DE2940481C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Personenkontrollvorrich­ tung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die Identifizierung von Personen ist an zahlreichen Stellen, z. B. Lagern, Banken, Laboratorien und an stark gefährdeten Anlagen, erforderlich. Lange Zeit ist die handgeschriebene Unterschrift das geeignetste und allgemein anerkannte Mit­ tel zur Identifizierung einer Person gewesen. Beim Einlösen von Schecks kontrollieren die Banken noch heute die eigen­ händige Unterschrift des Vorlegers. Anlagen, in denen Unbedenklichkeitsbescheinigungen erforderlich sind, ver­ lassen sich in erster Linie auf Lichtbilder in Identitäts­ karten. Den Vergleich der Person mit dem Ausweisbild nimmt vor dem Betreten der Anlagen ein Wächter vor. Bei diesen Verfahren sind Fälschungen und falsche Darstellungen nicht auszuschließen.

Sicherheitssysteme gibt es vorwiegend in Verbindung mit Eingangskontrollen, die mit "Kreditkartenchiffren" arbei­ ten. Einige Systeme dieser Art erfordern auch eine einge­ stanzte Codezahl. Das Neueste in Sachen Eingangskontrolle ist in den Vorrichtungen verwirklicht, die irgendeine Eigenheit des menschlichen Körpers als "Chiffre" verwen­ den. Zum Beispiel Sichtkontrolle durch Betriebsfernsehen.

Die Fähigkeiten und die Zuverlässigkeit des die Iden­ tifizierung vornehmenden Wächters sind die schwachen Punkte solcher Systeme. Bei der Eingangskontrolle hat man auch begonnen, andere persönliche Merkmale, wie Stim­ me, Finger- oder Handabdruck, zu Identifizierungszwecken heranzuziehen.

Einige Vorrichtungen zur Unterschriftsnachprüfung arbeiten mit Weg­ sensoren wie etwa linearen Differentialübertragern in einer speziellen Feder oder mit speziellen Schreibflächen, in die Drahtgitter eingeschlossen sind. Eine Personenkontrollvorrichtung zur Nachprüfung von Unterschriften, im wesentlichen durch Benutzung der beim Schreiben mit der Hand auftretenden Beschleunigungsgrößen in einem Rech­ ner, ist in der US-PS 39 83 535 beschrieben. Die Vorrichtung ist ein Schreibgerät (Feder), das mit einem Kraftwandler ausgestattet ist und die außerordentlich hohen Korrelationen innerhalb bestimmter Bereiche eines Unterschriftsbildes ausnützt.

Eine Personenkontrollvorrichtung der gattungsgemäßen Art ist aus der US-PS 40 08 457 bekannt, bei der die Fläche für die Aufnahme von handgeschriebenen Zeichen elastisch gelagert und mit einem magneto-mechanischen Druckwandler verbunden ist. Durch ihre Größe und ihr Gewicht bewirkt die Fläche eine erhebliche Dämpfung der übertragenen Signale, so daß der zeitliche Druckverlauf bei der Abgabe der Unterschrift nur sehr grob erfaßt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungs­ gemäße Personenkontrollvorrichtung derart weiterzuent­ wickeln, daß die zeitlichen Druckänderungen, die beim Beschreiben der Fäche auftreten, genauer erfaßt werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1 gelöst.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung bringt folgende Vorteile: Eine Kunststoff­ folie mit stabilen piezoelektrischen (oder pyroelektri­ schen) Eigenschaften bietet eine große, insgesamt aktive Schreibfläche. Soll der Temperatur/Zeit-Effekt hervor­ gehoben werden, so kann eine spezielle beheizte Feder benutzt werden. Die Druck/Zeit- und/oder Temperatur/Zeit- Information kann zur visuellen Überprüfung dargestellt werden, kann aber auch in einen Rechner übertragen wer­ den, in dem die erforderlichen Vergleiche nach dem Schrei­ ben der Unterschrift vorgenommen werden. Der Folien- Wandler könnte auch als Mikrophonaufnehmer dienen, um die Stimme einer Person zu kontrollieren, wenn diese ihren Namen oder ein spezielles Codewort spricht. Diese Schall­ information kann von dem Rechner verarbeitet werden, so daß eine zusätzliche Überprüfung der Identität der Person stattfindet. Die Nachprüfung von Unterschrift und Stimme erhöht die Zuverlässigkeit des Kontrollsystems beträcht­ lich. Die

Fig. 1a und 1b in der Zeichnung geben Oszillographen­ aufzeichnungen wieder, die benutzt werden, um die Ausgangs­ größe eine piezoelektrischen Folienwandlers darzustellen, wenn eine Unterschrift von ein und derselben Person zwei­ mal hintereinander geleistet wird. Die

Fig. 2a und 2b geben die Ausgangsgröße eines piezo­ elektrischen Folienwandlers als Aufzeichnung eines Oszillo­ graphen wieder und zeigen ein akustisches Bild eines von ein und derselben Person zweimal nacheinander gesproche­ nen Wortes.

Die Personenkontrollvorrich­ tung weist eine Fläche auf für die Aufnahme handgeschriebener Zeichen und die Übertragung einer Darstellung dieser Zei­ chen unter Anwendung elektrischer Energie auf eine Ein­ richtung, die diese Zeichendarstellung wiedergeben oder speichern kann. Die Fläche ist als gepolte Platte eines pie­ zoelektrisch wirksamen Harzes ausgebildet und die gepolte Platte hält eine so große Ladung, daß ein piezoelektrisches Signal geliefert wird, wenn die genannte Platte von Hand mit Zeichen versehen wird, und daß wahlweise ein piezoelektrisches Signal von einem anschließend gesprochenden Laut gegeben wird.

Piezoelektrisch wirksame Harze sind solche Harze, die in der Lage sind, einen stabilen piezoelektrischen (oder pyroelektrischen) Effekt zu liefern, wenn aus diesem Harz hergestellte Folien oder Platten aufgeladen werden und die Oberflächenladung (Homöoladung) durch Erden oder auf andere Weise abgeleitet wird. Beispiele solcher Harze sind beschrieben von Kawai in "Japanese Journal of Applied Physics", Band 8, 1969, Seiten 975 und 976. Kawai nennt Polyvinylidenfluorid, Polyvinylfluorid, Polyvinyl­ chlorid und Polykarbonat. Bestimmte Polyamidharze zeigen in geladenem Zustand ebenfalls piezoelektrische Eigen­ schaften, und ausgezeichnete piezoelektrische Wirkung zeigen Mischpolymerisate von Vinylidenfluorid mit anderen halogenierten Olefinen; Beispiele hierfür: ein Mischpoly­ merisat aus 65 bis 75 Gew.-% Vinylidenfluorid mit etwa 35 bis 25 Gew.-% Tetrafluoräthylen oder Trifluoräthylen oder Hexafluorpropylen oder Vinylfluorid oder Vinylchlo­ rid oder Gemischen dieser in Mischpolymerisaten verwend­ baren Monomere. Besser geeignet sind im allgemeinen Poly­ merisate mit mindestens 65 Mol.-% Vinylidenfluorid in Ver­ bindung mit mindestens einem zur Mischpolymerisation ge­ eigneten Monomeren, vorzugsweise einem fluorierten Äthy­ len oder Propylen. Wie an sich bekannt, haben Vinyliden­ fluoridpolymerisate, die nur oder zu einem hohen Prozent­ satz aus Beta-Kristallen bestehen, die besten piezoelek­ trischen Eigenschaften. Die piezoelektrische Eigenschaften in einem Harz-Häutchen lassen sich durch verschiedenar­ tige Behandlungen beeinflussen, insbesondere durch mono­ axiales, biaxiales oder multiaxiales Orientieren des Häutchens, was in an sich bekannter Weise durch Recken oder Walzen erfolgt.

Piezoelektrische oder pyroelektrische Effekte werden in dielektrischen Stoffen mit permanentem elektrischen Mo­ ment induziert. Diese Momente orientieren sich in Richtung des angelegten elektrischen Feldes. Das Anlegen eines elek­ trischen Gleichfeldes an das dielektrische Material wird als "Polen" bezeichnet. Der Vorgang des Polens ist an sich bekannt und bedeutet bei dielektrischen Harzfolien und -platten im allgemeinen das Anlegen einer Gleichspannung von beispielsweise 300 bis 1000 kV je Zentimeter Dicke des dielektrischen Materials an die dielektrische Harzplatte. Die Ladung wird im allgemeinen angebracht, während das Harz eine Zeitlang auf eine Temperatur erhitzt wird, die zwischen wenig über Raumtemperatur und wenig unter dem Schmelzpunkt des Harzes liegt, und anschließend bei angelegtem Potential die Harzplatte gekühlt wird.

Das Polen führt zu ständiger Polarisation und einer "Hetero­ ladung" wegen der resultierenden Dipolausrichtung. Zusätz­ lich zu diesem Effekt wird eine echte Ladung angelegt und an der Folienoberfläche konzentriert. Da diese echte Ladung das gleiche Vorzeichen hat wie die Polungselektrode, wird sie als "Homöoladung" bezeichnet. Die Homöoladung kann die Wirkung der permanenten, auf die ständige Ausrichtung der Dipole zurückzuführende Heteroladung überdecken und eine falsche Piezoelektrizität hervorrufen. Die Homöoladung kann monatelang auf einer gepolten dielektrischen Folie oder Platte bleiben, wenn sie nicht durch eine stabilisierende Technik entfernt wird.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zum Stabilisieren von gepolten piezoelektrischen Harzele­ menten und die Notwendigkeit dieser Maßnahme bekannt. In den US-PS 36 60 736 und 38 33 503 ist ein Wärmeverfahren zum Stabilisieren von gepolten Folien mit piezoelektrischen Eigenschaften beschrieben. In der US-PS 39 73 715 ist ein Verfahren zum Stabi­ lisieren von piezoelektrischen Elementen beschrieben, nach dem das Element in Wasser getaucht wird. Ein weiteres, aus­ gezeichnetes Verfahren zum Stabilisieren von piezoelek­ trischen Platten lehrt die US-PS 40 55 878, wo­ nach die Homöoladung von der gepolten Folie entfernt wird, indem die druckbeaufschlagte Folie geerdet wird.

Um Elektroden zu haben, mit denen die elektrischen Signale von den gepolten Platten abgeführt werden können, lassen sich die Platten einseitig oder beidseitig vor oder nach dem Polen mit elektrisch leitenden Schichten versehen, die beispielsweise aus der Dampfphase abgeschieden, auf­ gemalt, durch Galvanisieren, Zerstäuben oder dergleichen erzeugt werden können. Derartige Schichten können aus verschiedenartigen leitenden Materialien bestehen, wie beispielsweise Metallen oder Metalloxiden, was auch an sich bekannt ist. Man kann die unbeschichteten Platten auch mit Metallschichten als Elektroden belegen.

Fig. 1a zeigt, wie erwähnt, eine Wiedergabe einer gespei­ cherten Oszillographenaufzeichnung. Sie ist von Peter Radice erzeugt worden, indem er seinen Namen auf eine ge­ polte Platte aus einem piezoelektrisch wirksamen Harz schrieb, die eine 0,01 mm starke Polyvinyliden­ fluorid-Folie aufwies, welche fünfmal einachsig gereckt worden war, dann mit einer 100 nm starken Nickelbeschich­ tung auf beiden Seiten versehen, gepolt durch Anlegen einer Gleichspannungsfeldstärke von 500 KV/cm an die beschichtete Folie bei gleichzeitiger Erwärmung auf 90°C während einer Stunde und Abkühlung auf 40°C während 20 Minuten; die Stabilisierung erfolgte, indem die gepolte Folie unter Druckbeaufschlagung mit 14 bar kurz­ geschlossen oder geerdet wurde. Anschließend wurde diese gepolte Platte auf Hartpappe von 6 mm angebracht, nachdem die Folie auf beiden Seiten Elektrodenleitungen (Aluminiumfolie) erhalten hatte. Die Leitungen wurden dann an den Eingang eines Tektronix-Einstrahl-Oszillographen geführt. Auf die gepolte Folie wurde ein Stück Papier gelegt, und die Unterschrift wurde mit einem Kugelschreiber geschrieben.

Fig. 1b ist die Wiedergabe einer zweiten Unterschrift der gleichen Person auf der gleichen gepolten Platte eines piezoelektrischen Harzes; die Unterschrift wurde elektrisch auf den Bildschirm des Oszillographen übertragen, wo sie als Oszillogramm der Unterschrift erschien.

Fig. 2a gibt einen gespeicherten Oszillographenschrieb wieder, der die Ausgangsgröße einer gepolten Platte von piezoelektrischem Harz darstellt, dadurch entstanden, daß ein Codewort gegen die Oberfläche der Platte gesprochen wurde. Fig. 2b zeigt einen Oszillographenschrieb des gleichen Codeworts, zu einem späteren Zeitpunkt von der gleichen Person aus kurzem Abstand gegen die gleiche gepolte Platte aus piezoelektrischem Harz gesprochen.

Die hier beschriebene Vorrichtung kann, wie aus dem Stand der Technik bekannt, in vielfacher Weise eingesetzt werden. Die speziellen Empfangs-, Speicher- und Vergleichsein­ richtungen, mit denen die erfindungsgemäße Vorrichtung kombiniert werden kann, gehören ebenfalls zum Stand der Technik und sind beispielsweise in den US-PS 38 40 911, 36 18 019, 36 21 720, 36 99 517 und 39 83 535 beschrieben.

Wegen der pyroelektrischen Eigenschaften, die bei gepol­ ten Platten aus piezoelektrischem Harz gewöhnlich anzu­ treffen sind, kann zum Anbringen der Zeichen auf der Platte mit Vorteil ein erwärmter Stift benutzt werden; dadurch werden die Schreibgewohnheiten der Person, deren Unterschrift nachgeprüft werden soll, hervorgehoben.

Claims (6)

1. Personenkontrollvorrichtung mit einer Fläche für die Aufnahme von handgeschriebenen Zeichen und die Über­ tragung einer Darstellung dieser Zeichen unter An­ wendung elektrischer Energie zum Vergleichen mit einer entsprechenden Darstellung, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fläche als gepolte Platte eines piezoelektrisch wirksamen Harzes ausgebildet ist und daß die gepolte Platte eine so große Ladung hält, daß ein elektrisches Signal geliefert wird, wenn die Platte von Hand mit Zeichen versehen wird.

2. Personenkontrollvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es sich bei dem piezoelektrisch wirksamen Harz um ein Vinylidenfluorid-Polymerisat handelt, von dem mindestens 65 Mol.-% aus Vinylidenfluorid bestehen.

3. Personenkontrollvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Vinylidenfluorid-Polymerisat ein Homopolymerisat ist.

4. Personenkontrollvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Vinylidenfluorid-Poly­ merisat ein Mischpolymerisat mit mindestens 65 Mol.-% Vinylidenfluorid und mindestens einem anderen, in ein Mischpolymerisat einbaubaren fluorierten Äthylen- oder Propylen-Monomeren ist.

5. Personenkontrollvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die gepolte Platte einseitig oder beidseitig mit einer elektrisch leitenden Beschichtung versehen ist.

6. Personenkontrollvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die gepolte Platte eine so große Ladung hält, daß ein elektrisches Signal geliefert wird, wenn aus kurzem Abstand ein gesprochener Laut darauf gerichtet ist.