aufgezeichneten Merkmalwerten überprüft bzw. verifiziert.
Wie vorstehend erwähnt, ergeben sich durch Verwendung einer Magnetschicht zum Bereitstellen von Erkennungsmerkmalen verschiedene Möglichkeiten bezüglich zufälligen Merkmalen in einem magnetischen Speichermedium. Wie beschrieben wurde, können sich die Merkmale durch Abweichungen der Gesamtmenge des magnetischen Materials, Abweichungen der individuellen Menge magnetischen Materials oder Variationen des Aufzeichnungssignals ergeben. Jede dieser Abweichungen bzw. Variationen kann unter Verwendung bekannter Signalverarbeitungsschaltungen erfaßt, aufbereitet und in ein digitales Format umgewandelt werden. Zusätzlich kann bezüglich der Beschaffenheit des Dokuments 10 oder seines beabsichtigten Verwendungszwecks eine Signaltrennung durchgeführt werden.
Wie vorstehend beschrieben, werden die sich durch Abweichungen der Gesamtmenge des magnetischen Materials pro Volumeneinheit entlang der Schicht 16 ergebenden Merkmale sowohl dem Druckprozeß als auch Inhomogenitäten der Substratoberfläche zugeordnet (vergl. Figuren 2 und 3). Wie unter Bezug auf Figur 3 beschrieben, können sich die durch die gestrichelte Linie 28 (Oberflächen-Unebenheit) dargestellten, auf Inhomogenitäten bezogenen Merkmale mit der Verwendung des Dokuments 10 aufgrund eines Abriebs der Oberfläche der Schicht 16 etwas verändern. Wenn der erwartete Verschleiß vernachlässigbar ist, kann ein magnetisches Merkmal durch Bereitstellen eines Aufzeichnungsstroms im Aufzeichnungsmagnetkopf mit einem derartigen Pegel abgetastet werden, daß das effektive Aufzeichnungsfeld über die gesamte Tiefe des magnetischen Materials im wesentlichen gleich ist. In Figur 6 sind der idealisierte Substratabschnitt 24 und der magnetische Abschnitt 26 (ähnlich idealisiert) bezüglich dem Aufzeichnungsmagnetkopf 88 dargestellt. Die gestrichelte Linie 90 stellt ein effektives Aufzeichnungsfeld dar, das über die Tiefe des Abschnitts 26 sich einem gleichförmigen Feld annähert.
Durch Abtasten des Abschnitts 26, der eine maximale remanente Magnetisierung erreicht hat, wird eine Wellenform erhalten, die direkt bezogen ist auf die Menge des magnetischen Materials entlang des Substrats, die bezüglich bestimmten Positionen entlang der Magnetschicht feste Werte aufweist und wiederholt nachweisbar ist. Diese Wellenform stellt die Rohform eines beobachteten Merkmals dar. In einigen Fällen kann jedoch nicht erwartet werden, daß der Verschleiß der Magnetschicht 16 (Figur 1) vernachlässigbar ist, so daß eine Kompensierung vorgesehen sein muß. Bei einer solchen Anwendung wird ein ausgewähltes magnetisches Merkmal erhalten, indem die vorstehend beschriebene Wellenform in Kombination mit anderen Wellenformen hergeleitet wird, die die Änderungen der Oberflächen-Unebenheit darstellen, wie bezüglich eines Kopfes 92 dargestellt. Die gestrichelte Linie 94 umfaßt ein auf die Nähe der Oberfläche des Abschnitts 26 räumlich begrenztes Magnetfeld.
Während der Kopf 92 die Oberfläche (Oberflächen-Unebenheit) abtastet, tastet der Kopf 88 den gesamten Substratabschnitt 26 ab. Dadurch tasten die Köpfe verschiedene Tiefen ab, so daß ein Merkmal, das durch Oberflächenverschleiß in der Magnetschicht im wesentlichen nicht beeinflußt wird, durch eine subtraktive Kombination der Felder, d.h. die Differenz zwischen einem Tiefenfeld und einem Oberflächenfeld, dargestellt werden kann. Dadurch wird das auf die Oberflächen-Unebenheit bezogene Signal aus dem abgetasteten Gesamtsignal eliminiert. Allgemein ist die der Oberflächen-Unebenheit zugeordnete Wellenform die Komponente, die bei einem Verschleiß des Dokuments modifiziert wird.
Die der Oberflächen-Unebenheit zugeordnete Wellenform kann hergeleitet werden, indem ein Gleichstrom durch den Aufzeichnungskopf geleitet und so eingestellt wird, daß ein minimales Rauschsignal erzeugt wird. Das effektive Feld dringt bis zu einem gewissen Pegel über die Substratinhomogenitäten durch. Beispielsweise wird eine solche Funktion durch eine remanente Magnetisierung von 50% der maximalen remanenten Magnetisierung erreicht. Durch ein Wiedereinlesen des Magnetstreifens wird anschließend die der Oberflächen-Unebenheit zugeordnete Wellenform erzeugt.
Um den tiefenselektiven Prozeß zu erläutern, ist in Figur 7 eine Magnetschicht 16 dargestellt, die durch den Köpfen 88 und 92 von Figur 6 ähnliche Köpfe 102 und 104 abgetastet wird. Die Merkmalsignale von den Köpfen 102 und 104 werden durch die Verarbeitungseinrichtungen 106 bzw. 108 verarbeitet. Das Signal von der Verarbeitungseinrichtung 108 wird durch eine Verzögerungsschaltung 110 verzögert, so daß es mit dem Signal von der Verarbeitungseinrichtung 106 zeitlich übereinstimmt. Das verzögerte Signal von der Schaltung 110 wird zusammen mit dem Signal von der Verarbeitungseinrichtung 106 einer Differenzschaltung 112 zugeführt, die im wesentlichen die der Oberflächen-Unebenheit zugeordnete Wellenform von der Merkmal-Gesamtwellenform subtrahiert. Dadurch wird an einem Ausgang 114 ein Merkmal-Analogsignal erzeugt, das durch Änderungen der Oberfläche der Magnetschicht 16 im wesentlichen nicht beeinflußt wird. Jeder der beiden einzelnen Köpfe 44 oder 70 kann durch die Struktur von Figur 7 ersetzt werden, um ein ausgewähltes Merkmal zu erhalten, das durch Oberflächeninhomogenitäten der die Merkmale tragenden Magnetschicht im wesentlichen nicht beeinflußt wird.
Wie sich aus den dargestellten Beispielen ergibt, kann das System mit einer großen Anzahl von Modifikationen innerhalb des erfindungsgemäßen Rahmens eingesetzt werden. Dementsprechend wird der Schutzumfang durch die nachfolgenden Ansprüche bestimmt.

Claims

1. Verfahren zum Überprüfen der Echtheit eines Dokuments oder eines anderen Gegenstands, wobei eine Aufzeichnung (14) eines abgetasteten Merkmals des Gegenstandes (10) gelesen wird (62), um eine Übereinstimmung mit einer aktuellen Abtastung (70) dieses Merkmals des Gegenstandes (10) zu überprüfen, wobei das abgetastete Merkmal ein sich zufällig änderndes und daher unreproduzierbares Merkmal ist, wobei die Verifizierung der Echtheit des Gegenstandes (10) vom Grad der Übereinstimmung zwischen der aktuellen und der aufgezeichneten Abtastung des Merkmals abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Merkmal ein magnetisches Merkmal eines Körpers (16) aus magnetischem Material ist, der einen Teil des Gegenstandes (10) bildet, wobei das zum Abtasten und zum Überprüfen der Übereinstimmung ausgewählte magnetische Merkmal ein Merkmal ist, das innerhalb des Körpers (16) aus magnetischem Material sich willkürlich ändert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Körper aus magnetischem Material eine Schicht (16) und die Abtastung zum Überprüfen der Übereinstimmung bezüglich der Fläche oder der Position der abgetasteten Schicht (16) selektiv ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Körper (16) aus magnetischem Material vor dem aktuellen Abtastvorgang (70) magnetisch vorbehandelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Vorbehandlung einen Schritt (66) aufweist, bei dem der Körper (16) einem magnetischen Löschvorgang unterzogen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Vorbehandlung einen Schritt (68) aufweist, bei dem der Körper (16) einem magnetischen Aufzeichnungsvorgang unterzogen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei im bei der Vorbehandlung vorgesehenen Schritt zum magnetischen Aufzeichnen ein Signal mit einer linearen Amplitude im Körper (16) aus magnetischem Material aufgezeichnet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei im bei der Vorbehandlung vorgesehenen Schritt zum magnetischen Aufzeichnen ein Signal mit einer nicht-linearen Amplitude im Körper (16) aus magnetischem Material aufgezeichnet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Abtastvorgang bezüglich der Tiefe selektiv ist, bis zu der der Körper (16) aus magnetischen Material zum Überprüfen der Übereinstimmung abgetastet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei zwei Abtastmagnetköpfe (102, 104) den Körper bis zu verschiedenen Tiefen abtasten und ein Signal zum Überprüfen der Übereinstimmung aus der Differenz (112) zwischen den Ausgangssignalen der beiden Köpfe (102, 104) hergeleitet wird.

10. Verfahren zum Herstellen eines Dokuments oder eines anderen Gegenstands mit einer verifizierbaren Echtheit, wobei ein Merkmal des Gegenstandes (10) abgetastet wird (44) und das Merkmal ein sich zufällig änderndes und daher unreproduzierbares Merkmal ist, wobei eine Aufzeichnung (14) der Abtastung gemacht wird (36), um eine spätere Übereinstimmung mit einer aktuellen Abtastung dieses Merkmals zum Verifizieren der Echtheit des Gegenstandes (10) zu überprüfen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastung bezüglich eines als Teil des Gegenstandes ausgebildeten Körpers (16) aus einem magnetischen Material durchgeführt wird, der Körper (16) aus magnetischem Material derart aufgebaut ist, daß der Körper (16) ein magnetisches Merkmal aufweist, das innerhalb des Körpers (16) sich zufällig ändert und das zum Abtasten und Aufzeichnen ausgewählte Merkmal dieses sich zufällig ändernde magnetische Merkmal des Körpers (16) aus magnetischem Material ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Auswahl bezüglich dem Abschnitt oder den Abschnitten des Körpers (16) aus magnetischem Material getroffen wird, für den das abgetastete magnetische Merkmal in der Aufzeichnung (14) dargestellt ist.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Körper aus magnetischem Material durch einen Druckprozeß als Schicht (16) ausgebildet wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei der Körper (16) aus magnetischem Material einem magnetischen Löschvorgang (46) unterzogen wird, bevor der Abtastvorgang (44) durchgeführt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei, bevor der Abtastvorgang (44) durchgeführt wird, eine vorgegebene magnetische Aufzeichnung (48) im Körper aus magnetischem Material gemacht wird, nachdem dieser dem Löschschritt (46) unterzogen wurde.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei die Aufzeichnung (14) des Abtastvorgangs gemäß einem Signal vorgenommen wird, das als Darstellung des magnetischen Merkmals in einer Tiefe unter der Oberfläche des Körpers (16) hergeleitet wird (112).

16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Signal in Abhängigkeit von der Differenz zwischen den Ausgangssignalen der beiden Abtastköpfe (102, 104) hergeleitet wird (112), durch die der Körper (16) bis zu verschiedenen Tiefen abgetastet wird.