DE10238568A1 - Measurement of the luminescent characteristics of the surface of a banknote uses the output of a light emitting diode as excitation - Google Patents

Measurement of the luminescent characteristics of the surface of a banknote uses the output of a light emitting diode as excitation Download PDF

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DE10238568A1
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Franz Müller
Klaus Thierauf
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    • G07D7/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency
    • G07D7/06—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of valuable papers or for segregating those which are unacceptable, e.g. banknotes that are alien to a currency using wave or particle radiation
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Abstract

The output of a light emitting diode, LED, (3) is directed through a filter (8) and a deflecting prism (7) to provide an excitation beam (2) for the surface of a banknote (1). The luminescent light (6) emitted by the banknote surface is reflected as a beam that is received by a detector (4).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein entsprechendes Verfahren zur Untersuchung von Dokumenten, insbesondere Banknoten, mit mindestens einer Lichtquelle, insbesondere Leuchtdiode, zur Erzeugung von Anregungslicht, welches zur Anregung von Lumineszenzlicht in oder auf einem zu untersuchenden Dokument geeignet ist und in einem Anregungsbereich auf das Dokument trifft, und mindestens einem Detektor zur Erfassung des von dem Anregungsbereich des Dokuments emittierten Lumineszenzlichts.The invention relates to a device and a corresponding procedure for examining documents, in particular banknotes, with at least one light source, in particular LED, for generating excitation light, which for excitation of luminescent light in or on a document to be examined is suitable and meets the document in a suggestion area, and at least one detector for detecting that of the excitation area of the document emitted luminescent light.

Gattungsgemäße Vorrichtungen und Verfahren zur Echtheitsprüfung von Banknoten werden in der WO 01/41079 A1 beschrieben. Die zu untersuchenden Banknoten werden hierbei mit ultraviolettem (UV) Licht einer UV-Leuchtdiode bestrahlt und das auf der Banknote angeregte Lumineszenzlicht wird erfaßt. Die Verwendung von Leuchtdioden als UV-Lichtquelle anstelle der üblicherweise verwendeten Gasentladungs- oder Leuchtstofflampen läßt einen kompakten Aufbau solcher Sensoren zu, so daß diese bei ihrer Integration in automatischen Banknotenbearbeitungssystemen relativ wenig Platz beanspruchen. Darüber hinaus lassen sich UV-Leuchtdioden im Gegensatz zu UV-Leuchtstofflampen ohne zusätzlichen Schaltungsaufwand schnell ein- und ausschalten, so daß sie auf einfache Weise getaktet betrieben werden können. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn bei der Untersuchung der Lumineszenzeigenschaften der Banknoten zwischen den Fluoreszenz- und Phosphoreszenzeigenschaften unterschieden werden soll.Generic devices and methods for authenticity testing Banknotes are described in WO 01/41079 A1. The ones to be examined Banknotes are irradiated with ultraviolet (UV) light from a UV light emitting diode and the luminescent light excited on the banknote is detected. The Use of LEDs as a UV light source instead of the usual one used gas discharge or fluorescent lamps leaves one compact structure of such sensors too, so that when they are integrated relatively little space in automatic banknote processing systems claim. About that In addition, UV LEDs can be used in contrast to UV fluorescent lamps without additional Quickly switch circuitry on and off, so that you can be operated in a clocked manner in a simple manner. This is especially true of Advantage when examining the luminescent properties the banknotes differentiate between the fluorescence and phosphorescence properties shall be.

In bestimmten Anwendungsfällen, beispielsweise beim Einbau solcher Sensoren in besonders hoch integrierten, kleinen Modulen zur automatischen Banknotenprüfung kann jedoch ein noch höherer Grad an Kompaktheit bei gleichzeitig hoher Erkennungssicherheit von Fälschungen erforderlich sein.In certain use cases, for example when installing such sensors in particularly highly integrated, small However, modules for automatic banknote checking can be an even higher degree compactness with high detection reliability of counterfeits to be required.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein entsprechendes Verfahren zur Untersuchung von Banknoten anzugeben, mit welcher bzw. welchem eine noch höhere Kompaktheit im Aufbau bei gleichzeitig verbesserter Erkennungssicherheit erreicht werden kann.It is an object of the invention Device and a corresponding method for examination of banknotes to indicate which one is even more compact under construction with improved detection reliability can be.

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung sowie das Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. 14 dadurch gelöst, daß der Detektor das von dem Anregungsbereich der Banknote emittierte Lumineszenzlicht unter kleinen Emissionswinkeln erfaßt.This task is accomplished by the device as well as the method according to claim 1 or 14 solved by that the Detector the luminescent light emitted by the excitation area of the banknote recorded at small emission angles.

Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, die das Anregungslicht aussendende Lichtquelle, insbesondere Leuchtdiode, und den Detektor derart relativ zueinander anzuordnen und/oder entsprechende geeignete Maßnahmen zu treffen, daß der Detektor das vom Anregungsbereich emittierte Lumineszenzlicht unter einem kleinen Emissionswinkel erfassen kann. Unter einem Emissionswinkel im Sinne der Erfindung ist ein Winkel zu verstehen, den ein von der Mitte des Anregungsbereichs ausgehender und auf die Mitte des Detektors treffender Lichtstrahl mit dem Lot auf den Anregungsbereich einschließt. Typische Emissionswinkel sind kleiner als 20 Grad, vorzugsweise kleiner als 10 Grad.The invention is based on the idea the light source emitting the excitation light, in particular light-emitting diode, and to arrange the detector relative to one another and / or corresponding ones appropriate measures to meet that of Detector under the luminescent light emitted by the excitation area can detect a small emission angle. At an emission angle In the sense of the invention, an angle is to be understood which is one of the center of the excitation area and the center of the Detector light beam striking the excitation area with the plumb line includes. Typical emission angles are less than 20 degrees, preferably smaller than 10 degrees.

Durch die erfindungsgemäße Wahl kleiner Emissionswinkel wird erreicht, daß ein Großteil der vom Anregungsbereich emittierten Lichtintensität, welche üblicherweise der eines sogenannten Lambert-Strahlers entspricht, vom Detektor erfaßt wird. Hierdurch wird selbst bei nur sehr schwach lumineszierenden Banknoten ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis erreicht, was eine hohe Zuverlässigkeit bei der Erkennung von Fälschungen gewährleistet. Gleichzeitig wird durch die räumliche Anordnung der einzelnen Sensor komponenten bei kleinen Emissionswinkeln eine größere Kompaktheit im Aufbau des Sensors erreicht.By the choice according to the invention Small emission angle is achieved that much of the excitation range emitted light intensity, which is usually that corresponds to a so-called Lambert radiator, from the detector detected becomes. As a result, even with only very weakly luminescent Banknotes achieved a high signal-to-noise ratio, which was high reliability in the detection of counterfeits guaranteed. simultaneously is determined by the spatial Arrangement of the individual sensor components at small emission angles greater compactness reached in the construction of the sensor.

In einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Leuchtdiode und der Detektor auf einem gemeinsamen Träger, insbesondere einer elektrischen Leiterplatine, im Bereich einer ersten Seite der Banknote angeordnet sind. Zwischen der Leuchtdiode und dem Detektor ist hierbei vorzugsweise eine Abschirmung vorgesehen, welche verhindert, daß das von der Leuchtdiode emittierte Licht direkt auf den Detektor gelangen kann. Dieser Aufbau hat neben einem geringen Herstellungsaufwand außerdem den Vorteil, daß die Leuchtdiode und der Detektor beiderseits der Abschirmung in einem sehr geringem Abstand zueinander angeordnet werden können, so daß sowohl der Winkel, in dem das von der Leuchtdiode emittierte Anregungslicht auf die Banknote trifft, als auch die Emissionswinkel, unter denen der Detektor das vom Anregungsbereich ausgehende Lumineszenzlicht erfaßt, sehr klein gehalten werden können. Neben der Kompaktheit wird hierdurch auch die Nachweisempfindlichkeit weiter erhöht.In a first preferred embodiment the invention provides that the light emitting diode and the detector on a common carrier, especially an electrical circuit board, in the area of a first side of the banknote are arranged. Between the light emitting diode and the detector is preferably provided with a shield which prevents that light emitted by the light-emitting diode can reach the detector directly. In addition to low manufacturing costs, this structure also has the Advantage that the light emitting diode and the detector on either side of the shield in a very small amount Spacing can be arranged so that both the angle at which the excitation light emitted by the LED onto the banknote hits, as well as the emission angle at which the detector Luminescent light emanating from the excitation area is detected, very much can be kept small. In addition to the compactness, this also increases the sensitivity of detection further increased.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Ablenkeinrichtung vorgesehen, welche den Anregungsbereich, in welchem das Anregungslicht auf die Banknote trifft, in Richtung der Aperturmitte, d.h. der Mitte des Aperturwinkels, des Detektors lenkt. Bei der Ablenkeinrichtung handelt es sich vorzugsweise um ein optisches Prisma, eine zylindrische oder stabförmige Linse, ein Fresnel-Prisma oder eine Fresnel-Linse. Hierdurch kann der Anregungsbereich besonders nahe in das Zentrum des Aperturwinkels des Detektors gerückt werden, so daß dieser den Anregungsbereich unter besonders kleinen Emissionswinkeln sieht.In a further preferred embodiment a deflection device is provided which covers the excitation area, in which the excitation light hits the banknote in the direction the center of the aperture, i.e. the center of the aperture angle, the detector directs. The deflection device is preferably an optical prism, a cylindrical or rod-shaped lens, a Fresnel prism or a Fresnel lens. This allows the excitation area be moved particularly close to the center of the aperture angle of the detector, so this sees the excitation area under particularly small emission angles.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Leuchtdiode im Bereich einer ersten Seite und der Detektor im Bereich einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Banknote angeordnet ist. Das in der Banknote angeregte Lumineszenzlicht wird in diesem Ausführungsbeispiel somit in Transmissionsgeometrie erfaßt. In dieser Geometrie können die Abstände zwischen Leuchtdiode und Banknote bzw. zwischen Detektor und Banknote sowie der relative laterale Versatz von Leuchtdiode und Detektor derart gewählt werden, daß der Detektor das von der Banknote emittierte Lumineszenzlicht unter sehr kleinen Emissionswinkeln erfaßt, welche insbesondere gleich Null sein können.In a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the light-emitting diode is arranged in the region of a first side and the detector in the region of a second side of the bank note opposite the first side. The luminescent light excited in the banknote thus becomes transmissions in this exemplary embodiment geometry recorded. In this geometry, the distances between the light-emitting diode and bank note or between the detector and bank note and the relative lateral offset of the light-emitting diode and detector can be selected such that the detector detects the luminescent light emitted by the bank note at very small emission angles, which in particular can be zero ,

In einer anderen bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die Anregung des Lumineszenzlichts durch einen oder mehrere Lichtpulse erfolgt, wobei aus den Intensitäten des zu einem oder mehreren Zeitpunkten nach dem Ende eines Pulses erfaßten Phosphoreszenzlichts ein Maß für das Abklingverhalten des Phosphoreszenzlichts abgeleitet wird. Hierdurch wird eine besonders hohe Genauigkeit bei der Untersuchung der Phosphoreszenzeigenschaften der Banknote und damit eine erhöhte Erkennungssicherheit von Fälschungen gewährleistet.In another preferred variant of the method according to the invention it is envisaged that the Excitation of the luminescent light by one or more light pulses takes place, taking from the intensities at one or more times after the end of a pulse detected Phosphorescent light a measure of the decay behavior of the phosphorescent light is derived. This makes one special high accuracy when examining the phosphor properties the banknote and thus an increased one Detection of counterfeits guaranteed.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigenThe invention is described below of figures closer explained. Show it

1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung; 1 a first embodiment of the invention;

2 eine schematische Darstellung der Ablenkung und Bündelung des Anregungslichts; 2 a schematic representation of the deflection and focusing of the excitation light;

3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung; und 3 another embodiment of the invention; and

4 einen schematisierten Intensitätsverlauf des in der Banknote angeregten Phosphoreszenzlichts. 4 a schematic intensity curve of the phosphorescent light excited in the banknote.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem eine als Leuchtdiode 3 ausgebildete Lichtquelle und ein Detektor 4 auf einem gemeinsamen Träger, welcher vorzugsweise als elektrische Leiterplatine ausgebildet ist, aufgebracht sind. Die Leuchtdiode 3 sendet Anregungslicht 2 aus, welches zur Anregung von Lumineszenzlicht 6 in oder auf der zu untersuchenden Banknote 1 geeignet ist. Bei dem Anregungslicht 2 handelt es sich vorzugsweise um ultraviolettes (UV) oder kurzwelliges sichtbares, insbesondere blaues, Licht. 1 shows a first embodiment of the invention, in which one as a light emitting diode 3 trained light source and a detector 4 are applied to a common carrier, which is preferably designed as an electrical circuit board. The light emitting diode 3 sends excitation light 2 which is used to excite luminescent light 6 in or on the banknote to be examined 1 suitable is. With the excitation light 2 it is preferably ultraviolet (UV) or short-wave visible, especially blue, light.

Die von der Leuchtdiode 3 emittierten und je nach Leuchtdiodentyp mehr oder weniger divergenten Lichtstrahlen treffen in einem Anregungsbereich 5 auf die zu untersuchende Banknote 1, wo sie etwaige, in diesem Bereich vorhandene, lumineszente Stoffe zur Aussendung von Lumineszenzlicht anregen. Generell wird bei Lumineszenzlicht zwischen Fluoreszenz- und Phosphoreszenzlicht unterschieden, wobei sich Phosphoreszenzlicht von Lumineszenzlicht durch ein unterschiedliches Anregungs- und Abklingverhalten mit im allgemeinen längeren Abklingzeiten unterscheidet.The one from the light emitting diode 3 emitted and depending on the type of light emitting diode more or less divergent light rays meet in an excitation area 5 on the banknote to be examined 1 , where they stimulate any luminescent substances present in this area to emit luminescent light. In the case of luminescent light, a distinction is generally made between fluorescent and phosphorescent light, with phosphorescent light differing from luminescent light in that it has a different excitation and decay behavior with generally longer decay times.

Im Bereich der Leuchtdiode 3 ist eine Ablenkeinrichtung 7 vorgesehen, welche das von der Leuchtdiode 3 ausgesandte Anregungslicht 2 derart ablenkt, daß der Anregungsbereich 5 auf der Banknote 1, in welchem das Anregungslicht 2 auf die Banknote 1 trifft, möglichst nahe im Zentrum der Apertur des Detektors 4 liegt, so daß der Detektor 4 die vom Anregungsbereich 5 ausgehenden Lichtstrahlen des Lumineszenzlichts 6 in sehr kleinen Emissionswinkeln α erfassen kann. Typische Emissionswinkel liegen hierbei unter halb von etwa 15 Grad. Bei der Ablenkeinrichtung 7 handelt es sich vorzugsweise um ein optisches Prisma oder ein Fresnel-Prisma. Hierdurch wird die Strahlablenkung auf einfache und kostengünstige Weise erreicht, wobei weiterhin ein kompakter Aufbau gewährleistet ist. Durch die Verwendung einer, insbesondere zylindrischen, Sammellinse oder einer Fresnel-Linse wird neben der Strahlablenkung zusätzlich eine Bündelung des von der Leuchtdiode 3 ausgehenden Anregungslichts 2 und damit eine höhere Intensität im Anregungsbereich 5 der Banknote 1 erreicht.In the area of the light emitting diode 3 is a deflector 7 provided which the by the light emitting diode 3 emitted excitation light 2 distracts such that the excitation area 5 on the banknote 1 in which the excitation light 2 on the banknote 1 hits, as close as possible to the center of the aperture of the detector 4 lies so that the detector 4 that of the excitation area 5 outgoing light rays of the luminescent light 6 can detect α in very small emission angles. Typical emission angles are below half of about 15 degrees. At the deflection device 7 it is preferably an optical prism or a Fresnel prism. As a result, the beam deflection is achieved in a simple and inexpensive manner, and a compact structure is also ensured. By using a, in particular cylindrical, converging lens or a Fresnel lens, in addition to the beam deflection, bundling of the light-emitting diode is also achieved 3 outgoing excitation light 2 and thus a higher intensity in the excitation area 5 the banknote 1 reached.

Vor der Leuchtdiode 3 ist ein erstes Filter 8 zur Filterung des von der Leuchtdiode 3 ausgehenden Anregungslichts 2 vorgesehen. Ebenso ist ein zweites Filter 9 zur Filterung des von der Banknote 1 emittierten Lumineszenzlichts 6 vorgesehen. Das erste und zweite Filter 8 bzw. 9 weisen vorzugsweise ein zueinander komplementäres Transmissionsverhalten auf, so daß das auf die Banknote 1 treffende Anregungslicht 2 nicht auf den Detektor 4 gelangen kann.In front of the light emitting diode 3 is a first filter 8th for filtering the light emitting diode 3 outgoing excitation light 2 intended. There is also a second filter 9 to filter the from the banknote 1 emitted luminescent light 6 intended. The first and second filter 8th respectively. 9 preferably have a mutually complementary transmission behavior, so that on the banknote 1 apt excitation light 2 not on the detector 4 can reach.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf dem Träger 10, welcher vorzugsweise als elektrische Leiterplatine ausgebildet ist, ein Monitordetektor 15 angeordnet, welcher die Intensität des von der Leuchtdiode 3 ausgesandten Anregungslichts 2 kontrolliert, indem er das am ersten Filter 8 und/ oder an der Ablenkeinrichtung 7 und/ oder an der Abschirmung 11 teilweise reflektierte Anregungslicht 2 erfaßt. Für den Fall, daß sich im Laufe der Betriebsdauer des Sensors die Lichtintensität der Leuchtdiode 3 ändert, wird dieses vom Monitordetektor 15 erfaßt und kann in einer hier nicht dargestellten Auswertungseinrichtung zur Korrektur der mit dem Detektor 4 erfaßten Lumineszenzintensitäten herangezogen werden.In the illustrated embodiment is on the carrier 10 , which is preferably designed as an electrical circuit board, a monitor detector 15 arranged, which is the intensity of the light emitting diode 3 emitted excitation light 2 checked by using the first filter 8th and / or on the deflection device 7 and / or on the shield 11 partially reflected excitation light 2 detected. In the event that the light intensity of the light emitting diode changes during the operating period of the sensor 3 changes, this is from the monitor detector 15 detected and can in an evaluation device, not shown here, for correcting the with the detector 4 detected luminescence intensities are used.

In 2 ist das Prinzip der Ablenkung und Bündelung des Anregungslichts 2 näher dargestellt. Im dargestellten Fall handelt es sich bei der Ablenkeinrichtung 7 um eine Sammellinse, welche vorzugsweise als astigmatische Linse, d.h. als Zylinder- oder Stablinse, ausgebildet ist. Die Leuchtdiode 3 befindet sich außerhalb der optischen Achse 12 und ist derart von der optischen Achse 12 und von der Ablenkeinrichtung 7 beabstandet, daß ein von der Leuchtdiode 3 emittiertes, ggf. divergentes Strahlenbündel in Richtung auf die optische Achse 12 hin gebündelt, insbesondere fokussiert, wird. Auf diese Weise wird neben einer Umlenkung zusätzlich eine Bündelung, d.h. eine Verringerung der Divergenz, des ausgesandten Anregungslichts 2 erreicht. Ein entsprechender Effekt wird ebenfalls mit einer entsprechenden Fresnel-Linse erreicht. In Fällen, in denen keine zusätzliche Bündelung des emittierten Anregungslichts 2 erwünscht ist, kann als Ablenkeinrichtung 7 ein optisches Prisma bzw. ein entsprechendes Fresnel-Prisma verwendet werden.In 2 is the principle of deflecting and focusing the excitation light 2 shown in more detail. In the case shown, the deflection device is concerned 7 around a converging lens, which is preferably designed as an astigmatic lens, ie as a cylindrical or rod lens. The light emitting diode 3 is outside the optical axis 12 and is so from the optical axis 12 and from the deflector 7 spaced that one from the light emitting diode 3 emitted, possibly divergent beam in the direction of the optical axis 12 bundled, especially focused. In this way, in addition to a deflection, bundling, ie a reduction in the divergence, of the excitation light emitted 2 reached. A corresponding effect is also achieved with a corresponding Fresnel lens. In cases where there is no additional bundling of the emitted excitation light 2 is desired, can be used as a deflector 7 an op table prism or a corresponding Fresnel prism can be used.

3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem die Leuchtdiode 13 im Bereich einer ersten Seite der Banknote 1 und der Detektor 14 im Bereich einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Banknote 1 angeordnet sind. Durch geeignete Wahl des Abstands zwischen Leuchtdiode 13 und Banknote 1 einerseits und/ oder zwischen Detektor 14 und Banknote 1 andererseits sowie durch Wahl des lateralen Versatzes von Leuchtdiode 13 und Detektor 14 relativ zueinander kann erreicht werden, daß die Emissionswinkel α, unter welchen das von der Banknote 1 ausgehende Lumineszenzlicht 6 vom Detektor 14 erfaßt wird, sehr klein sind. Im dargestellten Beispiel sind die Leuchtdiode 13 und der Detektor 14 derart gegenüberliegend angeordnet, daß der Emissionswinkel α gleich Null ist. 3 shows a further embodiment of the invention, in which the light emitting diode 13 in the area of a first page of the banknote 1 and the detector 14 in the area of a second page of the banknote opposite the first page 1 are arranged. By a suitable choice of the distance between the light emitting diode 13 and banknote 1 on the one hand and / or between the detector 14 and banknote 1 on the other hand, and by choosing the lateral offset of the light emitting diode 13 and detector 14 relative to each other it can be achieved that the emission angle α, at which the banknote 1 outgoing luminescent light 6 from the detector 14 is detected are very small. In the example shown, the light emitting diode 13 and the detector 14 arranged opposite each other such that the emission angle α is zero.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein kompakter Aufbau bei gleichzeitig hoher Nachweisempfindlichkeit erreicht. Insbesondere können bei diesem Aufbau außerdem die Lumineszenzeigenschaften beider Seiten der Banknote 1 mit nur einem Leuchtdioden-Detektor-Paar 13 und 14 gleichzeitig gemessen werden, wohingegen bei der üblichen Meßanordnung in Reflexionsgeometrie zwei Leuchtdioden-Detektor-Paare erforderlich sind.In the illustrated embodiment, a compact structure is achieved with a high detection sensitivity. In particular, the luminescent properties of both sides of the banknote can also be achieved with this construction 1 with only one pair of light emitting diodes 13 and 14 are measured simultaneously, whereas two pairs of light-emitting diodes are required in the usual measuring arrangement in reflection geometry.

Zur Filterung des auf die Banknote 1 treffenden Anregungslichts 2 bzw. des auf den Detektor 14 treffenden Lumineszenzlichts 6 sind ein erstes und zweites Filter 8 bzw. 9 vorgesehen, welche vorzugsweise ein komplementäres Transmissionsverhalten aufweisen, so daß etwaiges durch die Banknotel hindurchtretendes Anregungslicht 2 nicht zum Detektor 14 gelangen kann.To filter the on the banknote 1 hitting excitation light 2 or the on the detector 14 striking luminescent light 6 are a first and second filter 8th respectively. 9 provided, which preferably have a complementary transmission behavior, so that any excitation light passing through the bank hotel 2 not to the detector 14 can reach.

Der Detektor 14 und die Leuchtdiode 13 sind im dargestellten Beispiel an unterschiedlichen Trägerplatten 20 bzw. 21 angebracht. Analog zu dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel kann ein an der Trägerplatte 21 angebrachter Monitordetektor (nicht dargestellt) zur Überwachung der von der Leuchtdiode 13 ausgestrahlten Lichtintensität vorgesehen sein.The detector 14 and the light emitting diode 13 are in the example shown on different carrier plates 20 or 21 attached. Analogous to that in 1 The illustrated embodiment can be on the carrier plate 21 Attached monitor detector (not shown) for monitoring that of the light emitting diode 13 emitted light intensity can be provided.

4 zeigt einen schematisierten Intensitätsverlauf des mittels eines Lichtpulses P in der Banknote angeregten Phosphoreszenzlichts PL. Während der Dauer tp des Lichtpulses P (dessen Intensitätsverlauf aus Gründen der Anschaulichkeit in Richtung der Achse für die Intensität I verschoben wurde) nimmt die Intensität des von der Banknote ausgehenden Lumineszenzlichts zu und erreicht bei entsprechender Wahl einer ausreichend langen Pulsdauer tp eine Sättigung. 4 shows a schematic intensity curve of the phosphorescent light PL excited by a light pulse P in the banknote. During the duration tp of the light pulse P (whose intensity curve has been shifted in the direction of the axis for the intensity I for reasons of clarity), the intensity of the luminescent light emanating from the banknote increases and, with a corresponding choice of a sufficiently long pulse duration tp, saturates.

Im Bereich dieser gesättigten Lichtintensität kann nun zu einem Zeitpunkt t1 kurz vor dem oder am Ende tp des Pulses P das von der Banknote ausge hende Lumineszenzlicht, das sich im allgemeinen aus einem fluoreszenten und einem phosphoreszenten Anteil zusammensetzt, erfaßt werden.In the area of this saturated Light intensity can now at a time t1 shortly before or at the end tp of the pulse P the luminescent light emanating from the banknote, which is in the generally from a fluorescent and a phosphorescent portion composed, recorded become.

Nach dem Ende tp des Anregungspulses P wird das von der Banknote ausgehende Phosphoreszenzlicht PL zu einem oder mehreren Zeitpunkten t2, t3 bzw. t4 erfaßt, und aus den Intensitäten des erfaßten Phosphoreszenzlichts PL wird ein Maß für das Abklingverhalten des Phosphoreszenzlichts abgeleitet. Dieses abgeleitete Maß kann dann mit vorab gespeicherten Referenzwerten verglichen werden, wobei als Ergebnis dieses Vergleichs Aussagen über die Echtheit der überprüften Banknote getroffen werden können.After the end of the excitation pulse tp P becomes the phosphorescent light PL emanating from the banknote one or more points in time t2, t3 or t4, and from the intensities of the captured Phosphorescent light PL becomes a measure of the decay behavior of the Phosphorescent light derived. This derived measure can then are compared with previously stored reference values, whereby as a result of this comparison, statements about the authenticity of the checked banknote can be hit.

Ein besonders aussagekräftiges und zuverlässiges Maß A für das Abklingverhalten des Phosphoreszenzlichts PL wird wie folgt aus den Intensitäten des zu den Zeitpunkten t2, t3 und t4 erfaßten Phosphoreszenzlichts PL erhalten: A = [I(t2)-I(t3)]/[I(t3)-I(t4)]. A particularly meaningful and reliable measure A for the decay behavior of the phosphorescent light PL is obtained as follows from the intensities of the phosphorescent light PL recorded at times t2, t3 and t4: A = [I (t2) -I (t3)] / [I (t3) -I (t4)].

Der Zeitpunkt t2 liegt nach dem Zeitpunkt des Pulsendes tp, vorzugsweise kurz nach dem Pulsende bei einer hohen Intensität des Phosphoreszenzlichts PL. Der Zeitpunkt t4 ist so gewählt, daß die Intensität des Phosphoreszenzlichts PL einen niedrigen Wert erreicht hat. Der Zeitpunkt t3 liegt zwischen dem Zeitpunkt t2 einerseits und dem Zeitpunkt t4 andererseits.The time t2 is after the time of Pulse end tp, preferably shortly after the end of the pulse at a high intensity of the phosphorescent light PL. The time t4 is chosen so that the intensity of the phosphorescent light PL has reached a low value. The time t3 is between Time t2 on the one hand and time t4 on the other.

Durch die Wahl des zeitlichen Abstands der einzelnen Zeitpunkte t2, t3 bzw. t4 zueinander kann je nach Art der zu untersuchenden Banknoten die Aussagekraft des aus den. entsprechenden Intensitäten abgeleiteten Maßes für das Abklingverhalten A noch weiter erhöht werden. Vorzugsweise wird hierbei die Zeitdifferenz zwischen den Zeitpunkten t2 und t4 so gewählt, daß diese etwa gleich der mittleren Lebensdauer r der in der phosphoreszierenden Substanz angeregten Zustände ist: t4 – t2 = r. In diesem Fall ist das Maß A für das Abklingverhalten besonders genau und aussagekräftig.By choosing the time interval of the individual times t2, t3 or t4 to one another can vary depending on Type of banknotes to be examined the significance of the. corresponding intensities derived measure for the Decay behavior A can be further increased. Preferably the time difference between the times t2 and t4 so chosen that this approximately equal to the mean life r in the phosphorescent Substance excited states is: t4 - t2 = r. In this case the dimension is A for the Cooldown behavior particularly accurate and meaningful.

Alternativ ist es auch möglich, die Intensität des Phosphoreszenzlichts PL zu einer größeren Anzahl von Zeitpunkten, insbesondere zu mehr als zehn Zeitpunkten, zu erfassen und anschließend eine, insbesondere exponentielle, Funktion an die gemessenen Intensitätswerte anzupassen, z.B. mit Hilfe des sog. Least Square Fit-Verfahrens. Aus den auf diese Weise erhaltenen Fitparametern können noch genauere Aussagen über das Abklingverhalten des Phosphoreszenzlichts PL abgeleitet werden.Alternatively, it is also possible to use the Intensity of Phosphorescent light PL at a larger number of times, especially at more than ten points in time, and then one, especially exponential, function on the measured intensity values adapt, e.g. with the help of the so-called Least Square Fit process. From the fit parameters obtained in this way can still more accurate statements about the decay behavior of the phosphorescent light PL can be derived.

Eine weitere Möglichkeit zur Ermittlung eines besonders genauen Maßes für das Abklingverhalten besteht darin, jeweils eine Integration der Intensitätswerte zwischen den Zeitpunkte t2 und t3 einerseits und zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 andererseits vorzunehmen und die so erhaltenen Integralwerte durcheinander zu dividieren. Bei dieser Variante muß die Intensität des Phosphoreszenzlichts PL in jedem Intervall zwischen t2 und t3 bzw. t3 und t4 zu jeweils mehreren Zeitpunkten gemessen werden.Another way to identify a particular exact measure for the Decay behavior consists of an integration of the intensity values between times t2 and t3 on the one hand and between times t3 and t4 on the other hand and mix the integral values thus obtained to divide. In this variant, the intensity of the phosphorescent light PL in each interval between t2 and t3 or t3 and t4 with several each Times are measured.

Claims (19)

Vorrichtung zur Untersuchung von Dokumenten, insbesondere Banknoten, mit – mindestens einer Lichtquelle (3,13), insbesondere Leuchtdiode, zur Erzeugung von Anregungslicht (2), welches zur Anregung von Lumineszenzlicht (6) in oder auf einem zu untersuchenden Dokument (1) geeignet ist und in einem Anregungsbereich (5) auf das Dokument (1) trifft, und – mindestens einem Detektor (4,14) zur Erfassung des von dem Anregungsbereich (5) des Dokuments (1) emittierten Lumineszenzlichts (6), dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (4,14) das von dem Anregungsbereich (5) emittierte Lumineszenzlicht (6) unter kleinen Emissionswinkeln (α) erfaßt.Device for examining documents, in particular banknotes, with - at least one light source ( 3 . 13 ), in particular light emitting diode, for generating excitation light ( 2 ), which is used to excite luminescent light ( 6 ) in or on a document to be examined ( 1 ) is suitable and in a suggestion area ( 5 ) on the document ( 1 ) hits, and - at least one detector ( 4 . 14 ) for the detection of the area of excitation ( 5 ) of the document ( 1 ) emitted luminescent light ( 6 ), characterized in that the detector ( 4 . 14 ) that of the excitation area ( 5 ) emitted luminescent light ( 6 ) recorded at small emission angles (α). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (13) im Bereich einer ersten Seite und der Detektor (14) im Bereich einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Dokuments (1) angeordnet ist.Device according to claim 1, characterized in that the light source ( 13 ) in the area of a first side and the detector ( 14 ) in the area of a second page of the document opposite the first page ( 1 ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Licht- quelle (3) und der Detektor (4) im Bereich einer ersten Seite des Dokuments (1) angeordnet sind.Device according to claim 1, characterized in that the light source ( 3 ) and the detector ( 4 ) in the area of a first page of the document ( 1 ) are arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ablenkeinrichtung (7) vorgesehen ist, welche den Anregungsbereich (5), in welchem das Anregungslicht (2) auf das Dokument (1) trifft, in Richtung der Mitte der Apertur des Detektors (4) lenkt.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a deflection device ( 7 ) is provided which covers the excitation area ( 5 ) in which the excitation light ( 2 ) on the document ( 1 ) hits towards the center of the aperture of the detector ( 4 ) directs. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkeinrichtung mindestens ein optisches Prisma und/ oder ein Fresnel-Prisma umfaßt.Apparatus according to claim 4, characterized in that the deflection device comprises at least one optical prism and / or a Fresnel prism. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkeinrichtung (7) zur Verminderung der Größe des Anregungsbereichs (5), insbesondere durch Verminderung der Divergenz bzw. Erhöhung der Konvergenz der Lichtstrahlen des Anregungslichts (2), ausgebildet ist.Device according to one of claims 4 to 5, characterized in that the deflection device ( 7 ) to reduce the size of the excitation area ( 5 ), in particular by reducing the divergence or increasing the convergence of the light rays of the excitation light ( 2 ), is trained. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkeinrichtung mindestens eine, insbesondere zylindrische oder stabförmige, Sammellinse und/ oder Fresnel-Linse umfaßt.Device according to claim 6, characterized in that the deflection device at least one, in particular cylindrical or rod-shaped, collecting lens and / or Fresnel lens. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (3) außerhalb der optischen Achse (12) der Ablenkeinrichtung (7) angeordnet ist.Device according to one of claims 4 to 7, characterized in that the light source ( 3 ) outside the optical axis ( 12 ) of the deflection device ( 7 ) is arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Filter (8) zur Filterung des von der Lichtquelle (3,13) erzeugten Anregungslichts (2) vorgesehen ist.Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that a first filter ( 8th ) for filtering the light source ( 3 . 13 ) generated excitation light ( 2 ) is provided. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Filter (9) zur Filterung des von dem Dokument (1) emittierten Lumineszenzlichts (6) vorgesehen ist.Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that a second filter ( 9 ) to filter the from the document ( 1 ) emitted luminescent light ( 6 ) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Filter (8, 9) ein zueinander komplementäres Transmissionsverhalten aufweisen.Device according to claims 9 and 10, characterized in that the first and the second filter ( 8th . 9 ) have a complementary transmission behavior. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (3) und der Detektor (4) an einem gemeinsamen Träger (10), insbesondere auf einer elektrischen Leiterplatine, angebracht sind.Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the light source ( 3 ) and the detector ( 4 ) on a common carrier ( 10 ), especially on an electrical circuit board. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Lichtquelle (3) und dem Detektor (4) eine, insbesondere mit dem Träger (10) verbundene, Abschirmung (11) vorgesehen ist, welche verhindert, daß das von der Lichtquelle (3) erzeugte Anregungslicht direkt auf den Detektor (4) gelangen kann.Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that between the light source ( 3 ) and the detector ( 4 ) one, especially with the carrier ( 10 ) connected, shielding ( 11 ) is provided, which prevents that from the light source ( 3 ) generated excitation light directly on the detector ( 4 ) can reach. Verfahren zur Untersuchung von Dokumenten, insbesondere Banknoten, mit folgenden Schritten – Bestrahlung eines zu untersuchenden Dokuments (1) mit Anregungslicht (2), welches zur Anregung von Lumineszenzlicht (6) in oder auf dem Dokument (1) geeignet ist und in einem Anregungsbereich (5) auf das Dokument (1) trifft, und – Erfassung des von dem Anregungsbereich (5) des zu untersuchenden Dokuments (1) emittierten Lumineszenzlichts (6), dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Anregungsbereich (5) des zu untersuchenden Dokuments (1) emittierte Lumineszenzlicht (6) unter kleinen Emissionswinkeln (α) erfaßt wird.Method for examining documents, in particular banknotes, with the following steps - irradiation of a document to be examined ( 1 ) with excitation light ( 2 ), which is used to excite luminescent light ( 6 ) in or on the document ( 1 ) is suitable and in a suggestion area ( 5 ) on the document ( 1 ) meets, and - detection of the area of excitation ( 5 ) of the document to be examined ( 1 ) emitted luminescent light ( 6 ), characterized in that that of the excitation area ( 5 ) of the document to be examined ( 1 ) emitted luminescent light ( 6 ) is detected at small emission angles (α). Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Anregung des Lumineszenzlichts (6), insbesondere von Phosphoreszenzlicht (PL), durch einen oder mehrere Pulse (P) des Anregungslichts (2) mit einer bestimmten Pulsdauer (tp) erfolgt.A method according to claim 14, characterized in that the excitation of the luminescent light ( 6 ), in particular of phosphorescent light (PL), by one or more pulses (P) of the excitation light ( 2 ) with a certain pulse duration (tp). Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zu einem Zeitpunkt (t1) vor dem Ende (tp) des Pulses (P) das von dem Dokument (1) emittierte Lumineszenzlicht (6), insbesondere Phosphoreszenzlicht, erfaßt wird.A method according to claim 15, characterized in that at a point in time (t1) before the end (tp) of the pulse (P) that of the document ( 1 ) emitted luminescent light ( 6 ), in particular phosphorescent light, is detected. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zu einem oder mehreren Zeitpunkten (t2, t3, t4) nach dem Ende (tp) des Pulses (P) das von dem Dokument emittierte Phosphoreszenzlicht (PL) erfaßt wird.Method according to one of claims 15 to 16, characterized in that at one or more times (t2, t3, t4) after the end (tp) of the pulse (P) that emitted by the document Phosphorescent light (PL) is detected. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Intensitäten (I(t2), I(t3), I(t4)) des zu einem oder mehreren Zeitpunkten (t2, t3, t4) nach dem Ende (tp) des Pulses (P) erfaßten Phosphoreszenzlichts (PL) ein Maß (A) für das Abklingverhalten des Phosphoreszenzlichts (PL) abgeleitet wird.A method according to claim 17, characterized in that from the intensities (I (t2), I (t3), I (t4)) des at one or more times (t2, t3, t4) after the end (tp) of the pulse (P) detected phosphorescent light (PL) a measure (A) for the Decay behavior of the phosphorescent light (PL) is derived. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß (A) für das Abklingverhalten wie folgt abgeleitet wird: A = [I(t2)-I(t3)]/ [I(t3)-I(t4)]. Method according to claim 18, characterized in that the measure (A) for the decay behavior is derived as follows: A = [I (t2) -I (t3)] / [I (t3) -I (t4)].
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