ПРОВЕРКА ПОДЛИННОСТИ ЦЕННЫХ ДОКУМЕНТОВ
AUTHENTICATION OF VALUABLE DOCUMENTS

Настоящее изобретение относится к способу, а также контрольному датчику и контрольному устройству для проверки ценного документа на подлинность.
При проверке подлинности ценных документов, таких как, например, банкноты, удостоверения личности, ценные бумаги или т.п., прежде всего, важно также проверить их целостность или же полноту, чтобы исключить так называемые "лоскутные подделки" или составные подделки. В их случае ценный документ составлен из нескольких, при необходимости, поддельных частей документов, или определенные участки ценного документа заменены поддельными участками. Подобные проверки подлинности, которые зачастую основаны на анализе испускаемого излучения люминесцентной метки, которая имеется в ценном документе или на нем, реализуются при помощи комбинированных способов проверки или же контрольных датчиков, которые, наряду с собственно измерением люминесценции, также осуществляют измерение диффузного отражения или отражения.
Такой контрольный датчик, у которого люминесцентный датчик со спектральным разрешением содержит спектральный детектор с дифракционной решеткой, например, описан в DE 10 2004 035 494 A1. Для измерения диффузного отражения там используется отдельный детектор, в результате чего контрольный датчик имеет большую занимаемую площадь и его изготовление требует высоких конструктивных затрат.
Наряду с этим, из DE 10 2008 028 689 A1 и DE 10 2008 028 690 A1 известен люминесцентный датчик со спектральным разрешением, который для калибровки дополнительно использует источник эталонного излучения и для определения положения проверяемого ценного документа - оптический датчик. Эталонное излучение выполнено таким образом, что оно расположено внутри  спектральной области люминесцентного датчика, так что не требуется отдельный детектор в качестве оптического датчика. Чтобы можно было надежным образом определить спектральные свойства проверяемого ценного документа, эталонное излучение отключается, как только распознается край
ценного документа. Однако недостаток этого заключается в том, что либо не может осуществляться измерение диффузного отражения внутри ценного документа, либо при стандартных скоростях перемещения проверяемых ценных документов достигается только небольшое пространственное разрешение измерения люминесценции.
В этой связи задачей настоящего изобретения является предложение способа проверки ценных документов, который, с одной стороны, делает возможным использование контрольного датчика с небольшой занимаемой площадью и небольшими конструктивными затратами и, с другой стороны, с достаточно высоким пространственным разрешением.
Эта задача решена посредством способа и контрольного датчика, а также контрольного устройства с признаками независимых пунктов формулы изобретения.
В зависимых пунктах формулы изобретения указаны преимущественные формы осуществления и усовершенствованные варианты изобретения.
Для проверки ценного документа, прежде всего на его полноценность или же полноту, ценный документ в направлении перемещения направляют мимо предлагаемого контрольного датчика. Проверяемый ценный документ при этом имеет защищенную область, которая простирается по всей проверяемой длине ценного документа в направлении перемещения, и в котором или на котором имеется по существу однородно распределенная люминесцентная метка. Люминесцентная метка при этом внесена в объем ценного документа в защищенной области по возможности максимально однородно или же с однородным распределением или нанесена в защищенной области в форме покрытия или лакокрасочного слоя ценного документа, например в форме люминесцирующей краски или лака. Предпочтительным образом, защищенная область простирается по длине всего ценного документа, так что люминесцентная метка имеется во всем или на всем ценном документе по существу с равным распределением. При этом при помощи возбуждающего излучения может быть вызвана люминесценция, то есть фосфоресценция и/или флуоресценция имеющейся в защищенной области или ней на люминесцентной метки.
Согласно изобретению ценный документ проверяется многократно повторяющейся во время направления ценного документа мимо контрольного
датчика последовательностью сканирований, в рамках которой ценный документ облучается и сканируется. К многократно повторенной последовательности сканирований, преимущественным образом, затем добавляется собственно проверка целостности и/или подлинности, при которой предварительно отсканированные спектральные характеристики оцениваются соответствующим образом.
Многократно повторяющаяся последовательность сканирований при этом включает в себя первую фазу облучения и примыкающую к ней вторую фазу облучения. На первой фазе облучения защищенная область ценного документа облучается контрольным и возбуждающим излучением в диапазоне обнаружения или же в контрольном диапазоне контрольного датчика. Контрольное излучение при этом рассчитано так, что диффузно отражаемая защищенной областью составляющая контрольного излучения, по меньшей мере, частично находится в спектральной области обнаружения контрольного датчика. Соответственно, возбуждающее излучение рассчитано так, чтобы обуславливать испускаемое излучение люминесцентной метки, которое также, по меньшей мере, частично испускается в спектральной области обнаружения контрольного датчика.
Во время первой фазы облучения, в которой защищенная область одновременно облучается контрольным и возбуждающим излучением, преимущественным образом к окончанию первой фазы облучения, со спектральным разрешением сканируется пространственно-зависимая спектральная характеристика диффузного отражения, которая, с одной стороны, содержит составляющие диффузно отраженного контрольного излучения и, с другой стороны, составляющие испущенного под воздействием возбуждающего излучения испускаемого излучения люминесцентной метки. После первой фазы облучения защищенная область дополнительно облучается на второй фазе облучения в контрольном диапазоне контрольного датчика только возбуждающим излучением, и, предпочтительным образом, в конце второй фазы облучения со спектральным разрешением сканируется по меньшей мере одна пространственно-зависимая спектральная характеристика испускаемого излучения.
В соответствии с изобретением осуществляется проверка ценного документа на его подлинность. При этом классификация документа как подлинного или неподлинного осуществляется на основании многократно
отсканированной с пространственным разрешением, прежде всего в различных местах, по меньшей мере одной пространственно-зависимой спектральной характеристики диффузного отражения, а также многократно отсканированной с пространственным разрешением, прежде всего в различных местах, по меньшей мере одной пространственно-зависимой спектральной характеристики испускаемого излучения.
При этом следует учесть, что интенсивность спектрального коэффициента диффузного отражения, с одной стороны, содержит составляющие интенсивности диффузно отраженного контрольного излучения и, с другой стороны, также составляющие интенсивности вызванного возбуждающим  излучением испускаемого излучения люминесцентной метки, так как защищенная область во время первой фазы облучения облучается как контрольным излучением, так и возбуждающим излучением.
В одной из форм осуществления для проверки, прежде всего, подлинности ценного документа на основании полученных в ходе многократных последовательностей сканирований, пространственно-зависимых спектральных характеристик диффузного отражения строят имеющую пространственное разрешение кривую диффузного отражения, которая передает отсканированные вдоль защищенного участка в направлении перемещения спектральные характеристики диффузного отражения. Соответственно, на основании полученных в ходе многократных последовательностей сканирований, пространственно-зависимых спектральных характеристик испускаемого излучения строят имеющую пространственное разрешение кривую испускаемого излучения, которая передает отсканированные вдоль защищенного участка в направлении перемещения спектральные характеристики испускаемого излучения. Таким образом, каждая спектральная характеристика диффузного отражения/испускаемого излучения кривой диффузного отражения/испускаемого излучения передает интенсивность диффузно отражаемого/испускаемого излучения в определенном положении защищенной области ценного документа, которое находится под воздействием первой или второй фазы облучения.
Кривая диффузного отражения передает протяженность ценного документа в направлении перемещения, в то время как кривая испускаемого излучения передает ту область ценного документа в направлении перемещения, в которой могла быть распознана люминесцентная метка.
В одной из форм осуществления ценный документ, после того, как он полностью был направлен мимо контрольного датчика, в заключение классифицируется как полный и/или подлинный, если кривая диффузного отражения и кривая испускаемого излучения имеют качественно сравнимую форму кривой, так как это означает, что люминесцентная метка имеется по всей протяженности ценного документа в направлении перемещения. Если обе кривые имеют формы, которые качественно не сравнимы, то следует исходить из подделки, так как люминесцентная метка отсутствует в подделанной области ценного документа, которая явствует из кривой испускаемого излучения.
Для осуществления предлагаемого способа используют контрольный датчик согласно изобретению. Он содержит источник контрольного излучения, который создает контрольное излучение, которое, по меньшей мере, частично диффузно отражается ценным документом в спектральной области обнаружения контрольного датчика, а также источник возбуждающего излучения, который создает возбуждающее излучение, которое вызывает испускаемое излучение  люминесцентной метки, которое также, по меньшей мере, частично испускается в спектральной области обнаружения контрольного датчика. Кроме того, контрольный датчик содержит сканирующее устройство, которое сканирует диффузно отраженное от ценного документа контрольное излучение и испущенное люминесцентной меткой испускаемое излучение как пространственно-зависимые спектральные характеристики диффузного отражения и пространственно-зависимые спектральные характеристики испускаемого излучения в спектральной области обнаружения. Обнаружение спектральных характеристик испускаемого излучения и спектральных характеристик диффузного отражения осуществляется со спектральным разрешением с, предпочтительным образом, более чем двумя спектральными каналами, прежде всего более чем восемью спектральными каналами, и особо предпочтительным образом с более чем шестнадцатью спектральными каналами. Блок управления контрольного датчика координирует источники излучения и сканирующее устройство таким образом, что последовательность сканирований постоянно повторяется, в то время как ценный документ направляют мимо контрольного датчика. Анализирующее устройство контрольного датчика затем описанным выше способом строит кривую диффузного отражения и кривую испускаемого излучения и сравнивает качественно их формы.
Изобретение, с одной стороны, предлагает то преимущество, что для фиксации спектральных характеристик не требуется дополнительный канал сканирования или же обнаружения, потому что как спектральные характеристики испускаемого излучения, так и спектральные характеристики диффузного отражения, по меньшей мере, частично находятся в одной и той же спектральной области обнаружения контрольного датчика. Это делает возможным сравнительно компактный контрольный датчик с сокращенными конструктивными затратами при изготовлении.
Кроме того, изобретение делает возможным максимальное пространственное разрешение и интенсивность кривой испускаемого излучения, так как излучение люминесцентной метки вызывается уже во время облучения ценного документа контрольным излучением на первой фазе облучения, а не только после выключения контрольного излучения при запуске второй фазы облучения. Пространственный/временной разрыв следующих друг за другом спектральных характеристик испускаемого излучения за счет этого сокращается по сравнению со стандартными решениями на длину первой фазы облучения. Так как согласно изобретению первая фаза облучения также используется для возбуждения люминесцентной метки, то интенсивности или же амплитуды спектральных характеристик испускаемого излучения выдаются более отчетливо, так как люминесцентная метка может быть оптически накачена за максимальное имеющееся в наличии время.
При оценке кривая испускаемого излучения и диффузного отражения проверяются на качественную сопоставимость. Это, прежде всего, означает, что не выполняется количественное сравнение или корреляция кривых с точки зрения теории сигналов, а что обе кривые сравниваются только относительно их  пространственных/временных диапазонов, которые у подлинного ценного документа, соответственно, по существу соответствуют его протяженности в направлении перемещения или же продолжительности перемещения вдоль контрольного датчика. Таким образом, обе кривые, например при необходимости, после соответствующей корректировки помех или же пространственной/временной низкочастотной фильтрации могут быть подвергнуты распознаванию краев, например, при помощи фильтров выделения границ или же фильтров высоких частот. Перед этим обе кривые могут быть обработаны при помощи соответствующих предельных значений интенсивности,
чтобы отделить значимые или же превышающие предельные значения спектральные характеристики диффузного отражения/испускаемого излучения от зависимых от помех или обусловленных помехами спектральных характеристик, которые не вызваны ни диффузным отражением контрольного излучения, ни испускаемым излучением люминесцентной метки.
Преимущественным образом, анализирующее устройство определяет количество значимых или же превышающих предельные значения спектральных характеристик диффузного отражения/испускаемого излучения или же соответствующих пикселей под, преимущественным образом сглаженной, кривой диффузного отражения/испускаемого излучения. Кривая испускаемого  излучения и кривая диффузного отражения рассматриваются как качественно сопоставимые, когда кривая испускаемого излучения по существу имеет значимые интенсивности в тех пространственных/временных положениях или же пикселях, в которых также и кривая диффузного отражения образует значимые интенсивности.
При этом из пикселей с существенными интенсивностями в кривой диффузного отражения и кривой испускаемого излучения может быть построено отношение, так чтобы можно было исходить из качественной сопоставимости обеих кривых, если это отношение примерно равно единице. Чтобы сгладить обусловленные помехами или фиксацией данных погрешности измерений, для отношения в зависимости от пространственного разрешения обеих кривых может быть выбран соответствующий интервал, например интервал между 0,9 и 1,1 или, предпочтительным образом, интервал между 0,95 и 1,05.
Альтернативным образом, анализирующее устройство определяет количество пикселей, при которых кривая диффузного отражения имеет значимые интенсивности, а кривая испускаемого излучения - значения ниже пороговых. Здесь ценный документ классифицируют как поддельный в том случае, если это количество пикселей с подозрением на подделку превышает определенное пороговое значение, составляющее, например, 0,1, 2 и т.д. пикселей.
Преимущественным образом, устанавливается временная продолжительность первой фазы облучения от 0,5 мкс до 500 мкс, особо предпочтительным образом от 1 мкс до 50 мкс. Соотношение между временной продолжительностью первой фазы облучения и временной продолжительностью
всей последовательности сканирований находится, преимущественным образом, между 1:1000 и 1:4, особо предпочтительным образом между 1:100 и 1:5. Это означает, что часть первой фазы облучения, во время которой ценный документ облучается как контрольным излучением, так и возбуждающим излучением, по общей временной продолжительности последовательности сканирований, то есть по общей продолжительности облучения возбуждающим излучением составляет от примерно 0,1% до 25%, и предпочтительно от примерно 1% до 20%. Скорость перемещения, с которой проверяемый ценный документ направляют мимо контрольного датчика, составляет от 1 м/с до 13 м/с, преимущественным образом находится в диапазоне 4-12 м/с.
Предпочтительным образом, последовательность сканирований выполнена таким образом, что возбуждающее облучение может осуществляться непрерывно, в результате чего первая фаза облучения последовательности сканирований следует непосредственно за второй фазой облучения предшествующей последовательности сканирований. Облучение контрольным излучением тогда осуществляется во время первой фазы облучения пульсационно, соответственно с прерыванием второй фазой.
По меньшей мере одна спектральная характеристика диффузного отражения при этом сканируется к окончанию первой фазы облучения, преимущественным образом по окончании первой фазы облучения, в то время как по меньшей мере одна спектральная характеристика испускаемого излучения сканируется к окончанию второй фазы облучения, преимущественным образом по окончании второй фазы облучения. Благодаря такому выполнению последовательности сканирований, с одной стороны, может быть обеспечено максимальное пространственное разрешение кривой испускаемого излучения и, с другой стороны, максимальная интенсивность спектральных характеристик испускаемого излучения.
При предпочтительном выполнении последовательности сканирований ко второй фазе облучения непосредственно примыкает фаза покоя, во время которой не осуществляется облучение ни контрольным излучением, ни  возбуждающим излучением. При этой форме осуществления также осуществляется дополнительное облучение возбуждающим излучением, соответственно, во время первой и второй фазы облучения и с прерыванием на фазу покоя. Первая фаза облучения последовательности сканирований затем
непосредственно примыкает к фазе покоя предшествующей последовательности сканирований. При этом спектральные характеристики также могут быть зафиксированы во время фазы покоя, предпочтительным образом к окончанию фазы покоя, так что может гарантироваться максимальная интенсивность спектральных характеристик испускаемого излучения, когда люминесцентная метка все еще отражает, после того, как возбуждающее излучение было отключено.
Пульсирующее облучение возбуждающим излучением позволяет осуществить многократное сканирование спектральных характеристик испускаемого излучения в рамках одной последовательности сканирований во время и/или после серии возбуждающих импульсов, так что в результате сравнения отсканированных в рамках одной последовательности сканирований спектральных характеристик испускаемого излучения также может быть определен временной характер нарастания/затухания люминесцентной метки в зависимости от положения в пространстве. Этот пространственно-зависимый характер нарастания/затухания может затем быть учтен при проверке подлинности, так как временное изменение спектральных характеристик испускаемого излучения в рамках последовательности сканирований позволяет сделать заключение о свойствах испускаемого излучения и о точном типе проверенной люминесцентной метки. Многократно отсканированные спектральные характеристики испускаемого излучения могут, например, быть сравнены с соответствующими пространственно-зависимыми эталонными спектральными характеристиками, которые заранее были определены для соответствующего ценного документа.
Предпочтительным образом, ценный документ облучается спектральным контрольным излучением с узким диапазоном, так что оно обнаруживается только в одном или небольшом количестве спектральных каналов детектора. Контрольное излучение, предпочтительным образом, не пригодно для возбуждения значительной люминесценции в ценном документе.
Кроме того, ценный документ, предпочтительным образом, облучается возбуждающим излучением с узким диапазоном, причем возбуждающее излучение происходит в ультрафиолетовом (УФ), видимом (ВИЗ) и/или в инфракрасном (ИК) спектральном диапазоне. Оно также может содержать несколько различных диапазонов длин волн. За счет этого обеспечивается тот факт, что контрольное излучение не оказывает воздействия на испускаемое излучение люминесцентной метки в спектральном диапазоне обнаружения или оказывает на него только небольшое воздействие, так что отсканированные спектральные характеристики испускаемого излучения, по возможности, объясняются исключительно возбуждающим излучением и, по возможности, минимально контрольным излучением.
Преимущественным образом, источник контрольного излучения содержит выполненный в виде светодиода или полупроводникового лазера источник излучения, например лазерный диод торцевого излучения. Особо предпочтительным образом, источник контрольного излучения содержит  узкополосный источник излучения в виде поверхностно-излучающего лазера с вертикальным резонатором (VCSEL) или же в виде поверхностно-излучающего лазера. Соответственно, источник возбуждающего излучения, предпочтительным образом, содержит выполненный в виде светодиода или полупроводникового лазера источник излучения, особо предпочтительным образом узкополосный источник излучения в виде поверхностно-излучающего лазера с вертикальным резонатором (VCSEL) или же в виде поверхностно-излучающего лазера.
Для возможности позволить максимально хорошего анализа характеристик диффузного отражения и испускаемого излучения спектральные характеристики диффузного отражения и/или спектральные характеристики испускаемого излучения, предпочтительным образом, корректируются в отношении влияний шумов и помех. Таким образом, составляющие рассеянного излучения или составляющие излучения электронных или же электромагнитных помех посредством коррекции по отклонениям могут быть устранены из спектральных характеристик диффузного отражения и/или спектральных характеристик испускаемого излучения, причем соответствующие параметры корректировки получают либо предварительно посредством сканирования референтного субстрата контрольным датчиком, либо, предпочтительным образом, посредством сканирования во время проверки подлинности в моменты времени, в которые ценный документ не направляется мимо контрольного датчика (измерение темноты), например до начала проверки подлинности или между двумя следующими друг за другом ценными документами.
Спектральные характеристики диффузного отражения, предпочтительным образом, затем корректируются таким образом, что в них входят только те отсканированные составляющие спектра, которые фактически вызваны контрольным облучением и его диффузным отражением ценным документом. Соответственно, из отсканированных спектральных характеристик диффузного отражения отфильтровываются или же удаляются те отсканированные составляющие спектра и/или составляющие интенсивности или же интенсивности, которые вызваны испускаемым излучением люминесцентной метки вследствие возбуждающего облучения. Для эффективного дифференцирования соответствующих составляющих спектра диффузно отраженного диффузно отражаемого излучения и испущенного люминесцентной меткой испускаемого излучения, особенно подходит узкополосное контрольное излучение, так что отсканированные со спектральным разрешением спектральные характеристики диффузного отражения/испускаемого излучения могут быть эффективным образом отфильтрованы.
Вместо составляющих спектра могут быть также определены составляющие интенсивности или же интенсивности диффузно отраженного излучения.
Альтернативным образом, из замеренных соответственно в более поздний момент времени спектральных характеристик испускаемого излучения и его временной кривой может быть интерполирована ожидаемая на более ранний момент времени сканирования спектральных характеристик диффузного отражения составляющая и, таким образом, вычтена c хорошим приближением.
Между кривой диффузного отражения и кривой испускаемого излучения при более высоких скоростях перемещения может возникать пространственное или же временное смещение, которым нельзя пренебречь, так как проверяемый ценный документ между сканированием спектральных характеристик диффузного отражения и сканированием спектральных характеристик испускаемого излучения продолжает перемещаться. Это смещение может быть компенсировано в рамках проверки подлинности, в результате того, что кривая испускаемого излучения смещается относительно кривой диффузного излучения на точно такой же временной интервал, который имеется между сканированием спектральных характеристик диффузного отражения и сканированием спектральных характеристик испускаемого излучения.
Предлагаемый контрольный датчик вместе с перемещающим устройством, которое протягивает ценный документ во время проверки подлинности мимо контрольного датчика таким образом, что контрольный диапазон контрольного датчика непрерывно перемещается над защищенной областью ценного документа, образует предлагаемое контрольное устройство. При этом скорость перемещения ценного документа и временная продолжительность последовательности сканирований, предпочтительным образом, согласованы друг с другом таким образом, что получающееся в результате пространственное разрешение кривой диффузного излучения и/или кривой испускаемого излучения достаточно высоко, чтобы сделать возможной надежную проверку подлинности. Достаточное пространственное разрешение имеет место, например, в том случае, когда точно могут быть определены границы ценного документа или защищенной области или когда пространственное разрешение достаточно для того, чтобы отобразить важную деталь внешнего облика или напечатанного рисунка ценного документа.
Другие признаки и преимущества изобретения являются следствием из настоящего описания предлагаемых примеров осуществления, а также дополнительных альтернативных форм осуществления в связи со следующими чертежами, на которых показаны:
Фиг. 1 - шаги реализации предлагаемого способа контроля,
Фиг. 2 - иллюстрация подлинного ценного документа (фиг. 2А), а также поддельного ценного документа (фиг. 2Б),
Фиг. 3 - две формы осуществления последовательности сканирований с непрерывным возбуждающим излучением (фиг. 3А) и пульсирующим возбуждающим излучением (фиг. 3Б),
Фиг. 4 - количественные изображения кривой испускаемого излучения и кривой диффузного отражения для подлинного ценного документа согласно фиг. 2А (фиг. 4А) и поддельного ценного документа согласно фиг. 2Б (фиг. 4Б), и
Фиг. 5 - две предпочтительные формы осуществления предлагаемого контрольного датчика с разделенными путями облучения (фиг. 5А) и общим путем облучения (фиг. 5Б).
На фиг. 1 показаны шаги способа проверки подлинного ценного документа 1 с показанным на фиг. 5 контрольным датчиком 10, включающим в себя последовательность А сканирований с многократным повторением шагов с S1 по S4 и завершающий шаг оценки S5. Последовательность А сканирований показана на фиг. 3, в то время как фиг. 4 показывает оценку. Ценный документ, который может быть проверен этим способом, показывает фиг. 2.
Фиг. 2А показывает подлинный ценный документ 1 с защищенной областью 2, в которой или на которой имеются одна или несколько люминесцентных меток 3, флуоресценция или фосфоресценция которых вызывается подходящим возбуждающим излучением L. Прежде всего, люминесцентная метка 3 может быть возбуждена более длинными длинами волн (стоксова люминесценция) или более короткими длинами волн (антистоксова люминесценция или же up-конверсия), излучать в определенной спектральной области испускаемого излучения. Люминесцентная метка 3 по возможности максимально однородно или же с однородным распределением нанесена на, предпочтительным образом, максимально широкую область объема ценного документа 1, который может состоять из бумаги или пластика (полимера), или, альтернативным образом, быть напечатан или нанесен краской по всей поверхности на защищенную область 2.
Защищенная область 2 при этом, предпочтительным образом, по всей протяженности ценного документа 1 в направлении T перемещения снабжена люминесцентной меткой 3. В отличие от фиг. 2А, защищенная область 2 также может простираться по всей поверхности ценного документа 1 или принимать почти любые взаимосвязанные геометрические формы. Предпочтительным образом, они простираются по всей протяженности ценного документа 1 в направлении перемещения.
Фиг. 2Б, напротив, показывает поддельный ценный документ 1, у которого в подделанной области F имеется так называемая "лоскутная подделка", которая влияет на защищенную область 2 в отличии от нее на фиг. 2А таким образом, что люминесцентная метка 3 больше не может быть обнаружена по всей протяженности ценного документа 1 в направлении Т перемещения.
Предлагаемый способ согласно фиг. 1 основан, с одной стороны, на соображении, что вызванное контрольным излучением P на ценном документе 1 диффузное отражение возникает для обнаружения или же сканирования и может быть оценено существенно быстрее, чем вызванная возбуждающим излучением L люминесценция люминесцирующей метки 3.С другой стороны, в основе предлагаемого способа лежит признание того, что облучение ценного документа 1 контрольным излучением Р может быть реализовано также параллельно по времени и без помех при облучении ценного документа 1 возбуждающим излучением L, чтобы существенно более эффективно оптически накачать и возбудить к люминесценции люминесцирующую метку 3, чем при последовательном облучении контрольным излучением P и возбуждающим  излучением L. Оптическое накачивание люминесцентной метки 3 уже во время облучения ценного документа 1 контрольным излучением Р, прежде всего, имеет смысл при фосфоресцирующих метках, так как их время возбуждения или же время нарастания/затухания может находиться в диапазоне малого количества микросекунд вплоть до нескольких миллисекунд.
В то время как ценный документ 1 направляется вдоль направления Т перемещения и по временной оси t мимо контрольного датчика 10, шаги S1-S4 последовательности А сканирований многократно повторяются. На первом шаге S1 ценный документ 1 сначала облучается в рамках первой фазы А1 облучения как контрольным излучением Р, так и возбуждающим излучением L. Соответствующим образом настроенное сканирующее устройство 14 контрольного датчика 10 затем на шаге S2 сканирует составляющие спектра как диффузно отраженного контрольного излучения Р, так и испущенного люминесцирующей меткой 3 испускаемого излучения, которые являются следствием первой фазы А1 облучения. Вместо составляющих спектра сканирующим устройством 14 могут быть отсканированы спектрально накладывающиеся друг на друга составляющие интенсивности.
Эта ситуация также показана на фиг. 3, два различных варианта предлагаемой последовательности А сканирований показаны в соответствующей заштрихованной области. Там показано, что ценный документ 1 во время первой фазы А1 облучения облучается как контрольным излучением Р, так и возбуждающим излучением L, в то время как в конце первой фазы А1 облучения осуществляется сканирование спектральных характеристик R диффузного отражения согласно шагу S2, которые содержат как диффузно отраженные составляющие интенсивности контрольного излучения Р, так и испущенные составляющие интенсивности испускаемого излучения люминесцентной метки 3. Контрольное излучение Р при этом диффузно отражается непосредственно от ценного документа 1, так что, наряду с чистым временем движения света, дополнительное время ожидания или интеграции не требуется, а сканирование спектральных характеристик R диффузного отражения может осуществляться на шаге S2 непосредственно около или в конце первой фазы A1 облучения.
Предпочтительным образом, спектральные характеристики R диффузного отражения сканируются синхронно или очень быстро, так что попадающие в отдельные спектральные каналы сканирующего устройства 14 интенсивности могут оцениваться параллельно. Быстрое сканирование предотвращает загрязнение соответствующих спектральных каналов, в то время как ценный документ 1 перемещается в направлении Т перемещения. Шаг сканирования S2 при этом может осуществляться при помощи фотодиодов и соответствующих устройств выборки и хранения или же ПЗС-детекторов или КМОП-детекторов с накапливанием заряда и подходящей матричной архитектурой с синхронным смещением зарядов всей спектральной строки в затемненную зону памяти контрольного датчика 10.
На переходе между первой фазой A1 облучения и второй фазой А2 облучения, то есть непосредственно после шага S2 контрольное излучение Р отключается, в то время как облучение возбуждающим излучением L продолжается и длится во время всей второй фазы А2 облучения (шаг S3). На шаге S4, в заключение, заново считывается сканирующее устройство 14, чтобы определить спектральные характеристики Е испускаемого излучения, которые после оптического накачивания люминесцентной метки 3 уже имеют достаточно сильные интенсивности испускаемого излучения во время первой фазы А1 облучения. Отдельное сканирование спектральных характеристик Е испускаемого излучения без накладывающихся друг на друга составляющих спектра диффузно отраженного контрольного излучения Р на шаге S4 позволяет осуществить особо точную и надежную проверку люминесцентной метки 3, так как, в противном случае, ошибочные или отклоняющиеся испускаемые излучения, которые, например, вызваны подделанными люминесцентными метками, при определенных обстоятельствах, не могут быть надежным образом распознаны, если спектральные характеристики Е испускаемого излучения не отсканированы с достаточной интенсивностью или перекрываются контрольным излучением Р.
Как показано на фиг. 3А, последовательность А сканирований постоянно и непрерывно повторяется по меньшей мере настолько долго, пока ценный документ 1 не будет полностью направлен мимо контрольного датчика 10, так
что для проверки подлинности на шаге S5 спектральные характеристики R диффузного отражения и спектральные характеристики Е испускаемого излучения в направлении Т перемещения имеются в пространственном разрешении, которое, с одной стороны, зависит от общей продолжительности последовательности А сканирований и, с другой стороны, от скорости перемещения ценного документа 1.
Кроме того, фиг. 3А показывает, что первая фаза А1 облучения имеет существенно более короткую продолжительность, чем вторая фаза А2 облучения. Контрольное излучение Р с очень короткими длительностями импульса направлено на ценный документ 1, чтобы решающие для проверки подлинности спектральные характеристики Е испускаемого излучения, по возможности, минимально искажались диффузно отраженным контрольным излучением Р, а также достигалось максимально высокое пространственное разрешение. Временная доля первой фазы А1 облучения во всей последовательности А сканирований поэтому составляет от 0,1% до 25%, а предпочтительным образом от 1% до 20%. Предпочтительным образом, здесь продолжительность всей последовательности А сканирований составляет сумму продолжительностей первой фазы А1 облучения и второй фазы А2 облучения. Абсолютная временная продолжительность первой фазы А1 облучения, то есть длительность импульса контрольного излучения Р при этом находится в диапазоне от 0,5 мкс до 500 мкс, преимущественным образом в диапазоне от 1 мкс до 50 мкс.
При таких коротких длительностях импульса контрольного излучения Р в зависимости от конкретного исполнения сканирующего устройства 14 и анализирующего устройства 17 контрольного датчика 10 может быть необходимо выполнить сканирование спектральных характеристик R диффузного отражения (шага S2) только после завершения первой фазы А1 облучения, чтобы учесть временную константу либо паразитно возникшей, либо целенаправленно внедренной низкочастотной фильтрации сканирующего устройства 14, так как потом нужно подождать определенное время до тех пор, пока вызванные короткой длительностью импульса контрольного излучения Р спектральные характеристики R диффузного отражения также будут выражены в электронной форме и смогут быть эффективно отсканированы.
Ценный документ 1 после выключения контрольного излучения P на второй фазе облучения А2 (шаг S3) непрерывно продолжает облучаться возбуждающим излучением L, чтобы дополнительно оптически накачать люминесцентную метку 3. К окончанию или по окончании этой фазы оптического накачивания, то есть в конце второй фазы А2 облучения затем могут быть отсканированы спектральные характеристики Е испускаемого излучения (шаг S4), которые по существу вызваны исключительно испускаемым излучением оптически накачанной или же максимально возбужденной люминесцентной метки 3.
Непосредственно примыкая к сканированию спектральных характеристик Е испускаемого излучения на шаге S4 заново начинается последовательность А сканирований с первой фазой А1 облучения, во время которой осуществляется дополнительное пульсационное облучение контрольным излучением Р (шаг S1), как показано на фиг. 3А.
Хотя фиг. 3А предусматривает только одно сканирование спектральных характеристик Е испускаемого излучения на последовательность сканирований (шаг 4), на протяжении второй фазы А2 облучения могут быть отсканированы также несколько спектральных характеристик E испускаемого излучения со смещением по времени (шаг S4“), чтобы за счет этого также отразить характер нарастания/затухания люминесцентной метки 3 и сделать пригодным для простанственно-зависимой проверки подлинности. Это, например, показывает альтернативное исполнение последовательности А сканирований согласно фиг. 3Б, при которой за второй фазой А2 облучения следует фаза А3 покоя, перед тем, как начинается дополнительная последовательность А сканирований с первой фазой А1 облучения.
При последовательности А сканирований согласно фиг. 3Б пульсирует не только контрольное излучение Р, но также возбуждающее излучение L, даже если с существенно более продолжительной длительностью импульса. Облучение пульсирующим возбуждающим излучением L делает возможным простое (шаг S4) или многократное (шаги S4', S4) сканирование спектральных характеристик E испускаемого излучения во время и/или после пульсирующего облучения возбуждающим излучением L, то есть в рамках второй фазы А2 облучения и/или фазы А3 покоя, то есть, например, один раз в рамках и один раз в конце второй фазы (шаг S4') облучения, а также в заключение к окончанию или по окончании фазы покоя (шаг S4), незадолго до первой фазы А1 облучения следующей последовательности А сканирований. Также при этом может осуществляться пространственно-зависимая оценка характера нарастания/затухания люминесцентной метки 3 и, таким образом, приводить к улучшенной проверке подлинности, которая учитывает не только простое наличие люминесцентной метки 3 по всей протяженности ценного документа  вдоль направления Т перемещения, но также пространственно-зависимую временную характеристику испускаемого излучения люминесцентной метки 3. В предпочтительной форме осуществления сканирование спектральных характеристик Е испускаемого излучения осуществляется незадолго после окончания первой фазы А1 облучения или же сканирования спектральных  характеристик R диффузного отражения, так что может быть более точно оценена составляющая люминесценции в составе спектральных характеристик R диффузного отражения.
Временная доля первой фазы А1 облучения во всей последовательности А сканирований поэтому составляет от 0,1% до 25%, а предпочтительным образом от 1% до 20%. Абсолютная временная продолжительность первой фазы А1 облучения, то есть длительность импульса контрольного излучения Р при этом находится в диапазоне от 0,5 мкс до 500 мкс, преимущественным образом в диапазоне от 1 мкс до 50 мкс. Предпочтительным образом, продолжительность всей последовательности А сканирований составляет сумму продолжительностей фаз А1+А2+А3 и при этом в ней доминирует продолжительность второй фазы А2 облучения, то есть продолжительность фазы А3 покоя тоже относительно короткая. Абсолютная временная продолжительность фазы А3 покоя, предпочтительным образом, находится в диапазоне от 0,1 мкс до 500 мкс, преимущественным образом в диапазоне от 10 мкс до 100 мкс. Это делает возможным особо хорошее накачивание также относительно медленных люминесцентных меток 3 при одновременно хорошем пространственном разрешении.
В отличие от фиг. 3Б, сканирование спектральных характеристик R диффузного отражения, как уже было описано в связи с фиг. 3А, также может быть осуществлено только после завершения облучения контрольным излучением Р, то есть только в рамках фазы облучения А2, чтобы компенсировать любое электронное время запаздывания сканирующего устройства 14.
Для оценки измеренных спектральных характеристик R диффузного отражения и спектральных характеристик E испускаемого излучения на шаге S5 сначала применяются корректировочные и компенсационные методы. Для этого обе спектральные характеристики R, E подвергаются коррекции по отклонениям или же корректуре на фон, при которой устраняются любые вызванные рассеянным излучением или электронным/электромагнитным излучением составляющие спектра. Использованные при этом параметры корректировки могут либо быть жестко заданы в анализирующем устройстве 17, либо определены только в ходе предлагаемого процесса контроля, например, измерений темноты без контрольного облучения P и возбуждающего излучения L в моменты времени, в которые ценный документ 1 отсутствует. Альтернативным или дополнительным образом, также возможно нормировать отсканированные спектральные характеристики R, E диффузного отражения/испускаемого излучения по заданным или актуально обнаруженным интенсивностям или по измеренным на основании калибрующего субстрата референтным спектральным характеристикам.
В случае спектральных характеристик R диффузного отражения при узкополосном контрольном облучении Р, предпочтительным образом, считывается только спектральный канал сканирующего устройства 14, и в случае широкого спектра диффузно отраженного контрольного излучения Р одновременно по времени считываются несколько спектральных каналов. При этом оцениваются только те спектральные каналы сканирующего устройства 14, которые соответствуют спектру диффузно отраженного контрольного излучения P, в результате удаления из спектральных характеристик R диффузного отражения составляющих спектра, которые являются следствием вызванного во время первой фазы А1 облучения испускаемого излучения. Соответствующие параметры этой спектральной фильтрации, в свою очередь, могут либо быть жестко заданы в анализирующем устройстве 17, либо определены в ходе процесса контроля. Также в случае спектрального наложения между испускаемым излучением и контрольным излучением может быть откорректирована составляющая интенсивности испускаемого излучения в соответствующих спектральных каналах спектральных характеристик R диффузного отражения. В этом случае оценочные значения определяются для временной протяженности интенсивности испускаемого излучения на основании линейной или экспонентной модели, которая моделирует изменение во времени испускаемого излучения люминесцентной метки 3. Таким образом, из отсканированных спектральных характеристик R диффузного отражения исключаются составляющие помех, которые являются результатом эффектов нарастания/затухания испускаемого излучения во время первой фазы А1 облучения.
Как только люминесцентная метка 3 проверена с коротким по сравнению с временной продолжительностью первой А1 фазы облучения временем нарастания/затухания, те составляющие спектра, которые возникли вследствие испускаемого излучения люминесцентной метки 3 во время первой фазы А1 облучения, по меньшей мере приблизительно устраняются напрямую, то есть без временного моделирования изменения характера нарастания/затухания люминесцентной метки 3.
Таким образом, откорректированные спектральные характеристики R диффузного отражения затем будут сохранены в памяти контрольного датчика 10 для оценки анализирующем устройством 17 вместе с соответствующими измерительными позициями в ценном документе 1. Также откорректированные спектральные характеристики Е испускаемого излучения сохраняются вместе с соответствующими измерительными позициями. Пространственно-зависимые, при необходимости откорректированные спектральные характеристики R диффузного отражения или же спектральные характеристики Е испускаемого излучения затем объединяются по временной оси t, соответственно, в имеющей пространственное разрешение кривой RC диффузного отражения или же кривой ЕС испускаемого излучения.
Затем осуществляется выравнивание одной или обеих кривых RC, EC, например, путем расчета скользящей средней, скользящей медианы или скользящей процентили для нескольких соседних спектральных характеристик R, E соответствующей кривой RC, EC. При необходимости, кривые RC, EC могут быть дополнительно нормированы по подходящему значению интенсивности, например, по соответствующему максимуму интенсивности или соответствующей медиане интенсивности, причем, однако, прежде всего в случае кривой EC испускаемого излучения имеет смысл дополнительная проверка на превышение абсолютного нижнего порога интенсивности, чтобы можно было надежным образом идентифицировать любые подделки со слишком малой интенсивностью метки.
В зависимости от пространственного разрешения сканирующего датчика 19 и скорости перемещения ценного документа 1 вдоль направления Т перемещения может быть дополнительно выполнена компенсация движения. Для этого обе кривые ЕС, RC смещаются относительно друг друга в размере временного интервала между сканированием спектральных характеристик R диффузного отражения (шаг S2) и сканированием спектральных характеристик Е испускаемого излучения (шаг S4). Прежде всего, при высоком пространственном разрешении за счет этого может быть откорректировано пространственное/временное смещение между несколько раньше по времени записанными характеристиками R диффузного отражения и несколько позже по времени записанными спектральными характеристиками Е испускаемого излучения в отношении качественного сравнения кривых RC, EC.
В заключение определяются фактические пространственные размеры  ценного документа 1 вдоль направления Т перемещения путем выделения краев кривой RC диффузного отражения, например, при помощи цифровых фильтров выделения границ или же фильтров высоких частот. В самом простом случае, могут быть определены те экстремальные позиции кривой RC диффузного отражения, в которых спектральные характеристики R диффузного отражения  поднимаются выше медианы интенсивности или же снова падают ниже медианы интенсивности. Однако в меньшей степени подвержена помехам линейная интерполяция между подходящей квантилью интенсивности (например, 75%, соответствует почти белому) и минимумом кривой RC диффузного отражения или квантилью интенсивности в размере около 5% и определение на основании этого тех (обеих) позиций кривой RC диффузного отражения, в которых кривая RC диффузного отражения пересекает квантиль интенсивности 50% (или, альтернативным образом, среднюю из квантилей 5% и 75%). Из разницы обеих позиций затем выводится протяженность ценного документа 1 вдоль направления Т перемещения. Квантили интенсивности при этом определяются в зависимости от соответствующих внешних признаков или же ожидаемого, диффузно отраженного распределения интенсивности проверяемого ценного документа 1.
Подлинность проверенного ценного документа 1 или же его полноценность или полнота для исключения лоскутной подделки окончательно устанавливается тогда, когда ширина откорректированной кривой RC диффузного отражения качественно сравнима с шириной откорректированной кривой ЕС испускаемого излучения. Показателем меры для полноценности ценного документа 1 при этом является отношение количества точек кривой (или же пикселей) со значимыми или же превышающими порог спектральными характеристиками Е испускаемого излучения и количеством точек кривой (или же пикселей) со значимыми или же превышающими порог спектральными характеристиками R диффузного отражения, которые, прежде всего, соответствуют протяженности ценного документа 1 вдоль пути Т перемещения. К значимым спектральным характеристикам Е испускаемого излучения тогда относятся те, интенсивность которых находится между заданными или полученными во время проверки нижними и верхними пороговыми значениями.
Таким образом, на основании формы кривых фиг. 4 получается показатель меры (отношение) около 1 для подлинной банкноты согласно фиг. 2А (ср. фиг. 4А) и показатель меры (отношение) около 0,82 для поддельного ценного документа согласно фиг. 2Б (ср. фиг. 4Б).
Предлагаемый способ согласно фиг. 1 реализуется за счет применения предлагаемого контрольного датчика 10. Фиг. 5А и 5Б показывают две предпочтительные формы осуществления такого контрольного датчика 10, сканирующее устройство 14 которого выполнено со сканирующим датчиком 19, чтобы со спектральным разрешением отсканировать контрольную область 4, под которой направляется подлежащий проверке ценный документ 1 в направлении Т перемещения со скоростью перемещения от 1 м/с до 13 м/с, предпочтительным образом от 4 м/с до 11 м/с.
Сканирующее устройство 14 включает в себя испущенное люминесцентной меткой 3 испускаемое излучение в определенной спектральной области обнаружения сканирующего датчика 19 и выдает спектральные характеристики Е испускаемого излучения, которые передают спектральные свойства отсканированного испускаемого излучения. Для возбуждения люминесцентной метки 3 источник 13 возбуждающего излучения облучает контрольную область 4 возбуждающим излучением L. Возбуждающее излучение L таким образом согласовано с люминесцентной меткой 3, что это оказывает влияние на испускаемое излучение в оптической области, например в ультрафиолетовом (УФ), видимом (ВИЗ) или инфракрасном (ИК) спектральном диапазоне. Возбуждающее излучение L при этом, преимущественным образом, является спектрально узкополосным, но также может быть широкополосным или содержать наложение из различных узкополосных и/или широкополосных  составляющих излучения.
Кроме того, контрольная область 4 облучается источником 12 излучения контрольным излучением Р, чтобы на основании диффузно отраженных спектральных характеристик R диффузного отражения определить наличие ценного документа 1 в контрольной области 4 на момент времени сканирования или же установить его протяженность в направлении Т перемещения путем оценки полученной кривой RC диффузного отражения.
Источник 12 контрольного излучения при этом создает контрольное излучение Р со спектральным распределением, которое частично или по возможности полностью перекрывает спектральную область обнаружения  сканирующего устройства 14 или же контрольного датчика 19. Особо предпочтительным образом, контрольное излучение Р является спектрально узкополосным, и может быть обнаружено только в одном или в нескольких спектральных каналах сканирующего устройства 19. Созданное контрольное излучение Р, предпочтительным образом, спектрально рассчитано таким образом, что оно не вызывает значимое испускаемое излучение люминесцентной метки 3. Преимущественным образом, составляющая вызванного люминесцентной меткой 3 испускаемого излучения в интенсивности отсканированных спектральных характеристик R диффузного отражения составляет менее 10%.
Источник 12 контрольного излучения создает контрольное излучение Р с подходящим источником света, например светодиодом или лазерным диодом, особо предпочтительным образом лазерным диодом торцевого излучения или поверхностно-излучающим лазером с вертикальным резонатором (VCSEL) или же матрицей VCSEL. Если требуется, в траекторию лучей контрольного датчика 10 включают другие оптические устройства, фильтр или конвертер люминесцирующего вещества, чтобы обеспечивать желаемый, при необходимости, узкополосный спектр контрольного излучения Р с соответствующим спектральным наложением на спектр исходящего от люминесцентной метки 3 испускаемого излучения в спектральной области обнаружения сканирующего датчика 19. При этом оптика контрольного датчика 10 выполнена таким образом, что контрольное излучение Р присоединяется к ходу лучей по направлению к сканирующему устройству 14 в результате диффузного отражения или же рассеяния по поверхности ценного документа 1, как только ценный документ 1 перемещается в контрольную область 4.
Кроме того, контрольный датчик содержит регулирующее/анализирующее устройство 17, которое таким образом регулирует источник 12 контрольного излучения и источник 13 возбуждающего излучения, что последовательность А сканирований реализуется согласно фиг. 10 3А или 3Б. Регулирующее/анализирующее устройство 17 также проверяет ценный документ 1 на основании полученной кривой RC диффузного отражения и кривой ЕС испускаемого излучения на подлинность или же полноту.
Контрольный датчик 10 согласно фиг. 5А направляет контрольное излучение непосредственно на контрольную область 4 и, таким образом, на ценный документ 1, при этом также дополнительно могут применяться диафрагмы или осветительная оптика. В контрольной области 4 с пространственным наложением на контрольное излучение Р присоединяется возбуждающее излучение L от источника 13 возбуждающего излучения через дихроичный лучевой делитель 16 и направляется при помощи оптики 15 на перемещаемый мимо ценный документ 1. Источник 13 возбуждающего излучения при этом содержит, например, светодиод или полупроводниковый лазер, прежде всего поверхностно-излучающий лазер с вертикальным резонатором (VCSEL) или матрицей VCSEL. Как диффузно отраженное от ценного документа контрольное излучение Р, так и испущенное люминесцентной меткой 3 испускаемое излучение поступают в сканирующее устройство 14 через оптику 15 и обнаруживаются там сканирующим датчиком 19 со спектральным разрешением. Для этой цели сканирующее устройство 14 имеет спектрографическое устройство 18 и сканирующий датчик 19, который фиксирует со спектральным разрешением составляющие спектра и компоненты спектра, которые были созданы спектрографическим устройством 18.
В случае контрольного датчика 10 согласно фиг. 5Б облучение ценного документа 1, альтернативным образом, может осуществляться при помощи комбинированного облучающего устройства 11, которое содержит соответствующие источники 12, 13 облучения для создания контрольного излучения Р и возбуждающего излучения L. При этой альтернативной форме осуществления контрольного датчика 10 оба излучения вместе присоединяются через дихроичный лучевой делитель 16 к траектории лучей контрольного датчика 10 в направлении контрольной области 4.
Типичная поляризационная зависимость в спектральной области краев диэлектрических фильтров для подавления интерференционных помех на дихроичных зеркалах может быть использована, например, когда линейно поляризованное излучение (прежде всего, контрольное излучение) изменяет траекторию в дихроичном зеркале с высокой отражательной способностью (преимущественно выше 80%), в то время как диффузно отраженное от ценного документа 1 излучение также содержит спектральные составляющие перпендикулярных к нему поляризационных компонентов, которые, таким образом, достаточно хорошо передаются, например, в диапазоне более 40%.