DE102005040852A1 - Scanner zum optischen und elektrischen Abtasten von Transponder-enthaltenden Dokumenten - Google Patents

Scanner zum optischen und elektrischen Abtasten von Transponder-enthaltenden Dokumenten Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Scanner zum optischen und elektrischen Abtasten von Transponder-enthaltenden Dokumenten.
Der Scanner weist einen Spiegel unterhalb einer Glasplatte auf, um Licht von einer optischen Abtasteinrichtung auf ein auf der Glasplatte liegendes Dokument umzulenken bzw. vom Dokument reflektierte Lichtsignale zur optischen Abtasteinrichtung weiterzuleiten. Erfindungsgemäß ist der Spiegel ein metallischer Spiegel, dessen Metallschicht in einzelne Spiegelsegmente unterteilt ist. Hierdurch bilden die Spiegelsegmente nur kleine zusammenhängende elektrische Flächen, die Radiowellen nicht beeinträchtigen. Deshalb kann in diesem Scanner auch eine elektrische Abtasteinrichtung zum Senden und Empfangen von Radiowellen vorgesehen werden, um einen im Dokument enthaltenen Transponder auszulesen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum optischen und elektrischen Abtasten von Transponder-enthaltenden Dokumenten.
  • Zum Abtasten von Ausweisdokumenten, wie Reisepässe, Personalausweise und dergleichen, werden optische Scanner verwendet. Mit den Scannern wird eine Bilddatei erzeugt, aus welcher entweder automatisch Daten z.B. mittels eines OCR-Verfahrens extrahiert und mit einer Datenbank verglichen werden, oder die Bilddatei wird an einem oder an mehreren Geräten angezeigt, wo sie vom Kontrollpersonal manuell mit einem vorhanden Datenbestand verglichen werden kann. In solchen Ausweisdokumenten werden mittlerweile auch Transponder integriert. Transponder sind Halbleiterspeicher, die mit einer Kommunikationseinrichtung versehen sind, so dass deren Dateninhalt mittels Radiowellen ausgelesen und gegebenenfalls verändert werden kann.
  • Bekannte optische Scanner zum Abtasten von Dokumenten weisen eine Glasplatte zum Auflegen des jeweiligen Dokumentes und eine optische Abtastvorrichtung auf, die mittels eines unterhalb der Glasplatte angeordneten Spiegels das auf der Glasplatte liegende Dokument abtasten kann. Der Spiegel besitzt üblicherweise eine reflektierende Metallschicht. Will man in einem solchen Scanner eine Antenne zum Senden und Empfangen von Radiowellen anordnen, so würde durch die Metallschicht des Spiegels die Sende- und Empfangsleistung erheblich geschwächt werden, da sie aufgrund der Radiowellen in der Metallschicht Wirbelströme bilden. Versuche haben gezeigt, dass mit einer solchen Anordnung kein zuverlässiges Lesen von RFID-Transpondern möglich ist, wenn der Spiegel in der Nähe der Antenne angeordnet ist.
  • Aus der US 2002/0170973 A1 geht eine Vorrichtung zum Kopieren und Drucken hervor, die eine Druckstation aufweist, bei welcher eine Glasplatte angeordnet ist, unter welcher sich eine Scanneinrichtung zum optischen Scannen von auf der Glasplatte liegenden Vorlagen befindet. Weiterhin ist ein Deckel über der Glasplatte angeordnet, der mit einem automatischen Papiereinzug ausgerüstet ist. Der Deckel weist eine weitere optische Scanneinrichtung auf. Im Deckel sind weiterhin zwei Schreib-/Lese-Einrichtungen zum Schreiben bzw. Lesen von RFID-Signalen vorgesehen. Eine weitere Schreibe-/Lese-Einrichtung von RFID-Signalen ist in der Druckstation angeordnet. Mit dieser Vorrichtung können Papierbögen, die einen RFID-Transponder enthalten, sowohl optisch als auch elektrisch abgetastet, optisch und elektrisch kopiert sowie optisch und elektrisch bedruckt werden.
  • Die WO 03/077196 A1 betrifft ein Verfahren, ein Gerätesystem und ein Computerprogramm zur Produktion und Verfolgung eines gedruckten Dokumentes mit einer eindeutigen Kennung. Auf einem Aufzeichnungsträger ist ein Datenträger mit einem individuellen Erkennungsmerkmal aufgebracht, der zumindest teilweise berührungslos elektronisch lesbar, löschbar, veränderbar und/oder beschreibbar ist. Der Aufzeichnungsträger wird mit Informationen bedruckt und im Zuge des Dokumentenproduktionsvorganges werden Daten in den Datenträger geschrieben, wobei Daten eines Anwenderprogramms, des gedruckten Dokuments und/oder des Datenträgers in einer Datei verknüpft werden.
  • Die US 6,088,133 beschreibt eine Vorrichtung zum Abtasten von Ausweisdokumenten, wie z.B. Reisepässe, Personalausweise, Führerscheine, etc. Diese Vorrichtung zeichnet sich durch eine spezielle Spiegelanordnung aus, die die vollständige Oberfläche eines abzutastenden Dokumentes auf eine Kamera abbildet, wobei keinerlei bewegliche Teile notwendig sind. Hierbei wird weder der Spiegel noch die Kamera, noch die Lichtquelle bewegt.
  • Aus der JP 2003-248802 A geht eine Vorrichtung zum automatischen Erfassen von gefälschten Ausweisdokumenten hervor. Diese Vorrichtung weist einen optischen Scanner und eine Leseeinrichtung zum Lesen eines in den Ausweis integrierten Identifikationschips auf. Mit dem optischen Scanner wird das im Ausweis enthaltene Foto optisch erfasst und gleichzeitig wird aus dem Identifikationschip eine das Gesicht des Benutzers darstellende Bilddatei ausgelesen. Beide Bilder werden automatisch verglichen, um hierin unterschiede festzustellen.
  • Auf die Dokumente US 2002/0170973 A1, WO 03/077196 A1, US 6,088,133 und JP 2003-248802 A wird vollinhaltlich Bezug genommen und sie werden in die vorliegenden Anmeldung inkorporiert.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Scanner zum optischen Abtasten von Dokumenten, insbesondere Ausweisdokumenten, derart weiterzubilden, dass mit einem solchen Scanner auch das elektrische Abtasten von Transponder-enthaltenden Dokumenten möglich ist.
  • Die Aufgabe wird durch einen Scanner mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Der erfindungsgemäße Scanner zum optischen und elektrischen Abtasten von Transponder-enthaltenden Dokumenten weist eine Glasplatte zum Auflegen der Dokumente, eine optische Abtasteinheit, die über einen unterhalb der Glasplatte angeordneten Spiegel ein auf der Glasplatte liegendes Dokument abtasten kann, und zumindest eine Antenne zum Senden von elektromagnetischen Signalen zum Transponder und zum Empfangen von elektrischen Signalen vom Transponder auf.
  • Der erfindungsgemäße Scanner zeichnet sich dadurch aus, dass der Spiegel eine optisch reflektierende Metallschicht aufweist, die in separate Spiegelsegmente unterteilt ist.
  • Durch das Unterteilen der Metallschicht in einzelne Spiegelsegmente können sich Wirbelströme nicht mit einer Intensität ausbilden, die Radiowellen nennenswert beeinträchtigt. Hierdurch wird die Übertragung der Radiowellen zwischen der Antenne und dem Transponder nicht beeinträchtigt. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass wenn die Trennbereiche zwischen den einzelnen Spiegelsegmenten nicht zu groß sind kaum oder keine optischen Informationen verloren gehen. Es ist deshalb zweckmäßig, dass die Spiegelsegmente nicht weiter als 50 μm und vorzugsweise nicht weiter als 20 μm bis 30 μm voneinander beabstandet sind. Dieser Abstand der Spiegelsegmente von nicht mehr als 50 μm hat sich bei einem Scanner mit einer Auflösung von 320 dpi als geeignet erwiesen. Bei einer Auflösung von 320 dpi beträgt der Durchmesser eines Pixels etwa 80 μm. Grundsätzlich ist der Abstand zwischen zwei benachbarten Spiegelsegmenten, bzw. die Breite der Trennbereiche etwas kleiner als der Durchmesser der mit dem Scanner zu erfassenden Pixel einzustellen. Bei einer geringen Auflösung, bei welcher die Pixel größer sind, kann der Abstand deshalb etwas größer eingestellt werden, wohingegen er bei einer höheren Auflösung kleiner eingestellt werden sollte.
  • In den Trennbereichen zwischen den einzelnen Spiegelsegmenten wird das Dokument lediglich mit einer geringeren Helligkeit detektiert. Dies kann bei der Nachbearbeitung der Bilddaten automatisch korrigiert werden.
  • Es hat sich gezeigt, dass streifenförmige Spiegelsegmente, die sich über fast die gesamte Breite des Spiegels erstrecken, bereits ein zuverlässiges Abtasten des Transponders ermöglichen. Vorzugsweise sind die Spiegelsegmente jedoch kleine rechteckförmige Abschnitte mit einer maximalen Breite von 10 mm und einer maximalen Länge von 15 mm. Durch derart kleine Spiegelsegmente werden die Radiowellen in keinster Weise beeinträchtigt.
  • Anstelle eines Spiegels mit einer in mehrere Spiegelsegmente unterteilten Metallschicht kann auch ein Spiegel mit einer reflektierenden dielektrischen Schicht vorgesehen werden. Ein solcher Spiegel ist jedoch in der Herstellung wesentlich aufwendiger und deshalb teurer als ein Spiegel mit Metallschicht.
    •
  • Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnung zeigen in:
  • 1 schematisch die wesentlichen Elemente eines Scanners gemäß der vorliegenden Erfindung,
  • 2 in der Draufsicht die Glasplatte und die Antenne des Scanners aus 1,
  • 3 einen Spiegel, in dem schematisch mehrere rechteckförmige Spiegelsegmente eingezeichnet sind,
  • 4 einen Spiegel, in dem schematisch mehrere streifenförmige Spiegelsegmente eingezeichnet sind.
  • 1 zeigt schematisch einen Scanner 1, wobei die Elemente, die für einen Fachmann selbstverständlich an einem Scanner vorgesehen und für den Fachmann zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht unbedingt notwendig sind, wie z.B. ein Gehäuse oder ein Deckel zum Abdecken der abzutastenden Dokumente, weggelassen sind.
  • Der Scanner 1 weist eine Glasplatte 2 auf, auf welcher ein abzutastendes Dokument 3 aufgelegt werden kann. Unterhalb der Glasplatte 2 ist ein Spiegel 4 angeordnet. Der Spiegel 4 ist aus einem Glassubstrat 5, einer darauf aufgedampften Metallschicht 6 und einer Schutzschicht 7 ausgebildet.
  • Sowohl die Glasplatte 2 als auch der Spiegel 4 sind in der Draufsicht rechteckförmig ausgebildet. Sie sind jeweils mit einer Begrenzungskante 8 bzw. 9 benachbart zueinander angeordnet, wobei der Spiegel 4 gegenüber der horizontal angeordneten Glasplatte 2 eine Neigung aufweist, so dass die Glasplatte 2 und der Spiegel 4 einen Winkel α einschließen. Typischer Weise beträgt der Winkel α 45° um Lichtstrahlen von einer optischen Abtasteinrichtung 10 durch die Glasplatte 2 hindurch auf das Dokument 3 abzulenken und vom Dokument 3 reflektiertes Licht wieder zur optischen Abtasteinrichtung umzulenken.
  • Die optische Abtasteinrichtung weist eine Lichtquelle 11, ein Objektiv 12, das hier lediglich durch eine einzelne Linse dargestellt ist, jedoch auch mehrere Linsen umfassen kann, eine Kamera 13 und eine elektrische Auswerteeinrichtung 14 auf. Die Lichtquelle 11 und die Kamera 13 sind jeweils zeilenförmig ausgebildet und nebeneinander angeordnet. Sie können durch einen Bewegungsmechanismus (nicht dargestellt) in vertikaler Richtung auf und ab bewegt werden, so dass von der Lichtquelle 11 ausgestrahltes Licht einen vorbestimmten Abtastbereich 15 (2) vollständig abdeckt und das im Bereich des Abtastbereiches 15 von einem Dokument reflektierte Licht von der Kamera 13 empfangen wird.
  • Die Kamera 13 ist beispielsweise eine CCD-Zeilensensoreinheit, die ein digitales Bilddatensignal ausgibt. In der mikroprozessorgesteuerten elektrischen Auswerteeinrichtung 14 wird das Bilddatensignal weiter verarbeitet.
  • Anstelle der Kamera 13 in Form einer CCD-Zeilensensoreinheit kann auch ein Flächensensor verwendet werden. Bei der Verwendung eines Flächensensors ist es zweckmäßig, dass weder der Flächensensor noch die Lichtquelle bewegt wird, da sich dadurch der Aufbau des gesamten Scanners vereinfacht.
  • Die Glasplatte 2 begrenzt im vorliegenden Ausführungsbeispiel den Abtastbereich 15. Unterhalb der Glasplatte 2 und außerhalb des Abtastbereichtes 15 ist eine um den Abtastbereich 15 umlaufende Antenne 16 angeordnet. Die Antenne 16 ist mit einer Sende- und Empfangseinrichtung 17 zum Senden und Empfangen von RFID-Signalen verbunden. Mit dieser Sende- und Empfangseinrichtung 17 können Transponder des Typs ISO 14443 gelesen und beschrieben werden.
  • Die Metallschicht 6 des Spiegels 4 ist erfindungsgemäß in eine Vielzahl von Spiegelsegmenten unterteilt. 3 zeigt einen Spiegel 4 mit rechteckförmigen Spiegelsegmenten 18. Die Breite b der Spiegelsegment beträgt 10 mm und die Länge l etwa 15 mm. Die einzelnen Spiegelsegmente sind voneinander beabstandet, so dass sie jeweils elektrisch getrennte Einzelspiegelflächen bilden. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Spiegelsegmenten 18 beträgt vorzugsweise 20 μm bis 50 μm bei einer Auflösung des Scanners von 320 dpi.
  • Durch das Ausbilden derart kleiner Spiegelsegmente entstehen keine Wirbelströme, die die von der Antenne 16 abgegebenen bzw. empfangenen Radiowellen beinträchtigen. Es hat sich gezeigt, dass die Spiegelsegmente mit einer Breite bis zu etwa 15 mm und einer Länge l bis zu etwa 20 – 30 mm ausgebildet werden können, ohne dass eine Nennenswerte Beeinträchtigung der Radiowellen erfolgt. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass je größer die Breite b gewählt wird, desto kleiner die Länge l sein sollte bzw. je größer die Länge l gewählt wird, desto kleiner sollte die Breite b sein. In 3 sind die Spiegelsegmente 18 lediglich schematisch eingezeichnet. Tatsächlich sind sie mit dem freien Auge am Spiegel nicht, oder allenfalls die Zwischenbereiche zwischen den Spiegelsegmenten 18 als sehr schwach ausgeprägte Gitterstruktur erkennbar, die etwas dunkler als der übrige Bereich des Spiegels 4 sind. Diese etwas dunkleren Zwischenbereiche können in der elektrischen Auswerteeinrichtung 14 durch einen entsprechenden Filter korrigiert werden. Dieser Filter ist ein herkömmlicher Filter zum Hell-/Dunkelabgleich, der unmittelbar nach der Herstellung des Scanners durch Abtasten eines gleichmäßig weißen Blattes generiert wird. Durch das Vorsehen der Zwischenbereiche 19 zwischen den einzelnen Spiegelsegmenten 18 geht keine optische Information verloren, lediglich die Lichtintensität in diesem Zwischenbereich ist etwas schwächer.
  • 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spiegels 4, in dem streifenförmige Spiegelsegmente 20 schematisch dargestellt sind. Die Länge l der Spiegelsegmente 20 entspricht fast der gesamten Breite B des Spiegels 4. Die Breite b der Spiegelsegment 20 beträgt etwa 5 mm. Diese Breite liegt zweckmäßigerweise im Bereich von 2 mm bis 10 mm. Die streifenförmigen Spiegelsegmente 20 sind senkrecht zu den Begrenzungskanten 8 bzw. 9 und damit auch senkrecht zu der hierzu angrenzenden Antenne 16 (in 1 rechts oben) angeordnet. Da die streifenförmigen Spiegelsegmente 20 senkrecht zu der benachbarten Antenne 16 verlaufen, wird eine Beeinträchtigung der Radiowellen durch Wirbelströme verhindert.
  • Auch mit diesem Spiegel werden die Radiowellen nicht nennenswert beeinträchtigt, so dass eine elektrische Abtastung eines Transponders mittels der Antenne 16 möglich ist. Jedoch ist die Ausführungsform nach 3 mit kleinen rechteckförmigen Spiegelsegmenten wirksamer als die Ausführungsform nach 4, mit welcher eine gewisse Schwächung der Radiowellen in Kauf genommen wird.
  • Unabhängig von der Form der Spiegelsegmente liegt das Prinzip der vorliegenden Erfindung darin, die Metallschicht eines Spiegels in mehrere Segmente aufzuteilen, wodurch die einzelnen Segmente elektrisch voneinander getrennt sind und keine Wirbelströme entstehen können, die Radiowellen erheblich beeinträchtigen. Hierdurch ist es möglich, dass auf die Glasplatte ein Dokument aufgelegt werden kann, das einen Transponder enthält, wobei das Dokument gleichzeitig mit der optischen Abtasteinrichtung 10 und mittels der Antennen 16 optisch sowie elektrisch abgetastet wird. Die durch die elektrische Abtastung ermittelten Daten werden zusammen mit den Bilddaten zu einer Dateneinheit verbunden, die beim Scanner an eine weitere Bearbeitungsstation weitergeleitet wird. An der Bearbeitungsstation können die in der Dateneinheit enthaltenen Daten und Bilddaten von einem Benutzer gelesen bzw. betrachtet werden bzw. automatisch mit einer entsprechenden Datenbank abgeglichen werden.
  • Das obige Ausführungsbeispiel weist einen Spiegel mit einer Metallschicht auf. Grundsätzlich ist es auch möglich, anstelle einer Metallschicht eine reflektierende dielektrische Schicht am Spiegel vorzusehen. Eine solche dielektrische Schicht hat keinerlei Einfluss auf die Radiowellen. Sie kann deshalb kontinuierlich am Spiegelsubstrat aufgebracht sein. Sie ist jedoch wesentlich teurer als eine Metallschicht, weshalb das Vorsehen der in Spiegelsegmente unterteilten Metallschicht bevorzugt ist.
  • Die Erfindung kann folgendermaßen kurz zusammengefasst werden:
    Der Scanner weist einen Spiegel unterhalb einer Glasplatte auf, um Licht von einer optischen Abtasteinrichtung auf ein auf der Glasplatte liegendes Dokument umzulenken bzw. vom Dokument reflektierte Lichtsignale zur optischen Abtasteinrichtung weiterzuleiten. Erfindungsgemäß ist der Spiegel ein metallischer Spiegel, dessen Metallschicht in einzelne Spiegelsegmente unterteilt ist. Hierdurch bilden die Spiegelsegmente nur kleine zusammenhängende elektrische Flächen, die Radiowellen nicht beeinträchtigen. Deshalb kann in diesem Scanner auch eine elektrische Abtasteinrichtung zum Senden und Empfangen von Radiowellen vorgesehen werden, um einen im Dokument enthaltenen Transponder auszulesen.
    • 1
    Scanner
    2
    Glasplatte
    3
    Dokument
    4
    Spiegel
    5
    Glassubstrat
    6
    Metallschicht
    7
    Schutzschicht
    8
    Begrenzungskante
    9
    Begrenzungskante
    10
    optische Abtasteinrichtung
    11
    Lichtquelle
    12
    Objektiv
    13
    Kamera
    14
    elektrische Auswerteeinrichtung
    15
    Abtastbereich
    16
    Antenne
    17
    Sende-/Empfangseinrichtung
    18
    Spiegelsegment
    19
    Zwischenbereich
    20
    Spiegelsegement

Claims (12)

  1. Scanner zum optischen und elektrischen Abtasten von einen Transponder enthaltenden Dokumenten, mit einer Glasplatte (2) zum Auflegen der Dokumente (3), einer optischen Abtasteinrichtung (10), die über einen unterhalb der Glasplatte (2) angeordneten Spiegel (4) ein auf der Glasplatte (2) liegendes Dokument (3) abtasten kann, zumindest einer Antenne (16) zum Senden von elektromagnetischen Signalen zum Transponder und zum Empfangen von elektromagnetischen Signalen vom Transponder, wobei der Spiegel (4) eine optisch reflektierende Metallschicht (6) aufweist, und die Metallschicht in separate Spiegelsegmente (18, 20) unterteilt ist.
  2. Scanner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Spiegelsegmente (18,20) nicht weiter als 100μm und vorzugsweise nicht weiter als 50 μm voneinander beabstandet sind.
  3. Scanner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelsegmente (20) streifenförmig ausgebildet sind und eine maximale Breite b von 10 mm aufweisen und vorzugsweise die streifenförmigen Spiegelsegmente (20) senkrecht zur benachbart vom Spiegel (4) angeordneten Antenne (16) verlaufen.
  4. Scanner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelsegmente (18) rechteckförmig ausgebildet sind und eine maximale Breite von 15 mm und einen maximale Länge von 30 mm aufweisen.
  5. Scanner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel (4) mit einer Begrenzungskante (9) benachbart zu einer Begrenzungskante (8) der Glasplatte (2) angeordnet ist und der Spiegel (4) und die Glasplatte (2) einen Winkel (α) im Bereich von 40° bis 70° einschließen.
  6. Scanner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (16) etwas unterhalb der Glasplatte (2) und seitlich versetzt bzgl. eines optischen Abtastbereichs (15) angeordnet ist.
  7. Scanner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass er mehrere Antennen (16) aufweist, die vorzugsweise an zwei gegenüberliegenden Seiten des optischen Abtastbereichs (15) angeordnet sind.
  8. Scanner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (16) aus einem rechteckigen Körper ausgebildet ist, der um den Abtastbereich (15) herum angeordnet ist.
  9. Scanner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (16) mit einer Sende- und Empfangseinrichtung (17) zum Senden und Empfangen von RFID-Signalen, insbesondere von RFID-Signalen des Typs ISO 14443, verbunden ist.
  10. Scanner nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Abtasteinrichtung (10) eine Einrichtung zum Erzeugen eines digitalen Bildes umfasst.
  11. Scanner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Erzeugen eines digitalen Bildes eine Korrektureinrichtung aufweist, mit welcher die Helligkeit der erzeugten Bilder automatisch korrigiert wird, um die durch die Abstände der Spiegelsegmente (18, 20) verursachten Helligkeitsunterschiede zu kompensieren.
  12. Scanner nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel anstelle einer Metallschicht eine durchgehende dielektrische Schicht aufweist.
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